CN207002279U - 一种工业氩气高效纯化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业氩气高效纯化装置，进气泵的进气口连接粗氩气管道，进气泵的出气口通过管道连接缓冲罐进气口，缓冲罐出气口管道连接气体压缩机进气口，气体压缩机出气口管道连接活性炭吸附箱进气口，活性炭吸附箱出气口管道连接干燥箱进气口，干燥箱出气口管道连接脱氧箱进气口，脱氧箱出气口管道连接分子筛过滤器进气口，分子筛过滤器出气口管道连接减压缓冲罐进气口，减压缓冲罐出气口管道连接储气罐，进气泵、缓冲罐、气体压缩机、活性炭吸附箱、干燥箱、脱氧箱、分子筛过滤器、减压缓冲罐和储气罐之间的管道上均设有阀门。本实用新型结构简单，使用方便，杂质成分分步去除效果好，纯化设备搭配合理，纯化效率高。

Description

一种工业氩气高效纯化装置

技术领域

本实用新型属于气体制备和纯化设备技术领域，尤其涉及一种工业氩气高效纯化装置。

背景技术

氩气是一种稀有气体，它的性质十分不活泼，空气中的氩气含量约占0.932％，在造船、原子能工业和机械工业等部门用作保护气。随着科技的发展，氩气已经成为一种重要的工业气体，其应用的范围不断地扩大，对其的质量要求也越来越高。传统的氩气纯化装置存在一些缺陷，通常情况下，由于气体中的杂质种类较多，很难通过一个设备一次去除所有杂质，从而需要串联多个纯化器，每个纯化器中装有不同的吸气剂，如果不能将多个设备进行合理的配置，则会导致氩气纯化效果好，无法得到更高纯度的氩气气体。

因此，现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种工业氩气高效纯化装置，旨在解决现有技术中存在的氩气纯化各设备安排不合理，容易导致纯化效果不佳的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种工业氩气高效纯化装置，包括进气泵、缓冲罐、气体压缩机、活性炭吸附箱、干燥箱、脱氧箱、分子筛过滤器、减压缓冲罐和储气罐，所述进气泵的进气口连接粗氩气管道，所述进气泵的出气口通过管道连接缓冲罐进气口，所述缓冲罐出气口管道连接气体压缩机进气口，所述气体压缩机出气口管道连接活性炭吸附箱进气口，所述活性炭吸附箱出气口管道连接干燥箱进气口，所述干燥箱出气口管道连接脱氧箱进气口，所述脱氧箱出气口管道连接分子筛过滤器进气口，所述分子筛过滤器出气口管道连接减压缓冲罐进气口，所述减压缓冲罐出气口管道连接储气罐，所述进气泵、缓冲罐、气体压缩机、活性炭吸附箱、干燥箱、脱氧箱、分子筛过滤器、减压缓冲罐和储气罐之间的管道上均设有阀门。

优选的，所述活性炭吸附箱包括吸附箱体、海绵层和活性炭层，所述海绵层和活性炭层均设于所述吸附箱体内，两层所述海绵层之间设有活性炭层，所述吸附箱体的两侧分别设有进气口和出气口。

优选的，所述干燥箱包括干燥箱体和干燥硅胶层，所述干燥箱体内设有干燥硅胶层，所述干燥硅胶层上下两侧均设有不锈钢网，所述干燥箱体上下两端分别设有出气口和进气口。

优选的，所述脱氧箱包括脱氧箱体和HT-2型脱氧催化剂，所述脱氧箱体内设有HT-2型脱氧催化剂，所述HT-2型脱氧催化剂上下两侧均设有不锈钢网，所述脱氧箱体上下两端分别设有出气口和进气口。

