一种氙气提纯系统及其提纯方法技术方案

本发明专利技术属于氙气提纯技术领域，尤其涉及一种氙气提纯系统及其提纯方法，该提纯系统包括：纯化柜，低温收集装置，充装冷柜，纯化柜用于对氙气进行除杂；低温收集装置用于对氙气进行收集；充装冷柜用于将氙气充装至低温的气瓶中；纯化柜、低温收集装置、充装冷柜依次通过连接管道连接形成提纯系统，在粗品氙气连接到提纯系统后，先对连接管道进行置换抽真空，再开始正常进料；与现有技术相比，本发明专利技术具有提纯周期短、提取率高的优点。提取率高的优点。提取率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种氙气提纯系统及其提纯方法


[0001]本专利技术属于氙气提纯
，尤其涉及一种氙气提纯系统及其提纯方法。

技术介绍

[0002]氙气是一种惰性气体，广泛用于电子、电光源工业，用氙气充填的灯泡与相同功率的充氩灯泡相比,具有发光率高、体积小、寿命长、省电等优点。
[0003]氙气的纯度对其性能的影响很大，在充填氙气的容器中，由于容器内表面放气或者密封不严等因素，容器内会出现一些杂质分子，造成氙气的浓度下降，当氙气的纯度降低到一定程度时，就无法继续使用，这时就需要更换新的氙气，在容器的容积较大时，更换氙气的费用很高，粗品的氙气也很难再利用起来，十分浪费；
[0004]因此，行业内也研发了一些对粗品氙气进行纯化的方法，现有技术中，粗品氙气通过氪氙精提取装置，经过除甲烷装置、吸附、氪氙分离、除氟等步骤，达到氙气提纯的目的，但我们在实际提纯过程中发现，现有技术的这一整套工艺流程，周期较长，氙气的提取率也较低，因此还需要对氙气的提纯做进一步的研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种氙气提纯系统及其提纯方法，达到了提纯周期短、提取率高的效果。
[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种氙气提纯系统，包括：
[0007]纯化柜，纯化柜用于对氙气进行除杂；
[0008]低温收集装置，低温收集装置用于对氙气进行收集；
[0009]充装冷柜，充装冷柜用于将氙气充装至低温的气瓶中；
[0010]纯化柜、低温收集装置、充装冷柜依次通过连接管道连接形成提纯系统，在粗品的氙气连接到提纯系统后，先使用少量氙气对连接管道进行置换抽真空，再开始正常进料。
[0011]在本技术方案中，粗品的氙气连接到提纯系统后，使用少量氙气对连接管道进行置换抽真空，去除连接管道内的少量空气，随后开始正常进料，氙气经过纯化柜内特制的纯化器后，氙气中的杂质与纯化器内的吸附剂进行反应吸附，以去除杂质，随后进入低温收集装置进行液化收集，液化收集完成后，使用常温氮气对液氙进行复温气化，最后将复温气化后的氙气充装至充装冷柜内的气瓶中。
[0012]在上述技术方案中，优选为，低温收集装置能对氙气进行降温液化收集，再将收集后的氙气进行加热气化排出。
[0013]在上述技术方案中，优选为，低温收集装置包括：
[0014]内筒，内筒中设有收集室；
[0015]夹套，夹套设在内筒外部，夹套与内筒之间形成换热室；
[0016]氙气导件，氙气导件设在内筒上，氙气导件与收集室连通，氙气导件包括氙气导入管和氙气导出管；
[0017]换热导件，换热导件设在夹套上，换热导件与换热室连通，换热导件包括液氮导入管、液氮导出管、氮气导入管、氮气导出管。
[0018]在上述技术方案中，优选为，充装冷柜包括：
[0019]柜体，柜体中具有充装室，柜体上设有密封门体；
[0020]充气管道，充气管道设在充装室中，用于与气瓶连接从而将氙气充装至气瓶中；
[0021]冷却底座，冷却底座上表面开设有供气瓶放置的放置槽，冷却底座外壁与放置槽侧壁之间开设有安装槽，安装槽中设有冷却介质，放置槽的侧壁为导热材料制成。
[0022]在上述技术方案中，优选为安装槽中设有螺旋型的介质管道，介质管道采用导热材料制成，介质管道的两端均延伸至安装槽外部，冷却介质可在介质管道中流动。
[0023]在上述技术方案中，优选为气瓶的外壁与放置槽的侧壁贴合。
[0024]本专利技术同时公开了一种适于前述氙气提纯系统的提纯方法，包括粗品氙气供气源，提纯方法包括以下步骤：
[0025]X1、提纯准备：将粗品氙气供气源、纯化柜、低温收集装置、充装冷柜依次通过连接管道连接起来，使用少量氙气对连接管道进行置换抽真空，形成真空管道环境；
[0026]X2、氙气除杂：在真空管道环境下，氙气正常进料经过纯化柜中的纯化器进行除杂；
