[发明专利]一种氪氙混合气中微量甲烷的脱除装置及脱除方法

说明书

本发明公开了一种氪氙混合气中微量甲烷的脱除装置及脱除微量甲烷的方法，脱除装置包括第一净化管、第二净化管、第一连接管、第二连接管及第三连接管；第一连接管上设置有第一阀门；第二连接管上设置有串联的第二阀门和第三阀门；第二阀门和第三阀门之间设置有与第二连接管连通的第一旁路支管，第一旁路支管上设置有第四阀门；第三连接管上设置有第五阀门；第一净化管中填充有脱甲烷催化剂；第二净化管中填充包含有脱氧剂的第一吸附层与包含分子筛的第二吸附层。利用本发明的装置可以有效地脱除氪氙混合气体中的微量甲烷，解决现有技术中甲烷脱除困难，难以制备高纯度特种气体的问题。

技术领域

本发明涉及一种净化设备及净化方法，特别涉及一种氪氙混合气中微量甲烷的脱除装置及脱除方法。

背景技术

氙等稀有气体主要来源于空气分离法的液态氧中提取，由于氪气的沸点(-153.4℃)与甲烷的沸点(-161.5℃)非常接近，采用低温分离氪、氙等稀有气体的时候，操作工艺稍有变化，很容易使氪气中带入微量甲烷气体。氪气产品出厂质量检验采用的是气相色谱法，氪气和甲烷色谱峰非常接近，且甲烷峰很容易被氪气主峰覆盖而误判，容易造成甲烷含量超标的氪气出厂，用户使用过程中又没有专门的质量控制手段，使用不合格的氪气与氙气等高纯气体配制成特种混合气体后才发现甲烷含量超标。

空气分离法生产的氮气和氧气等高纯气体中甲烷含量非常低，鲜有脱除微量甲烷的方法和工艺。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种氪氙混合气中微量甲烷的脱除装置，该装置能够解决氪氙混合气中甲烷难以脱除的问题。此外，本发明还提供了利用该装置脱除氪氙混合气中甲烷的方法。

技术方案：本发明所述一种氪氙混合气中微量甲烷的脱除装置，包括第一净化管、第二净化管、与第一净化管进气口连通的第一连接管、连接第一净化管出气口和第二净化管进气口的第二连接管、及与第二净化管出气口连通的第三连接管；所述第一连接管上设置有第一阀门；所述第二连接管上设置有串联的第二阀门和第三阀门；所述第二阀门和第三阀门之间设置有与第二连接管连通的第一旁路支管，所述第一旁路支管上设置有第四阀门；所述第三连接管上设置有第五阀门；所述第一净化管中填充有脱甲烷催化剂；所述第二净化管中填充包含有脱氧剂的第一吸附层与包含分子筛的第二吸附层。

进一步地，为了便于不同气体的接入，对第一净化管进行处理，在所述第一净化管进气口连接有第二旁路支管；所述第二旁路支管上设置有第六阀门，利用第六阀门控制第二旁路支管的关闭或开启。

进一步地，为了使得第一净化管和第二净化管接入的气体体系分开，在所述第二阀门和第三阀门之间设置有与第二连接管连通的第三旁路支管，第三旁路支管上设置有第七阀门，第七阀门用于控制第三旁路支管的开启或关闭。

所述第二净化管出气口连通有第四旁路支管；所述第四旁路支管上设置有第八阀门，第四旁路支管作为前期处理时，气体的接入。

所述脱甲烷催化剂为506TJW型催化剂，该种催化剂的作用原理是当原料气通过催化剂时，气体中的烃类及甲烷杂质与氧气转化反应生成水和二氧化碳，既达到净化目的。

所述脱氧剂为PEE型高效脱氧吸附剂，该种脱氧吸附剂为此脱氧剂主要成分为Mn型低价氧化物，吸氧后形成高价氧化物，再通氢还原成低价氧化物又恢复脱氧活性。

所述分子筛为5A型分子筛，第二吸附层中的分子筛主要作用是为了吸附二氧化碳和水，当分子筛的吸附粒径为5A时，吸附效果最佳。

所述第一吸附层位于第二净化管进气口；所述第二吸附层位于第二吸附位于第二净化管出气口。

所述第一吸附层与第二吸附层的体积比为1:1。