CN201873514U - 超纯氢的手推式小型净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超纯氢的手推式小型净化装置，包括原料储罐，超纯氢净化器，产品储罐，超纯氢净化器连通有过滤器，过滤器连通产品储罐，所述的超纯氢净化器、过滤器设于带轮子的箱式框架中，换热器一端有原料进气管伸出带轮子的箱式框架外连接原料储罐，原料进气管上设有高压氢气孔板流量计，过滤器一端有产品出气管伸出带轮子的箱式框架外连接产品储罐，产品出气管上设有自力式恒压器，本实用新型投资少、体积小、质量轻，在对超纯氦、超纯氩需求量较少的环境中使用极为方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气体净化装置，特别涉及体积小、方便使用的手推式小型的超纯氢净化装置。
背景技术
电子特气超纯氢，是现代电子集成电路、光纤、纳米等行业，尖端科技上的重要原料。随着新兴产业和电子科技的发展，应用越来越广。
市场上用量大的瓶装高压超纯氢，通常采用二种生产方法：一是稀有金属氢化物吸放法。二是催化氧化吸附后，再用液氮低温下深度吸附除杂法。但这二种工艺流程、操作使用较复杂，一次性投资大，需一个固定场所，后者还需要氢气压缩机，常用于大规模和超大规模集成电路制造等超纯氢用量大的用户或大气体生产公司。可在实际需求中，许多用户常只需1-2瓶或不多的几瓶，对于这种需求上述的两种获得超纯氢的方式就显得不够灵活，无法现场解决现实的需要。
发明内容
本实用新型为了克服上述缺点，提供了一种体积小、方便使用的超纯氢的手推式小型净化装置。
本实用新型的技术方案是：包括原料储罐，超纯氢净化器，产品储罐，超纯氢净化器连通有过滤器，过滤器连通产品储罐，所述的超纯氢净化器、过滤器设于带轮子的箱式框架中，换热器一端有原料进气管伸出带轮子的箱式框架外连接原料储罐，原料进气管上设有高压氢气孔板流量计，过滤器一端有产品出气管伸出带轮子的箱式框架外连接产品储罐，产品出气管上设有自力式恒压器。
所述的超纯氢净化器包括两个内部结构相同的子净化器，分别为左净化器和右净化器，左净化器和右净化器的上端进气口有两条并联的管路连通，一条管路上设有高压阀V1和高压阀V2，另一条管路上设有高压阀V3和高压阀V4，所述的原料进气管经过高压氢气孔板流量计后连通至高压阀V1和高压阀V2之间的管路上，高压阀V3和高压阀V4之间还接有放空管路，左净化器和右净化器的下端出气口也有两条并联的管路连通，一条管路上设有高压阀V5和高压阀V6，另一条管路上设有高压阀V7和高压阀V8，其中高压阀V5和高压阀V6之间的还有一管路先连通减压器然后连通至转子流量计入口，转子流量计出口再通过管路连通至高压阀V7和高压阀V8之间。
所述的高压氦及高压氩气孔板流量计设置流量速度为19～21m3/h，所述自力式恒压器的稳压在13～14MPa，所述减压器减压至0.2～0.3Mpa，所述转子流量计设置流量速度为1.5～1.8m3/h。
本实用新型投资少、体积小、质量轻，在对超纯氢需求量较少的环境中使用极为方便。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2为图1中子净化器的结构示意图；
图中：1、集成格组瓶，2、进气管，3、高压氢气孔板流量计，4、左净化器，41、右净化器，5、过滤器，6、减压器，7、高压自力式恒压器，8、转子流量计，9、带轮子的箱式框架，10、超纯氢钢瓶，21、密闭罐，22、高压外套螺纹接头，23、不锈钢扁十字横条架，24、不锈钢丝网卷筒，25、不锈钢加热套管，26、夹套层，27、外壳保温层，281、第一床层，282、第二床层，283、第三床层，284、第四床层，285、第五床层，291、上气流均布层，292、下气流均布层。
具体实施方式
以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明，本实用新型的目的和效果将变得更加明显。
本实用新型是针对超纯氢现有生产和需求状况，提供一种采用集装格、组瓶装的高纯氢为原料，于恒流20m3/h、恒压13.5MPa、低气速0.035m/s、-70℃至液氮低温状态下，使用多种类吸附剂多床层地除去微量杂质水份、氧、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮等多杂质的超纯氢的手推式小型净化装置，并直灌洁净钢瓶。装置每小时可获18立方米的超纯氢产品。
如图1所示的本实施例：以集成格组瓶(1)装的20Mpa左右的高压高纯氢原料，通过由DN6不锈钢软管制成的原料进气管(2)接至高压氢气孔板流量计(3)，恒流在20m3/h，进入左净化器(4)，除去多种微量杂质达超纯氢允许含量，然后进入带有高压烧结镍过滤管滤芯的过滤器(5)除尘至0.2u，并由高压自力式恒压器(7)让装置恒压在13.5Mpa下操作，最后由高压不锈钢软管制成的产品出气管充灌超纯氢钢瓶(10)，获得13Mpa的高压瓶装超纯氢产品。同时调减压器(6)设置于0.2-0.3MPa，使转子流量计(8)的产品氢流量于1.5～1.8m3/h进入右净化器(41)，让右净化器(41)温控在250℃加热再生8小时后吹冷。左右净化器为吸附再生互换设备，通过高压阀V1～V8切换。左净化器(4)低温吸附24小时，右净化器(41)温控250℃加热再生8小时后吹冷至常温。24小时周期地切换操作。
