[發明專利]氮氣純化脫氧物料及氮氣純化裝置

有效

• 申請號: 202210181311.7
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114455554B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 鄒德承;李鐵;易海
• 申請（專利權）人: 湖北玖恩智能科技有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04
• 代理公司: 湖北維智聯科知識產權代理事務所(普通合伙) 42291
• 代理人: 陳鴻偉

本發明涉及一種氮氣純化脫氧物料及氮氣純化裝置，氮氣純化脫氧物料包括經混合氣預處理的鈀觸媒；所述混合氣包括氮氣和水蒸氣，所述水蒸氣的體積濃度至少為3％；所述預處理為用溫度為260℃～550℃的混合氣熏蒸所述鈀觸媒。本發明申請提供的氮氣純化脫氧物料及氮氣純化裝置通過采用經混合氣預處理的鈀觸媒，混合氣含有水蒸氣，在一定溫度下對鈀觸媒進行熏蒸，所得到的鈀觸媒可在更低的反應溫度下與氫氣反應，去除氮氣中的氧氣，實現低能耗氮氣純化。

技術領域

本發明涉及電子級純化氣體制造技術領域，特別是涉及一種氮氣純化脫氧物料及氮氣純化裝置。

背景技術

電子生產工業中，需要用到特種氣體，如高純的氧氣、氮氣、二氧化碳、氬氣和丙烷等等，這些特種氣體的純度要遠遠高于普通的工業氣體。普通工業氣體的純度在99.99％(通常稱為4個9級別)以內，即可滿足使用要求，而特種氣體，尤其是先進制程的集成電路中，氣體的純度要求則在6個9以上。實際上，在目前最先進的芯片制程中，氣體純度要求甚至達到10個9。我國在芯片制造上受制于外國，特種氣體純度要求無法達標，目前在我國芯片制造產業中，88％的市場份額為外國電子特氣生產商占有。

特種氣體中的高純氮氣在集成電路、半導體和電真空器件制造中用作保護氣和運載氣。例如半導體行業中，為向反應系統提供所需能量，需要通過氣體混合，在硅片表面沉積一層固體膜，這種工藝稱為“化學氣相沉淀(CVD)”，高純氮就是用作CVD時的載氣。另外，高純氮在外延、光刻、清洗和蒸發等工序中，也作為置換、干燥、貯存和輸送用氣體。

高純氮氣具有如此巨大的重要性，人們想方設法以空氣為原料，希望大批量且純度更高地獲取氮氣。然而，空氣的成分較為復雜，固體雜質尚且不說，對于氣體雜質，例如氧氣、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫和稀有氣體等，盡可能降低其含量，是氮氣高純化的關鍵。獲得高純氮氣，使其純度達到PPB級的工藝流程很長，其中一個關鍵工藝是去除空氣中或者工業純氮中的氧氣。現有技術中已經存在對氮氣中包含的氧氣進行脫氧的技術，然而，處理過程中需要在高溫下進行，耗能較大，處理效率也并不高。

發明內容

基于此，有必要針對上述提到的至少一個問題，提供一種氮氣純化脫氧物料及氮氣純化裝置。

第一個方面，本申請提供了一種氮氣純化脫氧物料，包括經混合氣預處理的鈀觸媒；所述混合氣包括氮氣和水蒸氣，所述水蒸氣的體積濃度至少為3％；所述預處理為用溫度為260℃～550℃的混合氣熏蒸所述鈀觸媒。

在第一個方面的某些實現方式中，所述水蒸氣的體積濃度為5％。

結合第一個方面和上述實現方式，在第一個方面的某些實現方式中，所述混合氣的溫度為320℃。

結合第一個方面和上述實現方式，在第一個方面的某些實現方式中，所述熏蒸所述鈀觸媒的持續時間為5～12小時。

第二個方面，本發明申請還提供了一種氮氣純化裝置，包括一氧化碳吸附組件、二氧化碳吸附組件和氧氣吸附組件，所述氧氣吸附組件包括氫氣輸送部和加熱反應部，所述加熱反應部內填充有如本發明申請第一個方面中任一項所述的氮氣純化脫氧物料。

在第二個方面的某些實現方式中，所述氧氣吸附組件還包括氧傳感器和電控閥門，所述氧傳感器用于檢測所述氧氣吸附組件入口端的氣體含氧量，所述電控閥門設置在所述氫氣輸送部的出氣端，用于控制所述氫氣輸送部的氫氣流量。

結合第二個方面和上述實現方式，在第二個方面的某些實現方式中，所述加熱反應部的加熱溫度為200～320℃。

結合第二個方面和上述實現方式，在第二個方面的某些實現方式中，所述加熱溫度為300℃。

結合第二個方面和上述實現方式，在第二個方面的某些實現方式中，所述一氧化碳吸附組件中填充有錳銅催化劑，所述二氧化碳吸附組件中填充有分子篩。