优选的，所述分子筛过滤器内设有4A分子筛，所述分子筛过滤器设有两个，两个所述分子筛过滤器为并联设置。

优选的，还包括供氧罐、供氢罐、氧气检测仪和氢气检测仪，所述干燥箱和脱氧箱之间管道上设有氧气检测仪和氢气检测仪，所述供氧罐通过管道连接所述脱氧箱进气口且管道上设有流量计，所述供氢罐通过管道连接所述脱氧箱进气口且管道上设有流量计，所述供氢罐和供氧罐出气口均设有控制阀门。

优选的，还包括初级过滤箱，所述初级过滤箱内设有初级过滤网，所述初级过滤箱设于所述进气泵和缓冲罐之间，所述初级过滤箱两侧分别设有进气口和出气口。

本实用新型的有益效果在于：通过将氩气纯化的各设备进行串联设置，将氩气中的杂质成分分步去除，合理搭配纯化设备，并最后通过减压缓冲罐，可再次对剩余未纯化的杂质进行去除。本实用新型结构简单，使用方便，杂质成分分步去除效果好，纯化设备搭配合理，纯化效率高。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的活性炭吸附箱的剖视图；

图3为本实用新型的干燥箱的剖视图；

图4为本实用新型的脱氧箱部分的局部放大图；

图5为本实用新型的脱氧箱的剖视图；

图6为本实用新型的初级过滤箱的剖视图；

图7为本实用新型的分子筛过滤器的剖视图；

图中：1进气泵；2缓冲罐；3气体压缩机；4活性炭吸附箱；41吸附箱体；42海绵层；43活性炭层；5干燥箱；51干燥箱体；52干燥硅胶层；6脱氧箱；61脱氧箱体；62 HT-2型脱氧催化剂；7分子筛过滤器；8减压缓冲罐；9储气罐；10阀门；11供氧罐；12供氢罐；13氧气检测仪；14氢气检测仪；15流量计；16初级过滤箱。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

图1至7示出了本实用新型的一种工业氩气高效纯化装置，包括进气泵1、缓冲罐2、气体压缩机3、活性炭吸附箱4、干燥箱5、脱氧箱6、分子筛过滤器7、减压缓冲罐8和储气罐9。

所述进气泵1的进气口连接粗氩气管道，粗氩气管道为氩气纯化设备供应氩气，进气泵1能够为粗氩气提供动力，所述进气泵1的出气口通过管道连接缓冲罐2进气口，所述缓冲罐2出气口管道连接气体压缩机3进气口，气体压缩机3对粗氩气进行压缩，可使粗氩气中的水蒸气进行凝结，方便后续干燥设备对粗氩气进行干燥除水。所述气体压缩机3出气口管道连接活性炭吸附箱4进气口，具体的，所述活性炭吸附箱4包括吸附箱体41、海绵层42和活性炭层43，所述海绵层42和活性炭层43均设于所述吸附箱体41内，两层所述海绵层42之间设有活性炭层43，通过两层海绵层42将活性炭层43夹持在中间，粗氩气经过海绵层42后进入活性炭层43，再从海绵层42排出，使粗氩气得到净化处理，其主要是除掉氩气中的烃类和油分以及部分水分。具体的，是将海绵层42和活性炭层43竖直设置在吸附箱体41内，且海绵层42和活性炭层43外缘均与箱体内壁紧密接触，使进入的氩气必须依次通过海绵层--活性炭层--海绵层，所述吸附箱体41的两侧分别设有进气口和出气口。

进一步的，氩气通过所述活性炭吸附箱4出气口管道连接干燥箱5进气口，具体的，所述干燥箱5包括干燥箱体51和干燥硅胶层52，所述干燥箱体51内设有干燥硅胶层52，干燥硅胶层52水平设置，所述干燥硅胶层52上下两侧均设有不锈钢网，在不锈钢网上均匀设置，使进入的氩气必然经过干燥硅胶层52，从而可实现均匀的氩气干燥过程，所述干燥箱体51上下两端分别设有出气口和进气口。

