一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于化学气体纯化领域，公开了一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置。装置包括原料气入口监测组，气体催化氧化组，吸附组，外接再生气体入口监测组，产品再生气阀门仪表组，产品出气组，排液组，废气排放口；装置根据工况深度脱除原料其中的微量杂质氧、水、二氧化碳、一氧化碳、氢气和甲烷等杂质或其中某种或多种杂质，并可以起到过滤固体杂质的效果。

A purification device for nitrogen, oxygen, argon and helium

【技术实现步骤摘要】
一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置
本技术属于化学气体纯化领域，本技术具体涉及一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置。
技术介绍
气体中的杂质甲烷是一种难以去除的杂质，用物理和化学吸附的方法极难去除，如果用深冷精馏的方法，投资和经济性不高，成本过高，现有的气体纯化装置无法在降低成本的同时达到超纯纯化的效果。目前，我国纯化器的流程的顺序是原料气从装有吸附剂的容器底部进入，原料气体在容器中由下向上经过吸附剂，原料气中的杂质在被经过的吸附剂吸附脱除，再从容器上部离开。因气体质量很轻，由下进上出对气体在容器中的分布、停留时间和气体杂质与吸附剂的接触几率均产生不利影响。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置，本技术纯化装置采用催化氧化和吸附联用的方式脱除原料气中的微量杂质氧、水、二氧化碳、一氧化碳、氢气和甲烷杂质。本技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置包括原料气入口监测组，气体催化氧化组，吸附组，外接再生气体入口监测组，产品再生气阀门仪表组，产品出气组，排液组，废气排放口；所述的原料气入口监测组包括原料气进气口、原料气进气入口阀、原料气入口过滤器、原料气入口压力测量仪表、原料气流量测量仪表并依次顺序连接；所述的外接再生气体入口监测组包括再生气入口、外接再生气进气入口阀、外接再生气入口过滤器、外接再生气入口压力测量仪表、外接再生气流量调节阀、外接再生气流量测量仪表、外接再生气截止阀、外接再生气流量调节阀、放空吹扫截止阀并依次顺序连接；所述的产品再生气阀门仪表组包括产品再生气流量调节阀、产品再生气流量测量仪表、产品再生气截止阀、产品气单向阀并依次顺序连接；所述的产品出气组包括产品气出口过滤器、产品气采样分析出口阀、产品气出口阀、产品气采样分析出口、产品气出口；所述产品气采样分析出口阀与产品气采样分析出口连接构成产品气采样管路，所述产品气出口过滤器、产品气出口阀、产品气出口依次顺序连接构成产品气出气管路，产品气采样管路与产品气出气管路并联连接；所述的排液组包括低位排液阀、排液口；低位排液阀与排液口连接组成排气管路，排气管路与废气排放口并联连接。所述的原料气入口监测组、气体催化氧化组、吸附组依次相连接，气体催化氧化组中催化换热器与催化氧化加热器入口连接，催化加热器出口与催化氧化器进口连接，催化氧化器(冷质)出口与催化换热器入口相连接，催化换热器(热质)出口与催化冷却器、吹扫废气排放阀、催化氧化出口温度测量仪表依次顺序连接；催化氧化器外部设置5个以上温度测量仪表；所述的吸附组中原料气进入脱氧吸附器入口阀与脱氧吸附器顶部入口连接，脱氧吸附器底部与再生加热器连接、再生加热器与产品气出脱氧吸附器出口阀并列连接，再生冷却器与脱氧吸附器连接，连接管路上设有脱氧吸附器压力测量仪表、再生废气出脱氧吸附器出口阀；再生加热器处设有再生气进入脱氧吸附器入口阀；所述吸附组在纯化装置中并联设置两组以上。所述的吸附组中设有的脱氧吸附器A和脱氧吸附器B外部分别各设置5个以上温度测量仪表，吸附组外设有安全释放阀。脱氧吸附器右侧2个温度测量仪表的用于测量和控制脱氧吸附器内吸附剂的温度；脱氧吸附器左侧外再生加热器上的1个温度测量仪表用于测量和控制外再生加热器的加热温度和脱氧吸附器外壁温度；加热器上的用于测量再生加热器的温度；再生加热器和脱氧吸附器之间的用于测量经再生加热器加热后再生气的温度。通过套管设置安装温度测量仪表。进一步的，所述的原料气进入脱氧吸附器入口阀、产品气出脱氧吸附器出口阀、外接再生气截止阀、放空吹扫截止阀、再生气进入脱氧吸附器入口阀、再生废气出脱氧吸附器出口阀为自动阀或手动阀。进一步的，所述的催化氧化器，内装催化氧化剂，用于催化转化脱除原料气中的甲烷、氢、一氧化碳和碳原子数在6个以下的碳氢化合物杂质。进一步的，所述的催化换热器，用于回收热量，预热入口冷原料气，预冷从催化氧化器出来的高温气体。进一步的，所述的催化冷却器，冷却从催化换热器出来的高温气体。冷却方式包括水冷却或空冷却。进一步的，所述的脱氧吸附器，内装吸附用填料，用于吸附原料气中的氧、水、二氧化碳、一氧化碳和氢气等杂质。内部设有气流分配器。并装有脱氧吸附剂。气流分配器设置在脱氧吸附器入口处。所述的脱氧吸附剂可选用适用于所有气体纯化用的填料；优选专利申请号为201410407743.0的效果最佳。进一步的，所述的催化氧化加热器，用于加热从催化换热器出来的气体，使其达到纯化温度。该催化氧化加热器可与催化氧化器集成。