[发明专利]一种可除杂质的超高纯制氮装置

权利要求书

1.一种可除杂质的超高纯制氮装置，其特征在于，包括：

精馏塔体(1)，所述精馏塔体(1)的内部设置有蒸馏层(2)与除杂质层(3)，所述除杂质层(3)设置于蒸馏层(2)的上部；

所述除杂质层(3)包括水吸附剂层(11)、二氧化碳吸附剂层(12)、氢吸附剂层(13)与一氧化碳吸附剂层(14)，所述精馏塔体(1)的除杂质层(3)自下至上依次安装有四组吸附剂容纳腔体，四组吸附剂容纳腔体分别对应于对水吸附剂层(11)、二氧化碳吸附剂层(12)、氢吸附剂层(13)与一氧化碳吸附剂层(14)，所述精馏塔体(1)的内部设置有若干组隔板(9)，所述隔板(9)分布于除杂质层(3)和蒸馏层(2)之间，所述隔板(9)分布于水吸附剂层(11)、二氧化碳吸附剂层(12)、氢吸附剂层(13)与一氧化碳吸附剂层(14)；

还包括如下步骤：

步骤S1、采用精馏方式获得高纯氮气，降低产品氮中氧、氩杂质含量，且能达到ppb级别的杂质；

步骤S2、由于精馏并不能除去氢、一氧化碳杂质，同时每套设备周遭环境中杂质含量不同，且不同轮次的生产过程对产品品质要求不同，因此采用吸附的方式预除空气中的氢及一氧化碳；

步骤S3、为节约设备成本，将除氢、除一氧化碳吸附剂分层填装在除水、二氧化碳的装置中，同时也减少能耗的消耗。

2.根据权利要求1所述的一种可除杂质的超高纯制氮装置，其特征在于：所述精馏塔体(1)的蒸馏层(2)安装有冷凝器，所述蒸馏层(2)通过连接管(7)连通有再沸器(6)，所述连接管(7)连接于蒸馏层(2)侧面底部。

3.根据权利要求2所述的一种可除杂质的超高纯制氮装置，其特征在于：所述蒸馏层(2)的内部安装有用于精馏的加热组件(5)，所述精馏塔体(1)的蒸馏层(2)底部安装有残液排出管(4)，空气经过精馏塔体(1)处理后的残液通过残液排出管(4)排除。

4.根据权利要求3所述的一种可除杂质的超高纯制氮装置，其特征在于：所述隔板(9)上开设有若干组漏孔(15)，若干组所述漏孔(15)呈环形阵列均匀分布于隔板(9)上，所述隔板(9)设置为圆形且安装于精馏塔体(1)的内侧壁上。

5.根据权利要求4所述的一种可除杂质的超高纯制氮装置，其特征在于：所述精馏塔体(1)的蒸馏层(2)内部安装有若干组扰流板(8)，若干组扰流板(8)呈间隔交错分布。

6.根据权利要求5所述的一种可除杂质的超高纯制氮装置，其特征在于：所述精馏塔体(1)的内侧壁上固定连接有支撑块(10)，所述水吸附剂层(11)、二氧化碳吸附剂层(12)、氢吸附剂层(13)与一氧化碳吸附剂层(14)均通过支撑块(10)设置于精馏塔体(1)的内部。

7.根据权利要求6所述的一种可除杂质的超高纯制氮装置，其特征在于：四组分别水吸附剂层(11)、二氧化碳吸附剂层(12)、氢吸附剂层(13)与一氧化碳吸附剂层(14)的吸附剂容纳腔体设置为上下两端均设置有过气孔的容纳腔体，蒸馏层(2)的气体自吸附剂容纳腔体的底部进入经过吸附后从吸附剂容纳腔体的顶部排出，所述精馏塔体(1)的侧部开设有用于吸附剂容纳腔体安装的插槽(16)。

8.根据权利要求1所述的一种可除杂质的超高纯制氮装置，其特征在于：步骤S3之后还包括如下步骤：在除氢、除一氧化碳吸附剂分层填装在除水、二氧化碳的装置中后，则可通过带有分层吸附剂的设备对多种气体杂质进行吸附去除，从而获得高纯的氮气产品。