CN113399393A - 一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置及其使用方法，属于特殊气体装备技术领域；包括第一气动阀门，第一气动阀门一端连接高压氮气输入系统，另一端连接压力变送器，压力变送器的输入端与第一气动阀门连接，其输出端与待处理的乙硼烷气瓶连通；且待处理的乙硼烷气瓶还与低温冷阱的输入端进行连接，低温冷阱的输出端与废气处理装置连通，待处理的乙硼烷气瓶与低温冷阱之间有第二气动阀门，低温冷阱与废气处理装置之间有第三气动阀门；待处理的乙硼烷气瓶同时也与废气处理装置进行连通，且连通管理上设置第四气动阀门和乙硼烷浓度检测器。本发明该装置结构设计简单、合理，而且回收效果和清洗效果好，效率高，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于特殊气体装备技术领域，尤其涉及一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置及其使用方法。
背景技术
乙硼气体气瓶在使用后一般会保有一定的余压返给气体工厂再次充装，由于乙硼烷性质的不稳定性，气体工厂收到返回气瓶时一般会对余气进行排空置换、抽真空后使用，乙硼烷属于告毒气体，不宜直接排放，一般会采用干法/湿法的气体吸收处理方式。另外返回气瓶气体余量一般为充装产品的5％-10％，乙硼烷价值很高，如果直接排放也是一种成本浪费。另外乙硼烷气瓶长时间使用后，由于乙硼烷的不稳定性，会在气瓶内壁产生一种固体附着物，如不及时处理也会对后续的气瓶使用产生很大影响，降低气体纯度。
本发明是为解决上述问题提出了一种乙硼烷余气回收及乙硼烷气瓶内壁的处理方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置及其使用方法，以解决乙硼烷气瓶中残余气体的回收及其气瓶的清洗问题。
为实现上述目的，本发明的一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置及其使用方法的具体技术方案如下：
一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗的装置，包括第一气动阀门，第一气动阀门一端连接高压氮气输入系统，另一端连接压力变送器，压力变送器的输入端与第一气动阀门连接，其输出端与待处理的乙硼烷气瓶进行连通；
且待处理的乙硼烷气瓶还与气体回收气瓶的输入端进行连接，气体回收气瓶的输出端与废气处理装置连通；待处理的乙硼烷气瓶与气体回收气瓶之间设置第二气动阀门，气体回收气瓶与废气处理装置之间设置第三气动阀门；气体回收气瓶放置于低温冷阱中；
待处理的乙硼烷气瓶同时也与废气处理装置之间进行连通，且待处理的乙硼烷气瓶与废气处理装置间设置有第四气动阀门和乙硼烷浓度检测器；
第一/二/三/四气动阀门、压力变送器和乙硼烷浓度检测器均与PLC控制单元进行电性连接。
进一步，气体回收气瓶内部设置进气管和排气管，且进气管和排气管位置高度不同，进气管位于气瓶底部1/4-1/3处，且进气管的高度低于排气管的高度；
气体回收气瓶通过进气管与待处理的乙硼烷气瓶，通过排气管与废气处理装置连通。
本发明还提供了一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置的使用方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：
步骤S1、开启高压氮气输入系统，采用高压氮气置换法稀释、排出待处理的乙硼烷气瓶内残余气体；
步骤S2、开启低温冷阱，利用低温冷阱提供为气体回收气瓶提供低温环境，以回收待处理的乙硼烷气瓶内残余的乙硼烷气体；
步骤S3、待处理的乙硼烷气瓶多余气体最终进入废气处理装置中；
步骤S4、所述步骤S3进行完全后，向待处理的乙硼烷气瓶中装入预处理溶剂，且加入量为气瓶容量的60％-70％；
步骤S5、待处理的乙硼烷气瓶上装入专用阀门，然后将待处理的乙硼烷气瓶放置在气瓶滚匀机上滚动30min-120分钟，使乙硼烷气瓶内壁的固体黏着物脱离、溶解在预处理溶剂中；