[0027]X3、氙气气液相转化：低温液氮通过液氮导入管进入换热室，使换热室内形成低温状态，再将除杂后的氙气从氙气导入管导入内筒的收集室中，氙气在低温环境下液化，这个过程中低温液氮气化通过氮气导出管排出，然后高温氮气通过氮气导入管进入换热室，使换热室内形成高温环境，此时液氙气化，这个过程中常温氮气液化通过液氮导出管排出；
[0028]X4、氙气低温充装：将空的气瓶放入放置槽中，将冷却介质导入介质管道中，介质管道温度降低从而使气瓶的温度降低，然后将经气化后的氙气导入低温气瓶中。
[0029]在上述技术方案中，进一步的，气瓶在充入氙气前先通过氦气进行吹扫。
[0030]本专利技术的有益效果是：
[0031]1.采用低温充装法，粗品的氙气原料经过质量流量计和纯化柜后，输送至低温收集装置中，经低温液氮降温和常温氮气升温，通过压力传感器及温度传感器配合，PLC自动控制系统对低温收集装置实现精准控制，极大提高了氙气收集的安全性，低温收集装置采用一充一收集的方案，提高了整体的充装效率。
[0032]2.气瓶放在充装冷柜中，通过自动在线控制采集监测压力、温度及重量信号，实现高效率、高精准、高安全性充装。
[0033]3.更换气瓶后吹扫以杜绝更换气瓶时产生的微水微氧及颗粒物，设备配置分析取样口可在充装前后取样分析，真空管路系统设置判空信号联锁，设备采用多级权限密码，相关工艺参数可设置(吹扫次数、压力、重量、信号连锁、手动操作模式等)等功能，采用全自动触摸屏PLC逻辑关系运行，自动化程度高，避免员工由于误操作造成的损失，在保证氙气充装效率的同时，最大限度地减少了人为干预和可能出现的操作误差，确保员工及生产安全，避免事故的发生。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术第一方向立体结构示意图。
[0036]图2为本专利技术第二方向结构示意图。
[0037]图3为本专利技术中低温收集装置立体结构示意图。
[0038]图4为本专利技术中低温收集装置内部结构示意图。
[0039]图5为本专利技术中充装冷柜结构示意图。
[0040]图6为本专利技术中冷却底座立体结构示意图。
[0041]图7为本专利技术中冷却底座内部结构示意图。
[0042]图中标记表示为：
[0043]1‑
纯化柜、2
‑
低温收集装置、201
‑
内筒、2011
‑
收集室、202
‑
夹套、2021
‑
换热室、203
‑
氙气导入管、204
‑
氙气导出管、205
‑
液氮导入管、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氙气提纯系统，其特征在于，包括：纯化柜(1)，所述纯化柜(1)用于对氙气进行除杂；低温收集装置(2)，所述低温收集装置(2)用于对氙气进行收集；充装冷柜(3)，所述充装冷柜(3)用于将氙气充装至低温的气瓶(5)中；所述纯化柜(1)、所述低温收集装置(2)、所述充装冷柜(3)依次通过连接管道(4)连接形成提纯系统，在粗品的氙气连接到所述提纯系统后，先使用少量氙气对连接管道(4)进行置换抽真空，再开始正常进料。2.根据权利要求1所述的一种氙气提纯系统，其特征在于：所述低温收集装置(2)能对氙气进行降温液化收集，再将收集后的氙气进行加热气化排出。3.根据权利要求2所述的一种氙气提纯系统，其特征在于，所述低温收集装置(2)包括：内筒(201)，所述内筒(201)中设有收集室(2011)；夹套(202)，所述夹套(202)设在所述内筒(201)外部，所述夹套(202)与所述内筒(201)之间形成换热室(2021)；氙气导件，所述氙气导件设在所述内筒(201)上，所述氙气导件与所述收集室(2011)连通，所述氙气导件包括氙气导入管(203)和氙气导出管(204)；换热导件，所述换热导件设在所述夹套(202)上，所述换热导件与所述换热室(2021)连通，所述换热导件包括液氮导入管(205)、液氮导出管(208)、氮气导入管(207)、氮气导出管(206)。4.根据权利要求1所述的一种氙气提纯系统，其特征在于：所述充装冷柜(3)包括：柜体(301)，所述柜体(301)中具有充装室，所述柜体(301)上设有密封门体(302)；充气管道(303)，所述充气管道(303)设在所述充装室中，用于与所述气瓶(5)连接从而将氙气充装至所述气瓶(5)中；冷却底座(6)，所述冷却底座(6)上表面开设有供所述气瓶(5)放置的放置槽(601)，所述冷却底座(6)外壁与所述放置槽(60...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆松，毛玲玲，李春胜，方徐盛，郑晨明，汪晗，于小华，汪雨土，叶长宇，楼琪，
申请(专利权)人：衢州杭氧特种气体有限公司，
类型：发明
国别省市：