[发明专利]高纯氩气的制备装置和方法

权利要求书

1.一种高纯氩气的制备装置，包括微机自动控制单元，其特征是：还具有，

第一级净化塔TY：内装碳质脱氧剂，主要用于O₂等杂质的脱除，塔内设置有电加热器，含量为99.9％的工业纯氩物流在200～320℃下脱除其中的杂质氧，并达到出口气中O₂≤1ppm；换热器RJ1通过管道与第一级净化塔相连，将第一级净化塔的出口气降温至室温；

第二级净化装置：用于在室温下除去杂质CO₂和H₂O，由两个并联的吸附塔XF1和XF2组成，塔内装填分子筛吸附剂、塔内设有用于分子筛再生加热的电加热器，两分子筛吸附塔XF1和XF2的进口管分别经电磁阀DF1和DF2后，再经总管与换热器RJ1出口相连，两吸附塔XF1和XF2的出口管分别串接高效过滤器GL1、电磁阀DF5以及高效过滤器GL2、电磁阀DF6后、再与总管L2相连；且GL1和GL2的出口之间由管路L3连通，管路L3上设置有电磁阀DF7；XF1和XF2的进口上分别接有放空管，两放空管上分别设置有电磁阀DF3和DF4；

第三级净化塔HT：塔内装填金属吸气剂，塔内设有电加热器，塔的进口管与管路L2相连，塔的出口管上顺次设置有换热器、高效过滤器GL3。

2.根据权利要求1所述高纯氩气的制备装置，其特征是：所述吸附塔XF1和XF2中装填的分子筛为13X分子筛；第三级净化塔内装填的金属吸气剂为ZrAL16合金、ZrVFe合金或海绵钛体；第一级净化塔内的碳质脱氧剂为T3093型或CuCl+CuO/C型。

3.根据权利要求1或2所述高纯氩气的制备装置，其特征是：所述第二级净化装置中一个吸附塔的再生操作是采用另一工作塔的出口气反吹并升温至380℃脱除杂质的过程。

4.根据权利要求3所述高纯氩气的制备装置，其特征是：所述高效过滤器GL1、GL2和GL3中的过滤介质是镍质或不锈钢烧结板或管。

5.一种采用如权利要求1所述装置制备高纯氩气的方法，包括以下步骤：

a)、以含量99.9％的工业纯氩气为原料点，在第一级净化塔中、经碳质脱氧剂在200～320℃温度下进行脱氧操作，脱氧后的出口气中O₂≤1ppm；

b)、a步骤脱氧后的出口气经换热器降温至室温；

c)、b步骤换热器的出口气经分子筛吸附塔中的13X分子筛在室温下除去CO₂和H₂O杂质，使杂质含量降到H₂O≤2ppm、CO₂≤0.1ppm；

d)、c步骤吸附塔出口气再经ZrAl合金、ZrVFe合金或者海绵钛体金属吸气剂处理，在450～700℃的温度下，进一步除去O₂、N₂、CO、CO₂、H₂、THC、H₂O杂质，使杂质含量进一步降到O₂≤0.1ppm、N₂≤0.1ppm、CO≤0.1ppm、CO₂≤0.1ppm、H₂≤0.1ppm、THC≤0.1ppm、H₂O≤1ppm，，从而制得99.9999％的高纯氩气。

6.根据权利要求5所述装置制备高纯氩气的方法，其特征是：所述c步骤中的分子筛吸附塔为两个，一个工作，另一个再生备用；吸附塔中吸附剂的再生是采用工作塔的出口气通过反吹并升温到380℃脱附杂质的过程。