[實用新型]高壓超純氫制備裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920235920.6
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN201520637U
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 金向華;朱同清
• 申請（專利權）人: 蘇州市金宏氣體有限公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周新亞

技術領域

本發(fā)明涉及一種氣體的制備裝置，特別涉及一種超純氫的制備裝置。

背景技術

電子特氣產品-超純氫(含氫量≥99.9999％)，是現(xiàn)代電子、光纖、納米、石化等方面和一些尖端科技上的重要原料。是環(huán)境、衛(wèi)星飛船、海底實驗室、潛艇、外太空等大氣成分析測定和星球物質即時測量等進行高精密化學分析必須的高純氣源；是半導體集成電路和光導纖維研制生產、集成光學和納米研究、晶體外延生長等不可缺少的原料；食品、藥品、疾病控制上、防化學污染、公案研究破案、運動員興奮劑檢測、貴金屬熔煉、火箭燃料分析等方面也離不開超純氫。隨著新興產業(yè)和科技迅速發(fā)展，應用范圍越來越廣，用量逐年增長。

電子特氣產品-超純氫，生產難度大，生產廠家少，生產量小。當前，國內外僅有三種生產方法，各有優(yōu)缺點，分別為：

(1)擴散膜(或管)分離法

以純氫為原料，其膜(或管)只允許氫及其同位素通過，從而獲得超純氫。這為典型超純氫生產法。該法的膜(管)極為昂貴，生產成本極高，生產量極小，只用在100-300超純氫發(fā)生器上，作為分析儀載氣或焰氣。

國內上海碩光電子科技有限公司75-34UK型派克-波思騰超純氫發(fā)生器，北京科普生分析科技有限公司、北京精華正成科技開發(fā)公司、大連物化所、大連凱華新技術工程有限公司和大連科納科學技術公司及光明化工設計研究院等生產的SPH-300全自動超純氫發(fā)生器，蘇州安創(chuàng)儀器有限公司和上海青柏科技有限公司生產的Parker超純氫發(fā)生器，山東聊城科威化工儀器公司生產的BG5型數(shù)控鈀擴散管，均屬極昂貴的鈀合金擴散膜(管)、小氣量、小型生產方法。

俄羅斯莫斯科Topchie石油化學研究所研究出了廉價的以特種材料制成的氣體分離膜生產超純氫方法。該法的原理同上，但它是降低成本、擴大生產量的新途徑、新方法。

(2)儲氫合金吸放法

在一定溫度、壓力下，鈦系、鋯系、稀土系等金屬能大量吸收氫氣轉化為金屬氫化物，單位體積吸儲的氫氣可為相同溫度、壓力下氣態(tài)的1000倍。吸時放熱，加熱就能夠釋放獲得高壓、質好、量大的超純氫，于工業(yè)和科技界使用。

浙江大學首次提出，處國內研究應用的領先地位，其儲氫合金法生產13-15pa，產量12，24，48m3/n的超純氫裝置，九十年代起已較多投放市場應用。

但是，該法由于氫化物自身很不穩(wěn)定，易受有害成分毒害，較長時間、多次反復吸放使用，性能會明顯下降。同時，還存在著機械強度問題，目前的儲氫合金材料反復吸放，應用次數(shù)不多就要更換，而更換一次價格很高，生產成本就高上去了。

我國物理冶金和金屬材料學家陳炳兆等人發(fā)明了鈦鐵錳合金制備超純氫方法和裝置，以≥98％工業(yè)氫氣，通過中間放氫和最終三次排雜放氫法，能快速連續(xù)制取30-80升/分超純氫.

東北大學、四川大學發(fā)明LaNi5型吸釋氫材料獲得超純氫法。最近又研究成功直接從太陽光和水，透過金屬催化劑，直接、便宜、清潔途徑獲氫后，通過鈀銀合金制備超純氫法。另有太陽能光電水解得氫后，通過納米、鎂鎳等礦物吸釋氫獲超純氫法。然而，他們也都屬儲氫合金吸放生產超純氫法。

(3)低溫吸附法

以水電解制得氫，先采用催化脫氧吸附干燥除雜工藝制得高純氫，后加壓至高壓的高純氫采用純化深度深的液氮溫度下的低溫吸附法，除去微量的氮、氧、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水等雜質，獲得bpp級的超純氫。

(a)八十年代，化工部光明化工設計研究院研制有QCH-24低溫吸附法試驗裝置生產超純氫。

(b)九十年代，化工部光明化工設計研究院又研制了60m3/h生產量的低溫吸附生產超純氫裝置，于無錫新苑科學氣體廠使用。

(c)目前，大連圣邁化學有限公司應用大連物化所技術，生產有全自動低溫法超純氫凈化設備投放市場。

該法雖能擴大超純氫生產量，但在實際操作使用中、適應條件上、液氮調節(jié)、控制溫度等等方面，存在著許多問題，常常影響著裝置不能正常生產，產品質量很不穩(wěn)定。

發(fā)明內容

本實用新型的發(fā)明目的是提供一種區(qū)別上述方法的制備高壓超純氫的裝置。

本實用新型的技術方案是：一種高壓超純氫制備裝置，原料高純氫氣接入膜式氫壓機，氫氣經加壓后接入吸附器A，經吸附后接入燒結鎳管高壓氫氣過濾器，經過濾后接入取樣分析儀，經分析合格注入高壓超純氫氣鋼瓶，整個裝置由自力式高壓控制閥進行恒定高壓控制，在吸附器A和燒結鎳管高壓氫氣過濾器之間還有另一條管道連接有減壓器和流量計，經減壓和定理提取的氣體注入吸附器B進行吸附劑再生，吸附器A和吸附器B之間設置有高壓切換閥。