[实用新型]一种超高纯气体纯化装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气体纯化技术领域，具体涉及一种超高纯气体纯化装置。

背景技术

现有气体纯化技术原理主要有催化氧化、物理吸附、化学吸附。其中催化氧化需要将气体加热至一定的温度，催化剂才能将杂质气体进行催化氧化；物理吸附大多采用分子筛吸附，能有效去除杂质CO₂、H₂O，纯化进程在高温下可逆，而且可以进行分子筛再生；化学吸附则利用杂质中气体与纯化塔内填料发生化学反应，除去杂质。多数气体纯化设备只适用于纯化单一种类气体，而不适用于多种气体的纯化。

多数空分装置空分出的氮气、氩气中，含有难以检测的重烃组分，炼油厂等特殊分析仪器需要高纯气作为载气，如采用普通高纯氮气作为载气，其谱图表现较差，相应位置会有未知峰出现。但加装烃捕集阱后其谱图显示稳定，无未知峰出现。采用三氧化铝色谱柱（FID）检测器检测高纯氮气，未发现C₅以下烃类物质，这说明普通高纯气体中含有C₅以上烃类物质，对于特殊用途的高纯气体必须进行纯化，纯化至超高纯级别。

现如今，半导体、电子、航空等领域对气体的纯度要求较高，需要大批量的超高纯电子级气体。空分或化学反应制造的气体纯度很难满足生产需求，半导体、电子领域用气多数为经净化后的瓶装气体。目前多数净化装置只能净化单一气体，很难满足多种气体的净化，对于多元化气体生产厂家，采购多台设备净化气体，一定程度上购买成本较高，且占地面积较大，想实现生产线式净化较难。这就导致净化效率较低，气体净化只适用于小批量特殊气体的净化，而对于超高纯气体批量化生产显得尤为艰难。

气体杂质种类有很多，且区别较大，半导体、电子、航空等特殊领域对特殊气体的使用相对单一，从成本核算角度讲，纯化主要的的杂质含量就能相对满足其生产需求，没必要再纯化其他杂质。如果想实现气体批量化生产对设备性能及人员技术要求较高，现如今没有系统性的纯化设备可供运用，设备采购成本较高，对生产运行维护费用也不少，也是导致纯化设备针对性较强，能同时满足多种气体净化的设备少之又少。因此如何克服现有技术的不足是目前气体纯化技术领域亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种超高纯气体纯化装置，该装置能有效脱出C₅以上烃类组分，能实现超高纯气体的规模化净化生产。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种超高纯气体纯化装置，其特征在于，包括加热器、催化氧化器、水冷却器、第一高效脱氧器、第二高效脱氧器和分子筛吸附器；

加热器的气体出口与催化氧化器的气体入口通过管道相连；催化氧化器的气体出口与水冷却器的气体入口通过管道相连；水冷却器的气体出口分别与第一高效脱氧器、第二高效脱氧器的气体入口通过管道相连；

第一高效脱氧器和第二高效脱氧器的气体出口均与分子筛吸附器的气体入口相连；分子筛吸附器的气体出口还通过管道与加热器的气体入口相连；

加热器的气体入口还连接有原料气进气管道；

分子筛吸附器的气体出口还连接有超高纯气出气管道；

第一高效脱氧器的气体入口处设有第一气动阀；

第二高效脱氧器的气体入口处设有第二气动阀。

进一步，优选的是，加热器的气体入口处设有压力表和流量计。

进一步，优选的是，加热器的气体出口与催化氧化器的气体入口之间的管道上设有温度计。

进一步，优选的是，加热器为电加热式，温度设定为320~340℃。

进一步，优选的是，水冷却器的气体入口和气体出口处均设有温度计。

进一步，优选的是，加热器、催化氧化器、第一高效脱氧器、第二高效脱氧器和分子筛吸附器上均设有温度计。

进一步，优选的是，分子筛吸附器的气体入口处还设有压力表。

进一步，优选的是，分子筛吸附器的气体出口与加热器的气体入口之间相连的管道上设有阀门。

进一步，优选的是，原料气进气管道上设有阀门。

进一步，优选的是，所采用的管道均为电化学内抛光管，且管道接头处均采用卡套连接。

进一步，优选的是，加热器和水冷却器内部的气体管路均采用EP级抛光管。

本实用新型同时提供一种超高纯气体纯化方法，采用上述超高纯气体纯化装置，步骤如下：