进一步的，氩气通过所述干燥箱5出气口管道连接脱氧箱6进气口，具体的，所述脱氧箱6包括脱氧箱体61和HT-2型脱氧催化剂62，所述脱氧箱体61内设有HT-2型脱氧催化剂62，HT-2型脱氧催化剂62为市售产品，所述HT-2型脱氧催化剂62上下两侧均设有不锈钢网，HT-2型脱氧催化剂62均匀设置在不锈钢网上，所述脱氧箱体61上下两端分别设有出气口和进气口，进入到脱氧箱6内的氩气必然经过HT-2型脱氧催化剂62，其主要原理是通过脱氧剂催化氧气和氢气反应生成水，从而将氧气或氢气除去。

进一步的，氩气通过所述脱氧箱6出气口管道连接分子筛过滤器7进气口，具体的，所述分子筛过滤器7内填充设有4A分子筛，可除去氩气中的一氧化碳、二氧化碳、氮气、水分等成分，所述分子筛过滤器7设有两个，两个所述分子筛过滤器7为并联设置，具体在使用时，可通过阀门10控制，可实现两个分子筛过滤器7同时工作，或控制其中一个分子筛过滤器7工作，另一个分子筛过滤器7可进行更换或再生。

进一步的，氩气通过所述分子筛过滤器7出气口管道连接减压缓冲罐8进气口，所述减压缓冲罐8出气口管道连接储气罐9，通过减压过程中，将氩气充装到储气罐9中。所述进气泵1、缓冲罐2、气体压缩机3、活性炭吸附箱4、干燥箱5、脱氧箱6、分子筛过滤器7、减压缓冲罐8和储气罐9之间的管道上均设有阀门10。

本实施例的工作原理如下：

进气泵1连接粗氩气管道，为氩气提供动力，将氩气泵入到氩气纯化设备中，开始氩气纯化。粗氩气经过缓冲罐2后进入到气体压缩机3中得到压缩升压，使氩气中的水分和油分析出，方便后续设备对氩气的提纯和干燥；氩气进入到活性炭吸附箱4中，使烃类和油分以及部分水分得到吸附除去，氩气得到净化；氩气进入到干燥箱5中，干燥硅胶层52吸收水分，可使氩气得到干燥；氩气进入到脱氧箱6内，由于氩气中同时含有氧气和氢气，在脱氧剂催化下，常温反应生成水分，可脱去氧气和氢气成分；进一步进入到分子筛过滤器7中，使氩气中的一氧化碳、二氧化碳、氮气、水分等成分得到吸附，从而进一步的提高了氩气的纯度；提纯后的氩气进入到减压缓冲罐8中进行减压，并进一步的充装到储气罐9中。

实施例2

基本结构和使用时如实施例1中，如图1，为了能够准确除去氩气成分中的氧气或氢气，进一步的，在此设备上还设置了供氧罐11、供氢罐12、氧气检测仪13和氢气检测仪14，所述干燥箱5和脱氧箱6之间管道上设有氧气检测仪13和氢气检测仪14，具体的，氧气检测仪13采用北京天创尚邦仪器设备有限公司生产的CY30B型泵吸式氧气检测仪，氢气检测仪14采用石家庄中贸特科技有限公司生产的ZMTGT901-H2型泵吸式氢气检测仪，所述供氧罐11通过管道连接所述脱氧箱6进气口且管道上设有流量计15，所述供氢罐12通过管道连接所述脱氧箱6进气口且管道上设有流量计15，所述供氢罐12和供氧罐11出气口均设有控制阀门。其具体的工作过程为，通过氧气检测仪13和氢气检测仪14对通过管道的氩气中氧气和氢气成分进行检测，确定氩气中氧气和氢气的成分，根据氧气和氢气反应生成水的反应公式定量，并通过补充缺少的氧气或氢气配平反应，提高除氢和除氧的效率。具体的，当氧气检测仪13检测到氧气量较少时，可通过供氧罐11进行供氧，通过流量计15控制进入的量；当氢气检测仪14检测到氢气量较少时，可通过供氢罐12进行供氢，通过流量计15检测并控制进入的量。