进一步的，所述的再生加热器，用于加热再生气，该加热器可与脱氧吸附器集成。进一步的，所述的再生冷却器，用于高温再生废气冷却，冷却方式为水冷却或空冷却。进一步，本装置内的所使用的脱氧吸附器A、脱氧吸附器B、催化换热器、催化氧化加热器、催化氧化器、催化冷却器表面均进行抛光处理，其处理后的表面粗糙度<10um；优选其处理后表面粗糙度<1um的脱氧吸附器A、脱氧吸附器B、催化换热器、催化氧化加热器、催化氧化器、催化冷却器。进一步的，所述的脱氧吸附器内部还设有过滤装置，采用三重过滤，即脱氧吸附器入口粗过滤，脱氧吸附器出口二级过滤和脱氧吸附器出口精密过滤。其中，二级过滤，精度采用180um；出口精密过滤精度采用1um，且过滤面与填料填充高度的方面平行设置。进一步的，所述的脱氧吸附器A和脱氧吸附器B外部分别置有加热器或加热器设置在内部，但填料与加热器分开设置。进一步的，本技术纯化装置中采用的管道和管件的洁净等级为EP级：表面粗糙度<1um。管道和管件连接处的活接头均采用VCR连接方式。进一步的，本技术纯化装置中原料气入口至脱氧吸附器入口之间的阀门采用隔膜阀或波纹管阀，洁净等级为EP级。进一步的，所述脱氧吸附器A、脱氧吸附器B由上封头部分、直筒段和下封头部分构成,该纯化装置包括以下部件：一级过滤器，加料筒，定位器a，气流分配器，气流分配器支撑柱，上封头a，直筒段，二级过滤器，二级过滤器支撑部，三级过滤器，三级过滤器固定板，下封头a，进气管a，出气管a，固定柱，热偶套管A和热偶套管B；其中，上封头a、直筒段和下封头a按照由上至下的顺序连接构成密封中空的容器主体并固定在固定柱上；上封头部分：上封头a顶部中心位置开口，在上封头a开口外端设有内径与开口尺寸相同的空心圆柱体状、一端去底的加料筒，加料筒去底端连接在上封头a顶端开口处，加料筒的内设置圆柱状的一级过滤器，一级过滤器侧壁设有均匀开孔，加料筒的顶端的外侧开孔连接有与其内径相等进气管a，加料筒与一级过滤器之间设有定位器a，气流分配器支撑柱一端连接在上封头a内壁，另一端连接中心中空的气流分配器；直筒段部分：直筒段靠近上封头a位置设置一个热偶套管A，中部靠下位置设置一个热偶套管B，热偶套管B的下方设置二级过滤器，二级过滤器为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置，其特征是，包括原料气入口监测组，气体催化氧化组，吸附组，外接再生气体入口监测组，产品再生气阀门仪表组，产品出气组，排液组，废气排放口(33)；/n所述的原料气入口监测组、气体催化氧化组、吸附组依次相连接，气体催化氧化组中催化换热器(6)与催化氧化加热器(7)入口连接，催化氧化加热器(7)出口与催化氧化器(8)进口连接，催化氧化器(8)出口与催化换热器(6)入口相连接，催化换热器(6)出口与催化冷却器(9)、吹扫废气排放阀(10)、催化氧化出口温度测量仪表(11)依次顺序连接；催化氧化器(8)外部设置5个以上温度测量仪表；/n所述的吸附组中原料气进入脱氧吸附器入口阀与脱氧吸附器顶部入口连接，脱氧吸附器底部与再生加热器连接、再生加热器与产品气出脱氧吸附器出口阀并列连接，再生冷却器与脱氧吸附器连接，连接管路上设有脱氧吸附器压力测量仪表、再生废气出脱氧吸附器出口阀；再生加热器处设有再生气进入脱氧吸附器入口阀；所述吸附组在纯化装置中并联设置两组以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置，其特征是，包括原料气入口监测组，气体催化氧化组，吸附组，外接再生气体入口监测组，产品再生气阀门仪表组，产品出气组，排液组，废气排放口(33)；
所述的原料气入口监测组、气体催化氧化组、吸附组依次相连接，气体催化氧化组中催化换热器(6)与催化氧化加热器(7)入口连接，催化氧化加热器(7)出口与催化氧化器(8)进口连接，催化氧化器(8)出口与催化换热器(6)入口相连接，催化换热器(6)出口与催化冷却器(9)、吹扫废气排放阀(10)、催化氧化出口温度测量仪表(11)依次顺序连接；催化氧化器(8)外部设置5个以上温度测量仪表；
所述的吸附组中原料气进入脱氧吸附器入口阀与脱氧吸附器顶部入口连接，脱氧吸附器底部与再生加热器连接、再生加热器与产品气出脱氧吸附器出口阀并列连接，再生冷却器与脱氧吸附器连接，连接管路上设有脱氧吸附器压力测量仪表、再生废气出脱氧吸附器出口阀；再生加热器处设有再生气进入脱氧吸附器入口阀；所述吸附组在纯化装置中并联设置两组以上。


2.如权利要求1所述的一种用于氮气、氧气、氩气和氦气的纯化装置，其特征是，所述的原料气入口监测组包括原料气进气口(1)、原料气进气入口阀(2)、原料气入口过滤器(3)、原料气入口压力测量仪表(4)、原料气流量测量仪表(5)并依次顺序连接；
所述的外接再生气体入口监测组包括再生气入口(48)、外接再生气进气入口阀(34)、外接再生气入口过滤器(35)、外接再生气入口压力测量仪表(36)、外接再生气流量调节阀(37)、外接再生气流量测量仪表(38)、外接再生气截止阀(39)、外接再生气流量调节阀(23)、放空吹扫截止阀(24)并依次顺序连接；
所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵霖，邱浩明，乐昀，于洋，金万宇，刘智超，郑晨达，郭奎宇，王鹏，邱长春，
申请(专利权)人：大连中鼎化学有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21