步骤S6、将所述步骤S5使用后的预处理溶剂倒入专用装置中进行处理后，预处理溶剂可以回用。
进一步，还包括步骤S7、向待处理的乙硼烷气瓶内加入去离子水进行清洗；
步骤S8、开启高压氮气输入系统，将高压氮气吹入待处理的乙硼烷气瓶内壁，以排出内壁粘附的水汽。
进一步，还包括步骤S9、待所述步骤S8处理完成后的气瓶恢复到室温后，用内窥镜检查内壁清洗效果。
进一步，步骤S4中的预处理溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇一种或几种的混合物。
进一步，所述步骤S6和步骤S7之间，还包括步骤S6′：再次接入高压氮气输入系统，关闭第二启动阀门6，开启第一启动阀门1和第四启动阀门8，排放支管乙硼烷气体直至浓度小于0.1ppm。
本发明的一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置及其使用方法具有以下优点：该装置结构设计简单、合理，而且回收效果和清洗效果好，效率高，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗的装置的结构示意图。
图2为本发明的一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗的装置的电路控制图。
图中标记说明：1、第一气动阀门；2、压力变送器；3、待处理的乙硼烷气瓶；4、低温冷阱；5、废气处理装置；6、第二气动阀门；7、第三气动阀门；8、第四气动阀门；9、乙硼烷浓度检测器；10、PLC控制单元；11、气体回收气瓶。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置及其使用方法做进一步详细的描述。
如图1-图2所示，本发明一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗的装置，包括第一气动阀门1，第一气动阀门1一端连接高压氮气输入系统，另一端连接压力变送器2，压力变送器2的输入端与第一气动阀门1连接，其输出端与待处理的乙硼烷气瓶3进行连通；
且待处理的乙硼烷气瓶3还与气体回收气瓶11的输入端进行连接，气体回收气瓶11的输出端与废气处理装置5连通；待处理的乙硼烷气瓶3与气体回收气瓶11之间设置第二气动阀门6，气体回收气瓶11与废气处理装置5之间设置第三气动阀门7；气体回收气瓶11放置于低温冷阱4中；
待处理的乙硼烷气瓶3同时也与废气处理装置5之间进行连通，且待处理的乙硼烷气瓶3与废气处理装置5间设置有第四气动阀门8和乙硼烷浓度检测器9，待处理的乙硼烷气瓶3与低温冷阱4之间通过置换气体管路进行连接，置换气体管路上设置支管，支管上装有乙硼烷浓度检测器9和报警装置，报警浓度设置为0.1ppm；PLC控制单元10关闭第二启动阀门6，打开第四气动阀门8，待处理的乙硼烷气瓶3中的气体通过支管进入废气处理装置5，并通过支管上的乙硼烷浓度检测器9进行检测，如果浓度大于设定值(0.1ppm)，关闭第四气动阀门8，打开第二启动阀门6继续处理。直至待处理的乙硼烷气瓶3中的排放气体浓度小于0.1ppm时，在通风橱内用专用工具卸下待处理的乙硼烷气瓶3上的阀门。
第一/二/三/四气动阀门1,6,7,8、压力变送器2和乙硼烷浓度检测器9均与PLC控制单元10进行电性连接，采用自控阀门和压力变送器2通过PLC控制置换过程自动进行。
在本实施方式中，气体回收气瓶11内部设置进气管和排气管，且进气管和排气管位置高度不同，进气管位于气瓶底部1/4-1/3处，且进气管的高度低于排气管的高度；
气体回收气瓶11通过进气管与待处理的乙硼烷气瓶3，通过排气管与废气处理装置5连通。
一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置的使用方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：处理装置使用前，先开启低温冷阱4，使气体回收气瓶11温度达到设定要求。