实施例3

进一步的，如图6，还包括初级过滤箱16，所述初级过滤箱16内设有初级过滤网，所述初级过滤箱16设于所述进气泵1和缓冲罐2之间，所述初级过滤箱16两侧分别设有进气口和出气口。初级过滤箱16主要是除去粗氩气中的固体成分，起到前处理的作用。

本实用新型的有益效果在于：通过将氩气纯化的各设备进行串联设置，将氩气中的杂质成分分步去除，合理搭配纯化设备，并最后通过减压缓冲罐，可再次对剩余未纯化的杂质进行去除。本实用新型结构简单，使用方便，杂质成分分步去除效果好，纯化设备搭配合理，纯化效率高。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种工业氩气高效纯化装置，其特征在于：包括进气泵、缓冲罐、气体压缩机、活性炭吸附箱、干燥箱、脱氧箱、分子筛过滤器、减压缓冲罐和储气罐，所述进气泵的进气口连接粗氩气管道，所述进气泵的出气口通过管道连接缓冲罐进气口，所述缓冲罐出气口管道连接气体压缩机进气口，所述气体压缩机出气口管道连接活性炭吸附箱进气口，所述活性炭吸附箱出气口管道连接干燥箱进气口，所述干燥箱出气口管道连接脱氧箱进气口，所述脱氧箱出气口管道连接分子筛过滤器进气口，所述分子筛过滤器出气口管道连接减压缓冲罐进气口，所述减压缓冲罐出气口管道连接储气罐，所述进气泵、缓冲罐、气体压缩机、活性炭吸附箱、干燥箱、脱氧箱、分子筛过滤器、减压缓冲罐和储气罐之间的管道上均设有阀门。

2.如权利要求1所述的工业氩气高效纯化装置，其特征在于：所述活性炭吸附箱包括吸附箱体、海绵层和活性炭层，所述海绵层和活性炭层均设于所述吸附箱体内，两层所述海绵层之间设有活性炭层，所述吸附箱体的两侧分别设有进气口和出气口。

3.如权利要求1所述的工业氩气高效纯化装置，其特征在于：所述干燥箱包括干燥箱体和干燥硅胶层，所述干燥箱体内设有干燥硅胶层，所述干燥硅胶层上下两侧均设有不锈钢网，所述干燥箱体上下两端分别设有出气口和进气口。

4.如权利要求1所述的工业氩气高效纯化装置，其特征在于：所述脱氧箱包括脱氧箱体和HT-2型脱氧催化剂，所述脱氧箱体内设有HT-2型脱氧催化剂，所述HT-2型脱氧催化剂上下两侧均设有不锈钢网，所述脱氧箱体上下两端分别设有出气口和进气口。

5.如权利要求1所述的工业氩气高效纯化装置，其特征在于：所述分子筛过滤器内设有4A分子筛，所述分子筛过滤器设有两个，两个所述分子筛过滤器为并联设置。

6.如权利要求1所述的工业氩气高效纯化装置，其特征在于：还包括供氧罐、供氢罐、氧气检测仪和氢气检测仪，所述干燥箱和脱氧箱之间管道上设有氧气检测仪和氢气检测仪，所述供氧罐通过管道连接所述脱氧箱进气口且管道上设有流量计，所述供氢罐通过管道连接所述脱氧箱进气口且管道上设有流量计，所述供氢罐和供氧罐出气口均设有控制阀门。

7.如权利要求1所述的工业氩气高效纯化装置，其特征在于：还包括初级过滤箱，所述初级过滤箱内设有初级过滤网，所述初级过滤箱设于所述进气泵和缓冲罐之间，所述初级过滤箱两侧分别设有进气口和出气口。