[发明专利]一种回收分子筛吸附的特种气体的方法和装置

说明书

本发明公开了一种回收分子筛吸附的特种气体的方法和装置，主要是采用氢气或氦气作为载气，在常温下向分子筛吸附柱内吹气，以撞击分子筛内的特种气体，从而实现常温下直接回收分子筛内的特种气体，回收成本低，容易操作，环保安全，回收率高达90％以上，经济效益可观。由于本发明的回收方法无需加热，因此分子筛内吸附的水分等其它杂质不易解吸，使得回收的特种气体杂质含量低，利用价值度高。另外，本发明采用的载气不会引入杂质，且后续直接低温冷凝特种气体即可将特种气体与载气分离，且分离的载体可直接循环使用。可见，本发明弥补了目前行业无法直接回收分子筛内吸附的特种气体的技术缺陷，也大大降低了特种气体的提纯成本。

技术领域

本发明涉及特种气体回收技术领域，尤其涉及一种回收分子筛吸附的特种气体的方法和装置。

背景技术

在高纯特种气体领域，如砷烷、磷烷、锗烷等，一般使用分子筛如3A、4A、5A、13X等去除特种气体中的水分等杂质。使用分子筛进行提纯，具有效率高，能深度去除水分及其他小分子杂质，且可加热重复利用等优点，因而被广泛运用于各种气体提纯。

但是，分子筛在吸附杂质的同时也会吸附大量的特种气体。例如，砷烷经过一个体积为100L的装满4A分子筛的吸附柱，4A分子筛在吸附水的同时也会吸附20～30kg的砷烷。而砷烷在230℃即可分解，若直接活化分子筛，砷烷会被直接损失掉，且容易导致分子筛失活。若直接抽空置换分子筛再活化，吸附了砷烷的分子筛都进入尾气吸收喷淋塔，不仅会消耗大量的氧化剂，且无法回收里面的砷烷。可见，活化一个体积为100L的分子筛吸附柱，就会造成数万元的损失。尤其是对于锗烷这种价格高昂的特种气体，每kg的市场价高达数万元，活化一次分子筛会损失十万元以上。而实际工业生产中，一般每处理100～200kg的特种气体就需要活化一次分子筛，且不能回收分子筛中吸附的特种气体，导致企业的成本增加10％以上。

因此，开发一种高效回收分子筛中吸附的特种气体的方法和设备，具有十分重要的意义。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明的第一个目的在于提供一种回收分子筛吸附的特种气体的方法，本发明的第二个目的在于提供一种回收分子筛吸附的特种气体的装置。本发明的方法和装置配套使用，能高效回收分子筛中吸附的特种气体，回收率高达90％以上，显著减少了特种气体提纯的损失，降低了特种气体的提纯成本。

为实现其目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的一种回收分子筛吸附的特种气体的方法，其包括如下步骤：

(1)向吸附有特种气体的分子筛吹送非杂质气体，使分子筛上的特种气体解吸出来，得到含非杂质气体和特种气体的混合气体；

(2)冷凝所述混合气体中的特种气体，使特种气体与非杂质气体分离；

(3)回收步骤(2)冷凝的特种气体。

优选地，所述非杂质气体包括氢气和氦气中的至少一种。最优选地，所述非杂质气体为氢气。氢气的分子半径小，分子运动速度快，具有极佳的扩散性，可不断侵入分子筛的间隙中，并不断撞击分子筛上吸附的特种气体分子，使其挣脱分子筛的吸附作用，进而解吸。此外，氢气的价格低廉。

优选地，所述特种气体包括砷烷、磷烷和锗烷中的至少一种。

优选地，所述非杂质气体的吹送方式为连续吹送，吹送方向为从下往上吹送。连续吹送可使非杂质气体不断撞击分子筛内的特种气体分子，使其快速解吸。从下往上吹送，可使非杂质气体顺着其气体的自然流向流动，充分侵入分子筛中，使分子筛内的特种气体脱附。