步骤S1、接入需待处理的乙硼烷气瓶3，开启第一气动阀门1、第二气动阀门6和第三气动阀门7，对气体管路进行吹扫，关闭第二气动阀门6和第三气动阀门7，打开第四气动阀门8，对支管进行吹扫；关闭第二气动阀门6和第四气动阀门8，打开气瓶阀和第一气动阀门1，开启高压氮气输入系统，采用高压氮气置换法稀释、排出待处理的乙硼烷气瓶3内残余气体，通过高压氮气对气瓶内气体进行反复置换，置换压力为5MPa-10MPa，具体的，通过压力变送器2检测压力达到设定值时，关闭第一气动阀门1，打开第二气动阀门6和第三气动阀门7，待处理的乙硼烷气瓶3气体通过气体管路进入低温冷阱4中的气体回收气瓶11后，乙硼烷在低温状态下，留在气体回收气瓶11内，氮气经气体管路进入废气处理装置5；压力变送器2压力压力达到0.05MPa时，关闭第二气动阀门6和第三气动阀门7，打开第一气动阀门1，重复上述动作；重复置换5次以后，关闭第二气动阀门6，打开第四气动阀门8，待处理的乙硼烷气瓶3通过支管进入废气处理装置5；如果乙硼烷浓度检测器9监测数值浓度大于0.1ppm，继续重复氮气置换；
步骤S2、开启低温冷阱4，低温冷阱4温度低于乙硼烷液化温度，低温冷阱4可以通过液氮或其他冷媒提供低温，利用低温冷阱4为气体回收气瓶11提供低温环境，以回收待处理的乙硼烷气瓶3内残余的乙硼烷气体，气体回收气瓶11中的乙硼烷回收气体作为乙硼烷粗品再次蒸馏后使用；
步骤S3、待处理的乙硼烷气瓶3多余气体最终进入废气处理装置5中；
步骤S4、所述步骤S3进行完全后，向待处理的乙硼烷气瓶3中装入预处理溶剂，且加入量为气瓶容量的60％-70％；
步骤S5、待处理的乙硼烷气瓶3上装入专用阀门，需要注意的是，待处理的乙硼烷气瓶3清洗时安装专用阀门而不使用气瓶塞堵，然后将待处理的乙硼烷气瓶3放置在气瓶滚匀机上滚动30min-120分钟，使乙硼烷气瓶内壁的固体黏着物脱离、溶解在预处理溶剂中；
步骤S6、将所述步骤S5使用后的预处理溶剂倒入专用装置中进行处理后，预处理溶剂可以回用。
步骤S6′：再次接入高压氮气输入系统，关闭第二启动阀门6，开启第一启动阀门1和第四启动阀门8，排放支管乙硼烷气体直至浓度小于0.1ppm；
步骤S7、向待处理的乙硼烷气瓶3内加入去离子水进行清洗；
步骤S8、开启高压氮气输入系统，将高压氮气吹入待处理的乙硼烷气瓶3内壁，以排出内壁粘附的水汽。
步骤S9、待所述步骤S8处理完成后的气瓶恢复到室温后，用内窥镜检查内壁清洗效果。
在本实施方式中，步骤S4中的预处理溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇一种或几种的混合物。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (8)
1.一种乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗的装置，其特征在于，包括第一气动阀门(1)，第一气动阀门(1)一端连接高压氮气输入系统，另一端连接压力变送器(2)，压力变送器(2)的输入端与第一气动阀门(1)连接，其输出端与待处理的乙硼烷气瓶(3)进行连通；
且待处理的乙硼烷气瓶(3)还与气体回收气瓶(11)的输入端进行连接，气体回收气瓶(11)的输出端与废气处理装置(5)连通；待处理的乙硼烷气瓶(3)与气体回收气瓶(11)之间设置第二气动阀门(6)，气体回收气瓶(11)与废气处理装置(5)之间设置第三气动阀门(7)；气体回收气瓶(11)放置于低温冷阱(4)中；
待处理的乙硼烷气瓶(3)同时也与废气处理装置(5)之间进行连通，且待处理的乙硼烷气瓶(3)与废气处理装置(5)间设置有第四气动阀门(8)和乙硼烷浓度检测器(9)；
第一/二/三/四气动阀门(1,6,7,8)、压力变送器(2)和乙硼烷浓度检测器(9)均与PLC控制单元(10)进行电性连接。
2.根据权利要求1所述的乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗的装置，其特征在于，气体回收气瓶(11)内部设置进气管和排气管，且进气管和排气管位置高度不同，进气管位于气瓶底部1/4-1/3处，且进气管的高度低于排气管的高度；
