CN102109092A - 高纯液化气体的电热输送装置及其输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高纯液化气体的电热输送装置及其输送方法，所述装置包括通过管道相连的钢瓶和蒸发器，其中，所述蒸发器底部设置有电加热装置，所述电加热装置包括热电偶和数字温控仪表，所述数字温控仪表设置有高温熔断装置，所述蒸发器的入口处设置有介质进口阀门，出口处设置有介质出口阀门。本发明提供的高纯液化气体的电热输送装置及其输送方法，通过在蒸发器底部设置有电加热装置，将液化气体引出钢瓶，使用电热方式加热外接的蒸发器，使蒸发器内部的液化气体汽化、纯化后送至使用端，从而有效地保证了输出气体的大流量、高纯度和系统的安全、稳定性。

Description

高纯液化气体的电热输送装置及其输送方法

技术领域

本发明涉及一种液化气体的输送装置及其输送方法，尤其涉及一种高纯液化气体的电热输送装置及其输送方法。

背景技术

太阳能电池、半导体照明、平板显示器、集成电路等半导体行业中广泛应用的原料气，很多是储存于钢瓶内的高纯液化气体，如液氨、液氯等。其纯度通常大于99.999%。客户使用端一般要求其以气体状态进入机台，因此需要对高纯液化气体进行汽化处理。由于高纯气体品质和工艺的特殊要求，系统中杂质的进入，以及气体在输送过程中冷凝液化，都会对系统和工艺造成很大不便和危害，因此汽化过程要求务必保证产品纯度及工艺稳定性。

对液化气体进行汽化处理，常规的输送方式是通过加热钢瓶，使高纯液化气体在钢瓶内部蒸发。蒸汽出钢瓶经调压，送到车间内部。因受到钢瓶加热温度(<52℃)和加热面积的限制，导致输出流量受到限制。例如，对于1m³的氨气钢瓶，持续流量最大仅能达到300升/分钟。而且采用钢瓶加热方式，钢瓶的温度分布常常不均匀，很容易造成钢瓶过热并导致易溶栓启动，从而导致高纯液化气体泄漏。另外此种传热效率通常<40%。而随着钢瓶内的高纯液化气体剩余量减少，其传热效率下降，产品品质降低，使用此类液化气体将导致终端产品质量低下，因此客户通常在剩余量为5%-10%，甚至更多时就将钢瓶退回原厂。这导致采购成本和维护成本增长，以及原料的严重浪费。除此之外，高纯液化气体站通常距离生产车间较远，长距离输送还需要对气体管线进行加热，防止气体液化。由此可见，这种汽化处理方法可操作性差，无法保证系统对气体的大流量和高纯度输送要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高纯液化气体的电热输送装置及其输送方法，实现大流量高纯液化气体的输送需求，并保证其安全性和可操作性。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种高纯液化气体的输送方法，依次包括如下步骤：将液化气体引出钢瓶，使其进入外接的蒸发器；使用电热加热方式加热蒸发器，使蒸发器内部的液化气体在被汽化的同时得到纯化，再将高纯气体输送至使用端。

上述的高纯液化气体的输送方法，其中，所述蒸发器为带电加热装置的压力容器，液化气体由蒸发器底部入口进入，经过电加热后汽化，由蒸发器上部出口流出。

本发明为解决上述技术问题还提供一种高纯液化气体的电热输送装置，包括通过管道相连的钢瓶和蒸发器，其中，所述蒸发器底部设置有电加热装置，所述电加热装置包括热电偶和数字温控仪表，所述数字温控仪表设置有高温熔断装置，所述蒸发器的入口处设置有介质进口阀门，出口处设置有介质出口阀门。

上述的高纯液化气体的电热输送装置，其中，所述热电偶为翅片形状，表面设置有氟塑料涂层。

上述的高纯液化气体的电热输送装置，其中，所述蒸发器置于抽风柜内部。

上述的高纯液化气体的电热输送装置，其中，所述蒸发器外壳为表面经电解抛光处理的不锈钢316L材质。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的高纯液化气体的电热输送装置及其输送方法，通过在蒸发器底部设置有电加热装置，将液化气体引出钢瓶，使用电热方式加热外接的蒸发器，使蒸发器内部的液化气体汽化、纯化后输送至使用端，从而有效地保证了输出气体的大流量、高纯度和系统的安全、稳定性。

 

附图说明

图1为本发明高纯液化气体的电热输送装置结构示意图。

 

