一种液氩提纯系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种液氩提纯系统，包括原料液氩储罐、换热冷箱、压缩机、催化塔、氢气气源、吸附塔及高纯氩储罐；原料液氩储罐的出口与换热冷箱的第一冷介质通道进口连通，换热冷箱的第一冷介质通道出口与压缩机的进口连通，压缩机的出口与催化塔的进口连通，氢气气源与催化塔的氢气进口连通，催化塔的出口与吸附塔的进口连通，吸附塔的出口通过管道与换热冷箱的热介质进口连通，换热冷箱的热介质出口与所述高纯氩储罐的进口连通。优点在于：本实用新型专利技术针对传统空分生产的液氩氧含量偏高问题对液氩进行加氢除氧提纯，使液氩的含氧量由3ppm降至1ppm以下，满足客户对高纯氩的需求，随着液氩品质的提升，其价格也有所提升，可提高企业的经济效益。高企业的经济效益。高企业的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种液氩提纯系统

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[0001]本技术涉及液氩提纯
，尤其涉及一种液氩提纯系统。

技术介绍
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[0002]氩气是一种无色、无味的单原子气体，性质十分不活泼，是工业上广泛应用的稀有气体，在多晶硅/单晶硅的生产过程中，需要用高纯度的氩气(纯度为99.999％，氧含量在1.0ppm以下)作为保护气。传统的空分装置的副产物液氩的产量相对较大，其纯度虽然可以达到99.999％的工业用气标准，但是氧含量偏高，无法达到大规模硅料企业的生产要求。

