[发明专利]获取超纯氢气的方法和装置

说明书

本发明涉及一种获取超纯氢气的方法和装置。获取超纯氢气的方法为：依次滤除工业氢中的颗粒杂质，常温吸附脱除二氧化碳和水，液氮洗涤脱除一氧化碳和氩气，低温吸附氮气和氧气，得到超纯氢气。获取超纯氢气的装置主要包括：用于滤除工业氢中的颗粒杂质的过滤器；用于常温吸附脱除二氧化碳和水的常温吸附系统；用于液氮洗涤脱除一氧化碳和氩气的液氮洗涤塔；用于低温吸附氮气和氧气而得到超纯氢气的低温吸附系统。获取超纯氢气的装置还包括冷却器、换热器和两个加热器。本发明工艺简单、成本较低、环保高效，其运行要求较低、提纯效果好，能够稳定获取大流量超纯氢气。

技术领域

本发明涉及气体提纯技术领域，具体涉及一种提纯工业氢得到超纯氢气的方法和装置。

背景技术

超纯氢气广泛用于电子信息、半导体、LED、多晶硅光伏发电等领域。现常用的获取超纯氢气（6N）的方法有：（1）钯管扩散法；（2）变压吸附法；（3）超低温吸附法。钯管扩散法和变压吸附法要求前端氢气的压力高，且不易获得稳定大流量的超纯氢气；超低温吸附法运行压力低，虽易获取稳定大流量的超纯氢气，但吸附剂对杂质气体是选择性的吸附，难以完全去除杂质获得超纯氢气。

发明内容

本发明的目的是提供一种运行要求较低、提纯效果好、能够稳定获取大流量超纯氢气的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种获取超纯氢气的方法，用于对工业氢进行提纯而得到超纯氢气，所述获取超纯氢气的方法为：滤除所述工业氢中的颗粒杂质而得到一级中间气体，常温吸附脱除所述一级中间气体中的二氧化碳和水而得到二级中间气体，液氮洗涤脱除所述二级中间气体中的一氧化碳和氩气而得到三级中间气体，低温吸附所述三级中间气体中的氮气和氧气而得到超纯氢气。

优选的，冷却所述一级中间气体后再进行常温吸附。

优选的，冷却所述二级中间气体后再进行液氮洗涤；复热所述超纯氢气，将复热后的所述超纯氢气作为产品送出；将液氮洗涤产生的污液氮复热后用作常温吸附和低温吸附的再生气。

优选的，复热后的所述污氮气再经加热后用作常温吸附和低温吸附的再生气。

优选的，利用液氮为所述低温吸附提供所需冷量。

本发明还提供一种运行要求较低、提纯效果好、能够稳定获取大流量超纯氢气的装置，其技术方案是：

一种获取超纯氢气的装置，用于对工业氢进行提纯而得到超纯氢气，所述获取超纯氢气的装置包括：

用于滤除所述工业氢中的颗粒杂质而得到一级中间气体的过滤器；

用于常温吸附脱除所述一级中间气体中的二氧化碳和水而得到二级中间气体的常温吸附系统；

用于液氮洗涤脱除所述二级中间气体中的一氧化碳和氩气而得到三级中间气体的液氮洗涤塔；

用于低温吸附所述三级中间气体中的氮气和氧气而得到超纯氢气的低温吸附系统。

优选的，所述获取超纯氢气的装置还包括用于冷却所述一级中间气体的冷却器。

优选的，所述获取超纯氢气的装置还包括用于冷却所述二级中间气体、复热所述超纯氢气、复热由所述液氮洗涤塔产生的污液氮使其成为接入所述常温吸附系统和所述低温吸附系统用作再生气的污氮气的换热器。

优选的，所述获取超纯氢气的装置还包括：

用于加热复热后的所述污氮气并将加热后的所述污氮气接入所述常温吸附系统作为再生气的第一加热器；

用于加热复热后的所述污氮气并将加热后的所述污氮气接入所述低温吸附系统作为再生气的第二加热器。

优选的，所述低温吸附系统接入为其提供所需冷量的液氮。