高压超纯氢制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高压超纯氢制备装置，采用装有ｐｕ－８吸附剂的高压吸附器吸附杂质，之后注入烧结镍管高压氢气过滤器除尘，其中吸附器采用了两只，一只用于净化，另一只用于再生，并按一定时间切换两只吸附器，本装置结构简单，造价低，投资少，控制稳定，操作使用方便，产量易调。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体的制备装置，特别涉及一种超纯氢的制备装置。
技术介绍
电子特气产品-超纯氢(含氢量^ 99.9999% )，是现代电子、光纤、纳米、石化等方面和一些尖端科技上的重要原料。是环境、卫星飞船、海底实验室、潜艇、外太空等大气成分析测定和星球物质即时测量等进行高精密化学分析必须的高纯气源；是半导体集成电路和光导纤维研制生产、集成光学和纳米研究、晶体外延生长等不可缺少的原料；食品、药品、疾病控制上、防化学污染、公案研究破案、运动员兴奋剂检测、贵金属熔炼、火箭燃料分析等方面也离不开超纯氢。随着新兴产业和科技迅速发展，应用范围越来越广，用量逐年增长。 电子特气产品_超纯氢，生产难度大，生产厂家少，生产量小。当前，国内外仅有三种生产方法，各有优缺点，分别为[00CH] (1)扩散膜(或管)分离法 以纯氢为原料，其膜(或管)只允许氢及其同位素通过，从而获得超纯氢。这为典型超纯氢生产法。该法的膜(管)极为昂贵，生产成本极高，生产量极小，只用在100-300超纯氢发生器上，作为分析仪载气或焰气。 国内上海硕光电子科技有限公司75-34區型派克-波思腾超纯氢发生器，北京科普生分析科技有限公司、北京精华正成科技开发公司、大连物化所、大连凯华新技术工程有限公司和大连科纳科学技术公司及光明化工设计研究院等生产的SPH-300全自动超纯氢发生器，苏州安创仪器有限公司和上海青柏科技有限公司生产的Parker超纯氢发生器，山东聊城科威化工仪器公司生产的BG5型数控钯扩散管，均属极昂贵的钯合金扩散膜(管)、小气量、小型生产方法。 俄罗斯莫斯科Topchie石油化学研究所研究出了廉价的以特种材料制成的气体分离膜生产超纯氢方法。该法的原理同上，但它是降低成本、扩大生产量的新途径、新方法。[OOOS] (2)储氢合金吸放法 在一定温度、压力下，钛系、锆系、稀土系等金属能大量吸收氢气转化为金属氢化物，单位体积吸储的氢气可为相同温度、压力下气态的IOOO倍。吸时放热，加热就能够释放获得高压、质好、量大的超纯氢，于工业和科技界使用。 浙江大学首次提出，处国内研究应用的领先地位，其储氢合金法生产13-15pa，产量12，24，48m3/n的超纯氢装置，九十年代起已较多投放市场应用。 但是，该法由于氢化物自身很不稳定，易受有害成分毒害，较长时间、多次反复吸放使用，性能会明显下降。同时，还存在着机械强度问题，目前的储氢合金材料反复吸放，应用次数不多就要更换，而更换一次价格很高，生产成本就高上去了 。 我国物理冶金和金属材料学家陈炳兆等人专利技术了钛铁锰合金制备超纯氢方法和装置，以> 98%工业氢气，通过中间放氢和最终三次排杂放氢法，能快速连续制取30-80升/分超纯氢. 东北大学、四川大学专利技术LaNi5型吸释氢材料获得超纯氢法。最近又研究成功直 接从太阳光和水，透过金属催化剂，直接、便宜、清洁途径获氢后，通过钯银合金制备超纯氢 法。另有太阳能光电水解得氢后，通过纳米、镁镍等矿物吸释氢获超纯氢法。然而，他们也 都属储氢合金吸放生产超纯氢法。 (3)低温吸附法 以水电解制得氢，先采用催化脱氧吸附干燥除杂工艺制得高纯氢，后加压至高压 的高纯氢采用纯化深度深的液氮温度下的低温吸附法，除去微量的氮、氧、一氧化碳、二氧 化碳、甲烷、水等杂质，获得bpp级的超纯氢。 (a)八十年代，化工部光明化工设计研究院研制有QCH-24低温吸附法试验装置生 产超纯氢。 (b)九十年代，化工部光明化工设计研究院又研制了 60m3/h生产量的低温吸附生 产超纯氢装置，于无锡新苑科学气体厂使用。 (c)目前，大连圣迈化学有限公司应用大连物化所技术，生产有全自动低温法超纯 氢净化设备投放市场。 该法虽能扩大超纯氢生产量，但在实际操作使用中、适应条件上、液氮调节、控制 温度等等方面，存在着许多问题，常常影响着装置不能正常生产，产品质量很不稳定。
