[发明专利]一种适用于PPB级高纯氮生产的吸附装置及具有其的纯化器

说明书

本发明涉及高纯制氮的技术领域，更具体地，涉及一种适用于PPB级高纯氮生产的吸附装置及具有其的纯化器，包括吸附桶、连通于吸附桶底部的气体入口以及连通于吸附桶顶部的气体出口，气体入口与气体出口之间设有用于吸附脱除H₂O的第一吸附层、用于吸附CO的第二吸附层以及用于吸附CO₂的第三吸附层，第一吸附层、第二吸附层、第三吸附层自下而上层叠设置于吸附桶内部，气体入口与第一吸附层之间设有气体分布器。本发明原料空气气流流经第一吸附层去除H₂O、流经第二吸附层去除CO、流经第三吸附层去除CO₂，一次纯化即可有效去除原料空气中的H₂O杂质、CO杂质、CO₂杂质，而无需安装后纯化器进行再次纯化，达到节约投资费用、节约装置能耗和增加装置可靠性的目的。

技术领域

本发明涉及高纯制氮的技术领域，更具体地，涉及一种适用于PPB级高纯氮生产的吸附装置及具有其的纯化器。

背景技术

随着中国经济的快速发展，工业气体作为国民经济基础工业要素之一，在国民经济中的重要地位和作用日益凸显。尤其是随着互联网时代的到来，电子、多晶硅等行业广泛兴起，高纯气体的需求越来越多。作为高纯气体的中的大宗气体，高纯氮气在电子、多晶硅等行业的应用越来越广泛，目前高纯氮主要采用深冷精馏的方法从制氮装置中获得，得到的气体中常常包含杂质水、CO2和CO，随着高纯气体的纯度要求越来越高，对气体中的杂质含量要求越来越严格，常需在制氮之前对原料气设置纯化装置进行纯化。然而，现有的制氮机纯化装置往往只能吸附空气中的水和CO2，而无法去除杂质CO，杂质CO则需要在产品气后高纯纯化器中进行去除。新增后纯化器以去除原料气中的CO，会导致投资费用增加、装置能耗增加和装置的可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适用于PPB级高纯氮生产的吸附装置及具有其的纯化器，在原料气中去除杂质水、CO2和CO，而无需安装后纯化器进行再次纯化，节约投资费用、节约装置能耗和增加装置可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种适用于PPB级高纯氮生产的吸附装置，包括吸附桶、连通于吸附桶底部的气体入口以及连通于吸附桶顶部的气体出口，所述气体入口与气体出口之间设有用于吸附脱除H₂O的第一吸附层、用于吸附CO的第二吸附层以及用于吸附CO₂的第三吸附层，所述第一吸附层、第二吸附层、第三吸附层自下而上层叠设置于吸附桶内部，所述气体入口与第一吸附层之间设有气体分布器。

本发明的适用于PPB级高纯氮生产的吸附装置，原料空气从吸附桶底部经气体分布器后进入，气流初始动能被消除，气流变的平缓，气体在轴向的分布比较均匀，均匀的气流流经第一吸附层去除H₂O、流经第二吸附层去除CO、流经第三吸附层去除CO₂，能够实现一次纯化即可有效去除原料空气中的H₂O杂质、CO杂质、CO₂杂质，而无需安装后纯化器进行再次纯化，达到节约投资费用、节约装置能耗和增加装置可靠性的目的。

进一步地，所述第一吸附层、第二吸附层以及第三吸附层之间分隔有丝网。各个吸附层之间采用丝网隔离，可保持各层吸附层功能的独立性和完整性。

进一步地，所述第一吸附层内装填有活性氧化铝，所述第二吸附层内装填有锰铜催化剂，所述第三吸附层内装填有分子筛。活性氧化铝用于脱除空气中的H₂O，锰铜催化剂用于脱除空气中的CO，分子筛用于脱除空气中的CO₂，其中，活性氧化铝、锰铜催化剂、分子筛均可采用市售材料。

进一步地，所述第三吸附层与气体出口之间连接有颗粒过滤层。设置颗粒过滤层能够有效防止吸附桶内颗粒填料随气流进入下游工段。