[发明专利]一种高纯氮气或氩气纯化设备

说明书

本发明涉及一种高纯氮气或氩气纯化设备，包括通过管路连接的第一纯化罐与第二纯化罐，所述第一纯化罐通过管路连接进气口与若干截止阀，第一纯化罐内部设有第一吸附层，所述第二纯化罐通过管路连接出气口，内部设有第二吸附层。本发明扩大了气体与吸附层的接触表面积，气路无阻碍，结构简单，操作易于实现；气体在经过吸附层时，多次混合和分散，达到良好的均化效果，从而使得其纯度达到99.9999%，实现高纯气体的净化，适用于要求苛刻的氮气或氩气纯化。

技术领域

本发明属于气体纯化设备技术领域，尤其涉及一种使得气体纯度达到99.9999%的高纯氮气或氩气纯化设备。

背景技术

高纯气体 (Purified Gases)，工业名词，通常指利用现代提纯技术能达到的某个等级纯度的气体。对于不同类别的气体，纯度指标不同，例如对于氮，氢，氩，氦而言，通常指纯度等于或高于 99.999% 的为高纯气体；而对于氧气，纯度为99.99% 即可称高纯氧；对于碳氢化合物，纯度为 99.99% 的即可认为是高纯气体；高纯气体应用领域极宽，在半导体工业，高纯氮、氢、氩、氦可作为运载气和保护气；高纯气体可作为配制混合气的底气。

现有气体纯化技术原理主要有催化氧化、物理吸附、化学吸附。其中催化氧化需要将气体加热至一定的温度，催化剂才能将杂质气体进行催化氧化；物理吸附大多采用分子筛吸附，能有效去除杂质CO2、H2O，纯化进程在高温下可逆，而且可以进行分子筛再生；化学吸附则利用杂质中气体与纯化塔内填料发生化学反应，除去杂质。

多数空分装置空分出的氮气、氩气中，含有难以检测的重烃组分，炼油厂等特殊分析仪器需要高纯气作为载气，如采用普通高纯氮气作为载气，其谱图表现较差，相应位置会有未知峰出现。但加装烃捕集阱后其谱图显示稳定，无未知峰出现。采用三氧化铝色谱柱（FID）检测器检测高纯氮气，未发现C5以下烃类物质，这说明普通高纯气体中含有C5以上烃类物质，对于特殊用途的高纯气体必须进行纯化，纯化至超高纯级别。

现如今，半导体、电子、航空等领域对气体的纯度要求较高，需要大批量的超高纯电子级气体。空分或化学反应制造的气体纯度很难满足生产需求，半导体、电子领域用气多数为经净化后的瓶装气体。目前多数净化装置只能净化单一气体，很难满足多种气体的净化，对于多元化气体生产厂家，采购多台设备净化气体，一定程度上购买成本较高，且占地面积较大，想实现生产线式净化较难。这就导致净化效率较低，气体净化只适用于小批量特殊气体的净化，而对于超高纯气体批量化生产显得尤为艰难。

目前市场的高纯气体产品空分出来只能达到99.999%，而在许多精端设施上需要使用99.9999%的气体产品。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有高纯气体产品空分出来只能达到99.999%的缺陷而提供一种使得气体纯度达到99.9999%的高纯氮气或氩气纯化设备。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高纯氮气或氩气纯化设备，包括通过管路连接的第一纯化罐与第二纯化罐，所述第一纯化罐通过管路连接进气口与若干截止阀，第一纯化罐内部设有第一吸附层，所述第二纯化罐通过管路连接出气口，内部设有第二吸附层。通过进气口输入高纯氮气或氩气，使其通过第一纯化罐与第二纯化罐进行吸附除去杂质，从而获得纯度达到99.9999%的气体产品。

作为优选，所述第一吸附层内胆为菱形体，内部填充有5A分子筛。将第一吸附层内胆设置成菱形体，是为了让气体在进入吸附层后可以与内部的分子筛多次接触，使得高纯气体中的多次分散和会聚，从而起到除去杂质的目的。

作为优选，所述第二吸附层内胆为顶角为倒圆的菱形体，内部填充有碳分子筛。将第二吸附层内胆设置成顶角为倒圆的菱形体，是因为高纯气体在第二纯化罐中通过第二吸附层时，不断的分散和聚合，气体通过时没有死体积，通行更加畅通，由于气体多次改变方向，多次混合分散，故对气体具有良好的均化效果，从而加强除去杂质的目的。