[发明专利]一种氖气回收提纯的方法及装置

说明书

本发明提供了一种工艺简单、使用方便的从工业排放气体中回收氖气，并提纯、制备高纯度氖气的方法及装置，回收的氖工业尾气过滤去除颗粒杂质后，经过压缩、化学反应除杂、冷却吸附、低温闪蒸后获得高纯度氖气。本发明可以回收半导体厂使用的氖气，采用较便宜的液氮作为冷源，利用高真空和冷屏绝热，利用吸附法和低温精馏法分离氖气中的杂质，用较低的成本，提纯氖气。

技术领域

本发明涉及一种气体纯化方法及装置，尤其涉及一种从工业排放气体中回收氖气，并提纯、制备高纯度氖气的方法及装置。

背景技术

氖气(Ne)是一种无色、无味、非易燃的稀有气体，在空气中的氖气含量约为18ppm。常温下氖气为气态的惰性气体，不燃烧，也不助燃。

目前氖气主要是从空气中分离获得(空分法)：用精馏法从大型空分装置中提取粗氦、氖混合气，然后由粗氦、氖混合气经除氢、除氮后获得纯度99.95％以上的纯氖氦混合气，再经分离、纯化可制得99.999％的高纯氖，整个流程环节所需要的能耗非常高。

氖气在工业、生活中应用广泛，主要应用包括：1)用作霓虹灯、以及电子工业产品的填充介质(例如高压氖灯、计数管等)；2)用于激光技术，做视发光指示灯、电压调节、以及激光混合气成份；3)氖氧混合气代替氦氧气用于呼吸；4)用作低温冷却剂、标准气、特种混合气等；5)用于高能物理研究，例如：充满氖的火花室来探测微粒的行径；6)在半导体及高端电子产品制造中使用。

氖气在应用领域中作为工业废气排出，是一种极大的资源浪费。而且氖气排放环境中氖气浓度过高，一旦发生泄漏，会降低氧气分压，导致环境中人出现疲倦乏力、烦躁不安、恶心、呕吐、昏迷、抽搐，以致死亡。因此，氖气作为工业废气排放不符合当今社会可持续发展的生产理念。

但是，目前尚缺乏一种工艺简单、使用方便的从工业排放的废气中回收和精制高纯度氖气的技术和装置。

发明内容

针对目前缺乏从工业排放的废气中回收和精制高纯度氖气的技术和装置的现状，本发明提供了一种工艺简单、使用方便的从工业排放气体中回收氖气，并提纯、制备高纯度氖气的方法及装置。

本发明第一个方面是提供一种氖气回收提纯方法，步骤包括：

——将氖工业尾气进行过滤去除颗粒杂质；

——将氖工业尾气进行压缩；

——将压缩的氖工业尾气通过吸附剂进行一级吸附纯化；

——吸附纯化后的氖工业尾气进行冷却至-270℃至-200℃，然后-203℃温度下进行闪蒸；获得低温氖气；

——低温氖气通过第二吸附剂进行二级吸附纯化，获得纯氖气。

在本发明的的一种优选实施例中，所述压缩的氖工业尾气在进行一级吸附纯化之前，还进行一级冷却至30℃以下。

在本发明的一种优选实施例中，所述压缩的氖工业尾气在进行一级冷却之前还进行化学反应纯化。

其中，所述化学反应纯化用于脱除氟、氧、氮气体或它们化合物中的至少一种或几种。

在本发明的一种优选实施例中，所述一级吸附纯化优选为利用物理吸附去除二氧化碳、水、碳氢化合物中的至少一种或几种，其中，更优选地利用分子筛进行一级吸附纯化。

在本发明的一种优选实施例中，所述吸附纯化后的氖工业尾气优选为冷却至-270℃至-200℃，更优选为-240℃至-200℃，更优选为-220℃至-203℃。

在本发明的一种优选实施例中，所述氖工业尾气进行压缩之前、和/或过程中和/或之后，还进行油过滤。