[發明專利]一種稀有氣體真空吸氣回收的方法和裝置

在審

• 申請號: 201710290587.8
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106949377A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 蔣小林;袁苑;羅寧;劉江淮;程謙勝;石成軍
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F17D1/04
• 分類號: F17D1/04;F17D3/01;F17D3/18
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司34111
• 代理人: 唐宗才

技術領域

本發明涉及稀有氣體純化系統，尤其涉及稀有氣體的回收利用。

背景技術

稀有氣體因在空氣中占比極少且提取工藝較復雜，其價格相對比較昂貴。在現有空分裝置技術條件下，提取稀有氣體能達到的純度通常≤1ppm，或略大于1ppm。但目前市場往往需求更高純度的稀有氣體如氪、氙，用于高端電子行業，為此，需要對稀有氣體進一步提純，通過采用催化劑提純技術，能進一步去除氪氙中含有的微量SF₆、O₂和N₂等，使氪氙的純度達到≤0.1ppm。

目前，空分行業中普遍使用帶有催化塔設備的純化系統對稀有氣體進一步提純，催化塔在其內的催化劑達到飽和狀態后需要定期從純化裝置中拆卸下來進行再生，之后再將催化塔重新安裝投入使用；在更換催化塔的過程中或設備出現故障停車，純化系統管路中的稀有氣體通常會被排入大氣浪費掉。稀有氣體相對昂貴，尤其是氙氣被稱為“黃金氣體”，其價格在4～25萬元/m³之間波動，催化劑的使用周期約為500小時，因此從長周期來計算，將每次更新催化塔或設備故障停車等排放掉的氙氣累計起來，其價值可觀。因此，目前尚待解決的技術問題是如何將這部分稀有氣體收集利用起來，實現其價值，避免浪費。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明給出了一種稀有氣體真空吸氣回收的方法及裝置。

本發明所述方法包括在現有稀有氣體純化系統中增加一套真空吸氣回收系統，當純化系統因故障或正常停運時，可通過真空吸氣回收系統將系統管路中滯留的稀有氣體通過負壓吸氣原理回收入真空室中，當純化系統恢復運行時可將真空室中存儲的稀有氣體反充入純化系統中。

具體方法包括首先使用真空泵對真空室進行抽真空處理，當真空室壓力達到-0.05Mpa～-0.1Mpa時，關閉真空室出口閥，拆下真空泵備用；接著打開真空室進氣閥，利用真空室的負壓將催化塔和管路中滯留的稀有氣體抽入真空室中，當純化管路壓力接近0Mpa時，純化管路自動控制進氣閥、出氣閥和真空室自動進氣閥自動關閉，純化系統停運。

本發明進一步技術方案為，當純化系統恢復運行時再利用負壓吸氣原理優先將真空室中存儲的稀有氣體反充入純化系統中，恢復真空吸氣回收系統至備用狀態。

具體方法包括當純化系統解除故障或催化塔再生完畢，首先對純化系統管路進行吹掃和抽真空處理，此時純化系統管路壓力為-0.05～-0.1Mpa，接著開啟自動控制進氣閥、出氣閥和真空室自動進氣閥，真空室中的稀有氣體利用負壓吸氣原理反充入純化系統管路，當真空室壓力約為0Mpa時，真空室自動進氣閥自動閉合，完成真空室中存儲的稀有氣體反充過程；最后關閉真空室手動進氣閥，恢復真空吸氣回收系統至備用狀態；打開純化系統管路手動進氣閥和手動出氣閥，氙氣純化系統恢復正常工況。

為實施本發明所述方法，本發明所述一種稀有氣體真空吸氣回收裝置包括依次連接的真空室手動進氣閥、真空室自動進氣閥、真空室、真空壓力表、真空室出口閥、真空泵，以及連接上述設備及儀表的管道。

本發明所述裝置進一步技術方案為所述裝置管道及真空室與氣體直接接觸面部分均采用EP(電拋光)處理，可防止管壁和真空室內粘附的任何細微雜質進入純化氣體中，有效確保稀有氣體純化達到要求純度。

本發明所述裝置進一步技術方案還包括，所述裝置上的閥門均采用漏率最低的不銹鋼波紋管閥，漏率＜1×10－7帕升/秒，是為了有效防止純化氣體泄漏，同時確保純化氣體的純度。

附圖說明

圖1：一種稀有氣體真空吸氣回收裝置實施例一示意圖；

圖2：一種稀有氣體真空吸氣回收裝置實施例二示意圖。

附圖符號說明：1、手動進氣閥；2、自動控制進氣閥；3、壓力表；4、催化塔；5、自動控制出氣閥；6、手動出氣閥；21、真空室手動進氣閥；22、真空室自動進氣閥；23、真空室；24、真空壓力表；25、真空室出口閥；26、真空泵；

具體實施方式

本實施例中氙氣純化裝置生產量為0.016m³/h，經純化系統提純后純度提高至99.9999％，氙氣純化裝置使用周期約為500小時，達到使用周期即需要對催化塔進行倒換活化，此時需要將催化塔從純化裝置中拆卸下來進行再生，再生完畢后再重新裝入純化裝置中投入使用。

下面結合附圖1對本發明實施例一做進一步詳細說明：