[发明专利]一种稀有气体真空吸气回收的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及稀有气体纯化系统，尤其涉及稀有气体的回收利用。

背景技术

稀有气体因在空气中占比极少且提取工艺较复杂，其价格相对比较昂贵。在现有空分装置技术条件下，提取稀有气体能达到的纯度通常≤1ppm，或略大于1ppm。但目前市场往往需求更高纯度的稀有气体如氪、氙，用于高端电子行业，为此，需要对稀有气体进一步提纯，通过采用催化剂提纯技术，能进一步去除氪氙中含有的微量SF₆、O₂和N₂等，使氪氙的纯度达到≤0.1ppm。

目前，空分行业中普遍使用带有催化塔设备的纯化系统对稀有气体进一步提纯，催化塔在其内的催化剂达到饱和状态后需要定期从纯化装置中拆卸下来进行再生，之后再将催化塔重新安装投入使用；在更换催化塔的过程中或设备出现故障停车，纯化系统管路中的稀有气体通常会被排入大气浪费掉。稀有气体相对昂贵，尤其是氙气被称为“黄金气体”，其价格在4～25万元/m³之间波动，催化剂的使用周期约为500小时，因此从长周期来计算，将每次更新催化塔或设备故障停车等排放掉的氙气累计起来，其价值可观。因此，目前尚待解决的技术问题是如何将这部分稀有气体收集利用起来，实现其价值，避免浪费。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明给出了一种稀有气体真空吸气回收的方法及装置。

本发明所述方法包括在现有稀有气体纯化系统中增加一套真空吸气回收系统，当纯化系统因故障或正常停运时，可通过真空吸气回收系统将系统管路中滞留的稀有气体通过负压吸气原理回收入真空室中，当纯化系统恢复运行时可将真空室中存储的稀有气体反充入纯化系统中。

具体方法包括首先使用真空泵对真空室进行抽真空处理，当真空室压力达到-0.05Mpa～-0.1Mpa时，关闭真空室出口阀，拆下真空泵备用；接着打开真空室进气阀，利用真空室的负压将催化塔和管路中滞留的稀有气体抽入真空室中，当纯化管路压力接近0Mpa时，纯化管路自动控制进气阀、出气阀和真空室自动进气阀自动关闭，纯化系统停运。

本发明进一步技术方案为，当纯化系统恢复运行时再利用负压吸气原理优先将真空室中存储的稀有气体反充入纯化系统中，恢复真空吸气回收系统至备用状态。

具体方法包括当纯化系统解除故障或催化塔再生完毕，首先对纯化系统管路进行吹扫和抽真空处理，此时纯化系统管路压力为-0.05～-0.1Mpa，接着开启自动控制进气阀、出气阀和真空室自动进气阀，真空室中的稀有气体利用负压吸气原理反充入纯化系统管路，当真空室压力约为0Mpa时，真空室自动进气阀自动闭合，完成真空室中存储的稀有气体反充过程；最后关闭真空室手动进气阀，恢复真空吸气回收系统至备用状态；打开纯化系统管路手动进气阀和手动出气阀，氙气纯化系统恢复正常工况。

为实施本发明所述方法，本发明所述一种稀有气体真空吸气回收装置包括依次连接的真空室手动进气阀、真空室自动进气阀、真空室、真空压力表、真空室出口阀、真空泵，以及连接上述设备及仪表的管道。

本发明所述装置进一步技术方案为所述装置管道及真空室与气体直接接触面部分均采用EP(电抛光)处理，可防止管壁和真空室内粘附的任何细微杂质进入纯化气体中，有效确保稀有气体纯化达到要求纯度。

本发明所述装置进一步技术方案还包括，所述装置上的阀门均采用漏率最低的不锈钢波纹管阀，漏率＜1×10－7帕升/秒，是为了有效防止纯化气体泄漏，同时确保纯化气体的纯度。

附图说明

图1：一种稀有气体真空吸气回收装置实施例一示意图；

图2：一种稀有气体真空吸气回收装置实施例二示意图。

附图符号说明：1、手动进气阀；2、自动控制进气阀；3、压力表；4、催化塔；5、自动控制出气阀；6、手动出气阀；21、真空室手动进气阀；22、真空室自动进气阀；23、真空室；24、真空压力表；25、真空室出口阀；26、真空泵；

具体实施方式

本实施例中氙气纯化装置生产量为0.016m³/h，经纯化系统提纯后纯度提高至99.9999％，氙气纯化装置使用周期约为500小时，达到使用周期即需要对催化塔进行倒换活化，此时需要将催化塔从纯化装置中拆卸下来进行再生，再生完毕后再重新装入纯化装置中投入使用。

下面结合附图1对本发明实施例一做进一步详细说明：