技术实现思路
本技术的专利技术目的是提供一种区别上述方法的制备高压超纯氢的装置。 本技术的技术方案是一种高压超纯氢制备装置，原料高纯氢气接入膜式氢 压机，氢气经加压后接入吸附器A，经吸附后接入烧结镍管高压氢气过滤器，经过滤后接入 取样分析仪，经分析合格注入高压超纯氢气钢瓶，整个装置由自力式高压控制阀进行恒定 高压控制，在吸附器A和烧结镍管高压氢气过滤器之间还有另一条管道连接有减压器和流 量计，经减压和定理提取的气体注入吸附器B进行吸附剂再生，吸附器A和吸附器B之间设 置有高压切换阀。 所述的吸附器A和吸附器B中装有pu-8吸附剂。 本装置采用变压吸附空分行业的pu-8新型吸附剂用于吸附器中，并成功获得符 合GB/T7445的超纯氢，该装置中的两只吸附器可以互相切换， 一只用于净化时，另一只用 于再生，可以大大延长吸附剂的作用，本装置结构简单，造价低，投资少，控制稳定，操作使 用方便，产量易调。附图说明图1为本技术结构示意图； 其中l、膜式氢气压縮机，2、pu-8吸附器A，2-l、吸附器B，3、烧结镍管高压氢气过 滤器，4、减压器，5、流量计，6、单向高压阀，7、自力式高压控制阀，8、分析取样阀、9安全阀、 10、超纯氢气钢瓶，11、阻火器，VI V8高压切换阀。具体实施方式如图1所示的一种高压超纯氢制备装置，膜式氢气压縮机1定量将高纯氢加压至15Mpa，此时高压切换阀VI， V4， V6， V7开，V2， V3， V5， V8关，高压氢气由高压切换阀VI进入 pu-8吸附器A，逆向净化去掉杂质后，由高压切换阀V7入烧结镍管高压氢气过滤器3除尘， 系统由自力式高压控制阀7恒控在15Mpa，待经分析取样阀8取样分析测定合格后，灌装至 超纯氢钢瓶10。 与此同时，在烧结镍管高压氢气过滤器3前提取超纯氢产品，经减压器4减至低 压，由流量计5计量在5%产品量值后，经V6阀入pu-8高压吸附器B，在低压、温控250°C 下，由上向下再生吹带出被吸的杂质，使pu-8吸附器B获得再生。 操作本装置时可以按时间切换一次高压切换阀，变高压切换阀V2， V3， V5， V8为 开，高压切换阀VI， V4， V6， V7为关，变pu-8高压吸附器B净化杂质，pu_8高压吸附器A获 得再生，根据超纯氢需求生产量，按此循环作业确定生产时间。 本装置高压切换阀V3和V4之间还连接有管路进行放空，放空管路上连接有阻火 器11。 在超纯氢钢瓶10之前还连接有安全阀9。 上述pu-8高压吸附器A和pu-8高压吸附器B采用SR63. 5、壁厚16高压球形封 头，直径C 159、壁厚16、高H二 1680的不锈钢筒体制造，内装15Kg PU-8新型吸附剂，筒外 包二组2KW/220V环形电加热元件和筒内直插C 10、长1500、二根1. 2KW/220V加热捧间接 换热，环形电加热元件外捆扎50mm厚超细玻璃丝棉毡保温层和铆包0. 75mm厚不锈钢板，高 压不锈钢过滤器内装3根、C 18、长300mm、过滤能力〉0. 10m3/min的烧结镍过滤管，并由 高压不锈钢管阀和附件组成的生产装置，对由膜式氢压机加压至15Mpa高纯氢原料，在特 定条件的操作使用下，每小时可制造压力为14. 8Mpa的超纯氢气50立方米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压超纯氢制备装置，其特征是原料高纯氢气接入膜式氢压机，氢气经加压后接入吸附器Ａ，经吸附后接入烧结镍管高压氢气过滤器，经过滤后接入取样分析仪，经分析合格注入高压超纯氢气钢瓶，整个装置由自力式高压控制阀进行恒定高压控制，在吸附器Ａ和烧结镍管高压氢气过滤器之间还有另一条管道连接有减压器和流量计，经减压和定理提取的气体注入吸附器Ｂ进行吸附剂再生，吸附器Ａ和吸附器Ｂ之间设置有高压切换阀。

【技术特征摘要】
一种高压超纯氢制备装置，其特征是原料高纯氢气接入膜式氢压机，氢气经加压后接入吸附器A，经吸附后接入烧结镍管高压氢气过滤器，经过滤后接入取样分析仪，经分析合格注入高压超纯氢气钢瓶，整个装置由自力式高压控制阀进行恒定高压控制，在吸附器A和烧结镍管...

【专利技术属性】
技术研发人员：金向华，朱同清，
申请(专利权)人：苏州市金宏气体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]