图中：

1 蒸发器       2 阀门组        3 电加热装置    

4 抽风柜       5 进口阀门       6 出口阀门   

7 排污阀门      8 旁通阀门      9 安全泄放阀门 

10 压力表      11 温控仪表   12热电偶   

13 氟塑料涂层            

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明高纯液化气体的电热输送装置结构示意图。

请参见图1，本发明提供的高纯液化气体的电热输送装置包括通过管道相连的钢瓶和蒸发器1，其中，所述蒸发器1底部设置有电加热装置3，所述电加热装置包括热电偶12和数字温控仪表11，所述数字温控仪表11设置有高温熔断装置14，所述蒸发器1的入口处设置有介质进口阀门5，出口处设置有介质出口阀门6。

本发明提供的高纯液化气体的输送方法依次包括如下步骤：将液化气体引出钢瓶，使其进入外接的蒸发器1；使用电加热方式加热蒸发器1，使蒸发器1内部的液化气体在被汽化的同时得到纯化，再将高纯气体输送至使用端。

蒸发器1按照压力容器设计，液化气体由蒸发器1底部入口进入，经过蒸发器1内电加热装置3加热后汽化，由蒸发器1上部出口流出。这种直接电加热的蒸发方式，可使能量利用率达95%以上。蒸发器1顶部为气体过热段，可以防止出口已汽化的高纯气体由于焦耳-汤姆逊效应冷凝，并有效地防止降温导致的部件损坏，保证了工艺稳定性。随着使用时间增长，蒸发器1底部会积累少量杂质，液体底部设置的排污阀门7，可以定期排除底部杂质，从而实现蒸馏纯化作用，有效地保证了输出气体的高纯度，同时避免了钢瓶加热至剩余量很少时，相对杂质含量增加引起的产品质量不稳定。蒸发器1采用电加热装置3加热高纯液化气体，电加热装置通过热电偶12、数字温控仪表11等电热元件与金属铝整体浇注，强化导热并实现温度自动控制，电加热装置3最好采用翅片形状，同时表面采用氟塑料涂层13，以增加传热面积，并有效的保证高纯介质纯度。另外蒸发器1外壳采用不锈钢316L材质，并经电解抛光，适合高纯介质，安全性高；温控仪表11设置高温熔断装置14，避免加热控制失效引发的安全隐患。

阀门组2包括介质进出口阀门5、6控制蒸发器进出口介质的进出，排污阀门7控制底部杂质的排出，旁通阀门8方便维护蒸发器时吹扫系统；配套的进出口压力表10和安全泄压阀门9，实时监控蒸发器进出口压力变化，可在需要时及时泄放蒸发器的压力，确保容器安全。

蒸发器1、阀门组2置于抽风柜4内部，防止危险化学品泄漏造成对人员、设备和环境的危害。

综上所述，本发明采用电热方式加热外接的蒸发器1，不仅完成了高纯液化气体的汽化过程，保证了输出高纯液化气体大流量要求。例如对于氨气，输出流量可达1,000升/分钟以上。同时由于采用了蒸馏原理，保证了气体的高纯度。液化气体的外部气化，避免了直接加热钢瓶，即提高了系统安全性，也降低原料钢瓶的更换次数，提高了能量的利用率和高纯液化气体的利用率，杜绝了换瓶中的泄露风险和残液对产品质量的影响，降低系统运行维护成本，改善了高纯液化气体在输送过程中的安全性和可操作性，使系统整体性能大大提升。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种高纯液化气体的输送方法，其特征在于，所述方法依次包括如下步骤：

将液化气体引出钢瓶，使其进入外接的蒸发器（1）；

使用电加热装置（3）加热蒸发器（1），使蒸发器内部的液化气体在被汽化的同时得到纯化，再将高纯气体输送至使用端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述蒸发器（1）为带电加热装置（3）的压力容器，液化气体由蒸发器（1）底部入口进入，经过电加热后汽化，由蒸发器（1）上部出口流出。

3.一种实现权利要求1所述输送方法的电热输送装置，包括通过管道相连的钢瓶和蒸发器（1），其特征在于，所述蒸发器（1）底部设置有电加热装置（3），所述电加热装置包括热电偶（12）和数字温控仪表（11），所述数字温控仪表（11）设置有高温熔断装置（14），所述蒸发器（1）的入口处设置有介质进口阀门（5），出口处设置有介质出口阀门（6）。

4.如权利要求3所述的高纯液化气体的电热输送装置，其特征在于，所述热电偶为翅片形状，表面设置有氟塑料涂层（13）。

5.如权利要求3所述的高纯液化气体的电热输送装置，其特征在于，所述蒸发器（1）的入口处设置有旁通阀门（8），出口处设置有安全泄压阀门（9）。

6.如权利要求3所述的高纯液化气体的电热输送装置，其特征在于，所述蒸发器（1）置于抽风柜（4）内部。

7.如权利要求3～6任一项所述的电热输送装置，其特征在于，所述蒸发器（1）外壳为表面经电解抛光处理的不锈钢316L材质。

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