技术实现思路
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[0003]在以上技术背景下，本技术的目的在于提供一种液氩提纯系统。
[0004]本技术由如下技术方案实施：一种液氩提纯系统，包括原料液氩储罐、换热冷箱、压缩机、催化塔、氢气气源、吸附塔及高纯氩储罐；
[0005]所述原料液氩储罐的出口通过管道与所述换热冷箱的第一冷介质通道的进口连通，所述换热冷箱的第一冷介质通道的出口通过管道与所述压缩机的进口连通，所述压缩机的出口通过管道与所述催化塔的原料气进口连通，所述氢气气源与所述催化塔的氢气进口连通，所述催化塔的出气口通过管道与所述吸附塔的进口连通，所述吸附塔的出口通过管道与所述换热冷箱的热介质进口连通，所述换热冷箱的热介质出口通过管道与所述高纯氩储罐的进口连通。
[0006]优选的，所述氢气气源为PEM电解水制氢装置，所述PEM电解水制氢装置的氢气出口通过管道与所述催化塔的氢气进口连通。
[0007]优选的，还包括控制器，在所述压缩机的出口处设有氧含量分析仪，在所述催化塔的氢气进口处设有氢气流量调节阀，所述氧含量分析仪的信号输出端与控制器的信号输入端信号连接，所述控制器的信号输出端与所述氢气流量调节阀的信号输入端信号连接。
[0008]优选的，还包括液氮储罐，所述液氮储罐的出口通过管道与所述换热冷箱的第二冷介质通道的进口连通，在所述液氮储罐的出口处设有液氮流量调节阀。
[0009]优选的，还包括控制器，在所述换热冷箱的热介质出口处设有温度检测器，所述温度检测器的信号输出端与所述控制器的信号输入端信号连接，所述控制器的信号输出端与所述液氮流量调节阀的信号输入端信号连接。
[0010]优选的，所述吸附塔内装填有脱氧剂及干燥剂。
[0011]优选的，所述吸附塔包括第一吸附塔和第二吸附塔，所述催化塔的出口分别与所述第一吸附塔和所述第二吸附塔的进口连通，所述第一吸附塔和所述第二吸附塔的出口均与所述换热冷箱的热介质进口连通，在所述第一吸附塔和所述第二吸附塔的进口处和出口处分别设有截断阀。
[0012]本技术的优点：1、本技术针对传统空分生产的液氩氧含量偏高问题对液氩进行加氢除氧提纯，使液氩的含氧量由3ppm降至1ppm以下，满足客户对高纯氩的需求，同
时，随着液氩品质的提升，其价格也有所提升，可提高企业的经济效益；2、通过采用原料液氩作为冷介质与提纯后的氩气进行换热，节约了气液转换时冷源和热源的消耗，降低了液氩提纯的成本。
附图说明：
[0013]为了更清楚地说明本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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为实施例1的系统连接示意图；
[0015]图2为实施例1的信号传输示意图；
[0016]图中：1、原料液氩储罐，2、换热冷箱，3、压缩机，4、催化塔，5、PEM电解水制氢装置，6、第一吸附塔，7、第二吸附塔，8、高纯氩储罐，9、液氮储罐，10、液氮流量调节阀，11、氧含量分析仪，12、氢气流量调节阀，13、截断阀，14、温度检测器，15、控制器。
具体实施方式：
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]实施例1：
[0019]如图1
‑
2所示，一种液氩提纯系统，包括原料液氩储罐1、换热冷箱 2、压缩机 3、催化塔4、PEM电解水制氢装置 5、第一吸附塔6、第二吸附塔7、高纯氩储罐8及液氮储罐9。
[0020]原料液氩储罐1的出口通过管道与换热冷箱2的第一冷介质通道的进口连通，液氮储罐9的出口通过管道与换热冷箱2的第二冷介质通道的进口连通，在液氮储罐9的出口处设有液氮流量调节阀10，利用液氮作为部分冷量的来源，保证冷介质侧的温度恒定，同时可以保证提纯后的氩气可以充分被液化。换热冷箱2的第一冷介质通道的出口通过管道与压缩机3的进口连通，压缩机3的出口通过管道与催化塔4的原料气进口连通，PEM电解水制氢装置5的氢气出口通过管道与催化塔4的氢气进口连通，在压缩机3的出口处设有氧含量分析仪 11，在催化塔4的氢气进口处设有氢气流量调节阀 12，在催化塔4内，氢气和原料气中的氧气在贵金属催化剂的作用下进行反应生成水，除去原料气中的氧气，采用PEM电解水制氢装置5制备的氢气纯度可达99.99％以上，避免了微量杂质的带入，同时，氢气的加入量是根据氧含量分析仪11计算得出，避免多余氢气的加入。催化塔4的出气口分别与第一吸附塔6和第二吸附塔7的进口连通，第一吸附塔6和第二吸附塔7的出口均与换热冷箱2的热介质进口连通，在第一吸附塔6和第二吸附塔7的进口处和出口处分别设有截断阀13，在所述第一吸附塔6和所述第二吸附塔7内装填有脱氧剂及干燥剂，脱氧剂用于脱除氧及多余的氢气，干燥剂用于脱除水，两台吸附塔一台用于吸附氩气中的杂质，一台进行再生处理，可以保证液氩的提纯工作连续进行。换热冷箱2的热介质出口通过管道与所述高纯氩储罐8的进口连通，换热冷箱2的热介质出口处设有温度检测器14。
[0021]温度检测器14、氧含量分析仪11的信号输出端与控制器15的信号输入端信号连接，控制器15的信号输出端与液氮流量调节阀10、氢气流量调节阀12的信号输入端信号连接。
[0022]工作说明：
[0023]将传统空分装置副产得到的原料液氩(纯度99.999％，氧含量2
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3ppm)送入换热冷箱2，与已经提纯过的氩气进行换热，原料液氩转化为原料氩气后进入压缩机3，再进入催化塔4与来自PEM电解水制氢设备制备的氢气在贵金属催化剂的作用下进行反应，生成水，进而除去原料氩气中的氧气，反应后的气体由催化塔4进入吸附塔，进一步除去多余的氧气、氢气及水等杂质，得到纯净的氩气，作为热介质在换热冷箱2中与原料液氩换热后转化为液态后，被送入高纯氩储罐8储存，得到的高纯氩的氧含量降至1ppm以下。
[0024]以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液氩提纯系统，其特征在于，包括原料液氩储罐、换热冷箱、压缩机、催化塔、氢气气源、吸附塔及高纯氩储罐；所述原料液氩储罐的出口通过管道与所述换热冷箱的第一冷介质通道的进口连通，所述换热冷箱的第一冷介质通道的出口通过管道与所述压缩机的进口连通，所述压缩机的出口通过管道与所述催化塔的原料气进口连通，所述氢气气源与所述催化塔的氢气进口连通，所述催化塔的出气口通过管道与所述吸附塔的进口连通，所述吸附塔的出口通过管道与所述换热冷箱的热介质进口连通，所述换热冷箱的热介质出口通过管道与所述高纯氩储罐的进口连通。2.根据权利要求1所述的一种液氩提纯系统，其特征在于，所述氢气气源为PEM电解水制氢装置，所述PEM电解水制氢装置的氢气出口通过管道与所述催化塔的氢气进口连通。3.根据权利要求1或2所述的一种液氩提纯系统，其特征在于，还包括控制器，在所述压缩机的出口处设有氧含量分析仪，在所述催化塔的氢气进口处设有氢气流量调节阀，所述氧含量分析仪的信号输出端与控制器的信号输入端信号连...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯浩，池学金，白凯，陈英，周向博，刘维锐，杨小丽，潘莉，
申请(专利权)人：新能能源有限公司，
类型：新型
国别省市：