所述的超纯氢净化器、过滤器(5)、减压器(6)、氢气孔板流量计(3)、转子流量计(8)设于带轮子的箱式框架(9)中，装置体积为700x450x1600mm，重量约350Kg，耗电为2KW/220V。内设有防爆接线盒，电线穿用PVC管接至防爆接线盒内后到控制柜。电缆也设有较长活动余地。装置手推至瓶装高纯氢集装格、组原料处，连通原料进气管，接上电源电缆，即可操作生产每小时18立方米超纯氢产品。
本实施例设备管阀系统抽真空后，以高纯氢作高压、负压状态气密检查。
本实施例不使用时，系统里要保压3-4Mpa。
本实施例使用前用要活化、再生处理。
本实施例首次使用要按如下顺序处理：
对系统抽真空后，再通高纯氢至0.8～1.0Mp，放压后再抽真空，再通高纯氢至0.8～1.0Mpa，反复3次。接着分别对左净化器和右净化器再生。
方法为：切换好阀门呈左净化器为低温吸附，右净化器为再生状态，此时高压阀V1、高压阀V4、高压阀V5、高压阀V8开启，高压阀V2、高压阀V3、高压阀V6、高压阀V7关闭，通高压原料氢入装置，孔板流量计2在设计量值20m3/h、恒压器7调在13.5MPa下让右净化器工作，并调减压器6于0.2～0.3MPa，使再生流量计8的产品氢流量于1.5～1.8m3/h去右净化器，让右净化器温控在250℃加热再生8小时后吹冷至室温。24小时后切换使得高压阀V2、高压阀V3、高压阀V6、高压阀V7开，高压阀V1、高压阀V4、高压阀V5、高压阀V8关，让右净化器低温吸附工作，让左净化器温控在250℃加热再生8小时后吹冷至室温。左净化器和右净化器再生时的产品氢不能浪费，可作为纯氢装瓶使用。
装置正式使用后，第1-2瓶可作高纯氢产品用。直至分析检测各项指标符合超纯氢要求，再瓶装超纯氢产品。
超纯氢净化器的两个子净化器，左净化器和右净化器结构相同，如图2所为：由321或316L内壁抛光的不锈钢厚壁管制成的带有上下球形封头的密闭罐(21)，上下球形封头顶焊有不锈钢制造的高压外套螺纹接头(22)来连接气管，该气管既可以做出气管也可以做进气管，该高压外套螺纹接头是既耐高压，又能装卸净化剂，且内部焊有不锈钢扁十字横条架(23)可作支撑、并装有200目不锈钢丝网卷筒(24)可作过滤作用。上球形封头顶还焊有能插入电加热捧的不锈钢加热套管(25)。不锈钢加热套管(25)连通温控加热器为子净化器再生使用。罐外有装液氮汽化低温用的夹套层(26)，即密闭罐体置于-70℃至液氮温度低温保温罐中，最外部用高真空多层外壳保温层(27)隔热。
待净化的高压高纯氢原料，由进气管入密闭罐上均布层、多床层和下均布层后，从出气管排出。
所述的子净化器，上气流均布层(291)和下气流均布层(292)之间间的多床层由上至下为：
第一床层(281)，为5A分子筛脱水剂。
第二床层(282)，为PU-1除一氧化碳、甲烷等杂质吸附剂。
第三床层(283)，为PU-4除二氧化碳杂质吸附剂。
第四床层(284)，为PU-8除氮、氧杂质吸附剂。
第五床层(285)，为终端除杂质吸附剂。
密闭罐(21)内部装填时，先拧去气管上的高压外套螺纹接头(22)的螺母，取出外套螺纹头内的作为过滤作用的不锈钢丝网卷筒(24)，然后加入下气流均布层(292)的不锈钢抛光型拉西环填料半升，再按图示依次加入第五床层(285)、第四床层(284)、第三床层(283)、第二床层(282)、第一床层(281)的吸附剂，加入时要振动加实，至离罐上部30mm再加不锈钢抛光型拉西环填料的上气流均布层(291)至顶，重新放上不锈钢丝网卷筒(24)，再拧紧高压外套螺纹接头(22)。
使用前，需抽真空和通高纯氢气置换法2-3次后，温控在250℃，用每小时1.5-1.8立方米高纯氢气流，加热再生8小时，再吹冷至室温。
Claims (2)
1.一种超纯氢的手推式小型净化装置，包括原料储罐，超纯氢净化器，产品储罐，超纯氢净化器连通有过滤器，过滤器连通产品储罐，其特征是所述的超纯氢净化器、过滤器设于带轮子的箱式框架中，换热器一端有原料进气管伸出带轮子的箱式框架外连接原料储罐，原料进气管上设有高压氢气孔板流量计，过滤器一端有产品出气管伸出带轮子的箱式框架外连接产品储罐，产品出气管上设有自力式恒压器。
2.如权利要求1所述的超纯氢的手推式小型净化装置，其特征是所述的超纯氢净化器包括两个内部结构相同的子净化器，分别为左净化器和右净化器，左净化器和右净化器的上端进气口有两条并联的管路连通，一条管路上设有高压阀[V1]和高压阀[V2]，另一条管路上设有高压阀[V3]和高压阀[V4]，所述的原料进气管经过高压氢气孔板流量计后连通至高压阀[V1]和高压阀[V2]之间的管路上，高压阀[V3]和高压阀[V4]之间还接有放空管路，左净化器和右净化器的下端出气口也有两条并联的管路连通，一条管路上设有高压阀[V5]和高压阀[V6]，另一条管路上设有高压阀[V7]和高压阀[V8]，其中高压阀[V5]和高压阀[V6]之间的还有一管路先连通减压器然后连通至转子流量计入口，转子流量计出口再通过管路连通至高压阀[V7]和高压阀[V8]之间。
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