[發明專利]一種惰性氣體純化的撬塊裝置及方法

在審

• 申請號: 202011506776.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112642258A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 郗春滿;李輝;陸璐;郭正軍;王歡
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇凈保護氣氛有限公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 周敏

本發明涉及一種惰性氣體純化的撬塊裝置及方法，包括底座，安裝在底座上的換熱器、冷卻器、吸附單元以及收集單元；換熱器具有至少兩組進氣口和出氣口，其中一個進氣口與惰性氣體進氣端連通，其中一個出氣口和另一個進氣口分別與吸附單元的進口和出口相連通，另一個出氣口與冷卻器相連通。本發明提供的一種惰性氣體純化的撬塊裝置及方法，采用撬塊設計，設備簡單，解決了設備冗余、占地面積大的問題，同時具有純化成本低的優點。

技術領域

本發明涉及一種氣體純化的裝置及方法，具體涉及一種惰性氣體純化的裝置及方法。

背景技術

惰性氣體，例如氦氣、氬氣、氮氣等，由于其不活躍的化學特性，在航空航天、電子芯片、化工工業等行業得到廣泛應用。這些行業多對于氣體純度要求較高，惰性氣體的質量濃度要達到99.999％以上。使用的惰性氣體多由對空氣進行低溫深冷分離生產出的，其中摻雜了微量的雜質氣體，如氧、氫、一氧化碳、二氧化碳、烴類等，使得惰性氣體的純度達不到要求，需要對其進行純化；另外，惰性氣體在使用過程中也會摻進微量雜質使其純度降低，使用過后達不到純度要求，直接排放至大氣造成資源浪費、成本增加，也需要對其進行回收純化。

這些生產或使用過后的惰性氣體雖然摻雜了多種微量氣體，但其純度依舊較高，質量濃度普遍在99.99％以上，所以其純化工藝裝置技術門檻要求較高。目前使用的純化裝置，工藝復雜，需要的設備數量大、體積大，對場地、環境等要求較高，且回收純化的成本大，這些限制使得國內惰性氣體回收純化發展緩慢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對惰性氣體純化工藝復雜、設備冗余、純化成本高的問題，提供一種工藝簡單、設備占地小、純化成本低的惰性氣體純化的撬塊裝置及方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明一方面提供一種惰性氣體純化工藝的撬塊裝置，包括底座，安裝在所述底座上的換熱器、冷卻器、吸附單元以及收集單元；所述換熱器具有至少兩組進氣口和出氣口，其中一個所述進氣口與惰性氣體進氣端連通，其中一個出氣口和另一個進氣口分別與所述吸附單元的進口和出口相連通，另一個出氣口與所述冷卻器相連通。

優選地，所述吸附單元包括內部加熱組件、套設在所述內部加熱組件外的外部加熱組件、套設在所述外部加熱組件外的保溫組件、裝填在所述內部加熱組件和所述外部加熱組件形成的容納空間內的吸氣劑、插入所述容納空間底部的進氣管、與所述容納空間頂部相連通的出氣管。

優選地，所述換熱器包含兩組進氣口和出氣口。本發明將待純化的惰性氣體通入換熱器進行初步升溫后通入吸附單元，吸附單元進行加熱過濾后將純化后的高熱氣體再通入換熱器進行降溫，純化后的高熱氣體通過換熱器將一部分能量傳輸給未純化的惰性氣體，同時實現純化后的高熱氣體的降溫和未純化的惰性氣體的升溫，有效進行熱能的二次利用，避免了能源浪費，更加省電、經濟。

優選地，所述吸氣劑為ZrAl吸氣劑、ZrVFe吸氣劑、BaTi吸氣劑、BaAl吸氣劑中的一種或多種。

進一步優選地，所述ZrAl吸氣劑包括但不限于ZrAl16型ZrAl吸氣劑。

優選地，所述內部加熱組件包括一個或多個加熱器，所述外部加熱組件包括一個或多個加熱器。

進一步優選地，所述加熱器為U型管加熱器。

進一步優選地，所述外部加熱器的數量大于所述內部加熱器的數量。本發明中的加熱器可隨著吸附單元的大小進行增減，加熱器為U型管加熱器時，外部的加熱器均勻分布包圍住均勻分布的內部加熱器。

具體且優選地，所述內部加熱器的數量為4～8個，所述外部加熱器的數量為24～30個。

進一步優選地，所述內部加熱器均勻排布成圓柱形并插入到所述吸附單元的中心。