[发明专利]一种气体净化装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体净化装置及其应用，属于化学反应净化气体技术领域。

背景技术

保护气制备方面、特别是在超大规模集成电路、激光材料、光导纤维和航空航天材料等航域，要求生产过程在超净环境体系内进行，例如半导体制造工艺要求把气体中的氧降低到10^-6ppm，甚至10^-15～10^-23ppm，这就要求采用合适的脱氧剂将氧脱除以达到要求。

因此，在工厂的产品生产过程中或者实验室的实验过程中，有较多过程需要在气氛保护后才能进行。保护性气氛的衡量标准主要包括气氛的湿度和气氛的含氧量。例如，在钢铁的生产过程中，氧元素的存在降低了钢的热脆性能的同时，显著降低了钢液的表面张力。也就证明了氧含量对于钢产品的质量有很大影响。又如，在电子产品的生产过程中，气体湿度过大会引起通路、漏电、击穿及材料老化等问题。因此，控制气氛的湿度及氧含量对于各种产品的生产有着重要意义。而目前为止，这种气体净化装置还比较少。

公开号为CN104694705A的中国专利文件中公开了一种深度脱氧装置及其应用，气体经过加热装置加热到一定温度后通过铜、镁、钛三种脱氧剂达到脱氧目的，可以在常压下进行脱氧处理，精度可以达到10^-21ppm。然而，这个装置并不能控制气体的湿度，也不能实现气体在不同温度下与不同的脱氧剂进行接触，因此也就影响了此装置的脱氧效率及脱氧质量。此外，该装置由于镁系脱氧剂的存在，不能完成氮气N₂的深度脱氧工作。

公开号为CN205700091U的中国专利文件中公开了一种工业生产酸性气体过滤净化装置，采用活性炭过滤与碱液喷洒除酸相结合的方式，提高了酸性气体过滤化的效率，并采用pH继电控制排液系统，可以智能控制精华液的排放。具有较高的净化效率。但是，这项专利只能对酸性气体进行净化，不能有效的处理中性或者碱性气体。

综上所述，现有的气体净化、脱氧装置的适用范围较小，精度及效率较低，且无法实时监测气体净化后的湿度及氧含量。然而，对于精密实验设备，针对进入设备内不同保护气体的全面净化是十分必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有气体净化设备净化效率低，气体适用范围小，难以脱除气体内水分，且没有实时监测设备出口的湿度及氧分压等问题，提供了一种净化气体的方法，用于工厂和实验室中低氧含量保护气体的制备。

本发明采用如下技术方案实现：

一种气体净化装置，包括通过管道串联连接的除湿净化室2、第一脱氧净化室31、第二脱氧净化室32和第三脱氧净化室33，所述除湿净化室2的入口与保护气体的气瓶1连接；

所述除湿净化室2内部填装有硅胶除湿剂，所述第一脱氧净化室31内部填装铜单质或铜基合金中的一种作为脱氧净化剂，所述第二脱氧净化室32内部填装钼单质或钼基合金中的一种作为脱氧净化剂，所述第三脱氧净化室33内部填装钛单质、海绵钛或钛基合金中的一种作为脱氧净化剂；

所述第一脱氧净化室31、第二脱氧净化室32和第三脱氧净化室33分别设有加热单元。

进一步的，所述硅胶除湿剂和脱氧净化剂分别占对应净化室内部体积的50％-80％。

进一步的，所述第一脱氧净化室31、第二脱氧净化室32和第三脱氧净化室33分别设置在三个独立的加热炉内，分别对三个脱氧净化室内部的脱氧净化剂加热至相应的氧化温度。

进一步的，所述三个独立的加热炉分别设有独立的PID反馈控制温度仪表。

在本发明的一种气体净化装置中，所述第三脱氧净化室33的出口管道上设有氧含量测试探头5。

进一步的，所述第三脱氧净化室33的出口管道上还设有湿度计6。

本发明的一种气体净化装置用于净化的气体为氩气、氢气、氮气、硫化氢气体中的一种或多种混合气体。

本发明还公开了一种上述气体净化装置的应用，将该气体净化装置用于保护气体的制备，具体包括如下步骤：

第一步，配置初始气体，将氩气、氢气、氮气、硫化氢中的一种或几种混合成实验所需保护气体，并装入气瓶1；

第二步，气体干燥，将配置好的保护气体通入装有硅胶除湿剂的除湿净化室2，在气体通过硅胶除湿剂的过程中，除去保护气体中的水分，达到气体干燥的目的；