气体回收气瓶(11)通过进气管与待处理的乙硼烷气瓶(3)，通过排气管与废气处理装置(5)连通。
3.一种使用权利要求1-2中任意一项所述的乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗装置的方法，其特征在于，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：
步骤S1、开启高压氮气输入系统，采用高压氮气置换法稀释、排出待处理的乙硼烷气瓶(3)内残余气体；
步骤S2、开启低温冷阱(4)，利用低温冷阱(4)为气体回收气瓶(11)提供低温环境，以回收待处理的乙硼烷气瓶(3)内残余的乙硼烷气体；
步骤S3、待处理的乙硼烷气瓶(3)多余气体最终进入废气处理装置(5)中；
步骤S4、所述步骤S3进行完全后，向待处理的乙硼烷气瓶(3)中装入预处理溶剂，且加入量为气瓶容量的60％-70％；
步骤S5、待处理的乙硼烷气瓶(3)上装入专用阀门，然后将待处理的乙硼烷气瓶(3)放置在气瓶滚匀机上滚动30min-120分钟，使乙硼烷气瓶内壁的固体黏着物脱离、溶解在预处理溶剂中；
步骤S6、将所述步骤S5使用后的预处理溶剂倒入专用装置中进行处理后，预处理溶剂可以回用。
4.根据权利要求3所述的乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗处理的方法，其特征在于，还包括步骤S7、向待处理的乙硼烷气瓶(3)内加入去离子水进行清洗；
步骤S8、开启高压氮气输入系统，将高压氮气吹入待处理的乙硼烷气瓶(3)内壁，以排出内壁粘附的水汽。
5.根据权利要求4所述的乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗处理的方法，其特征在于，还包括步骤S9、待所述步骤S8处理完成后的气瓶恢复到室温后，用内窥镜检查内壁清洗效果。
6.根据权利要求3所述的乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗处理的方法，其特征在于，步骤S4中的预处理溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇一种或几种的混合物。
7.根据权利要求3所述的乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗处理的方法，其特征在于，所述步骤S6和步骤S7之间，还包括步骤S6′：再次接入高压氮气输入系统，关闭第二启动阀门(6)，开启第一启动阀门(1)和第四启动阀门(8)，排放支管乙硼烷气体直至浓度小于0.1ppm。
8.根据权利要求3所述的乙硼烷气瓶余气回收及气瓶清洗处理的方法，其特征在于，所述步骤S1-S3的具体过程如下：
接入需待处理的乙硼烷气瓶(3)，开启第一气动阀门(1)、第二气动阀门(6)和第三气动阀门(7)，对气体管路进行吹扫，关闭第二气动阀门(6)和第三气动阀门(7)，打开第四气动阀门(8)，对支管进行吹扫；关闭第二气动阀门(6)和第四气动阀门(8)，打开气瓶阀和第一气动阀门(1)；
通过压力变送器(2)检测压力达到设定值时，关闭第一气动阀门(1)，打开第二气动阀门(6)和第三气动阀门(7)，待处理的乙硼烷气瓶(3)气体通过气体管路进入低温冷阱(4)中的气体回收气瓶(11)后，乙硼烷在低温状态下，留在气体回收气瓶(11)内，氮气经气体管路进入废气处理装置(5)；压力变送器(2)压力压力达到0.05MPa时，关闭第二气动阀门(6)和第三气动阀门(7)，打开第一气动阀门(1)，重复上述动作；
重复置换多次以后，关闭第二气动阀门(6)，打开第四气动阀门(8)，待处理的乙硼烷气瓶(3)通过支管进入废气处理装置(5)；如果乙硼烷浓度检测器(9)监测数值浓度大于0.1ppm，继续重复氮气置换。
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