NL192104C - Apparatus and method for purifying nitrogen. - Google Patents
Apparatus and method for purifying nitrogen. Download PDFInfo
- Publication number
- NL192104C NL192104C NL8601692A NL8601692A NL192104C NL 192104 C NL192104 C NL 192104C NL 8601692 A NL8601692 A NL 8601692A NL 8601692 A NL8601692 A NL 8601692A NL 192104 C NL192104 C NL 192104C
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- gas
- binder
- nitrogen
- purified
- temperature
- Prior art date
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 130
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 62
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 39
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 16
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 15
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- HZGFMPXURINDAW-UHFFFAOYSA-N iron zirconium Chemical compound [Fe].[Zr].[Zr] HZGFMPXURINDAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000001275 scanning Auger electron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 229910000809 Alumel Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-OUBTZVSYSA-N Ammonia-15N Chemical compound [15NH3] QGZKDVFQNNGYKY-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011212 Ti—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZGTNJINJRMRGNV-UHFFFAOYSA-N [V].[Fe].[Zr] Chemical compound [V].[Fe].[Zr] ZGTNJINJRMRGNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001293 incoloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000986 non-evaporable getter Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000005070 sphincter Anatomy 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/04—Purification or separation of nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/04—Purification or separation of nitrogen
- C01B21/0405—Purification or separation processes
- C01B21/0494—Combined chemical and physical processing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/04—Purification or separation of nitrogen
- C01B21/0405—Purification or separation processes
- C01B21/0433—Physical processing only
- C01B21/045—Physical processing only by adsorption in solids
- C01B21/0483—Physical processing only by adsorption in solids in getters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0001—Separation or purification processing
- C01B2210/0003—Chemical processing
- C01B2210/0004—Chemical processing by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0001—Separation or purification processing
- C01B2210/0009—Physical processing
- C01B2210/0014—Physical processing by adsorption in solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0001—Separation or purification processing
- C01B2210/0009—Physical processing
- C01B2210/0014—Physical processing by adsorption in solids
- C01B2210/0023—Physical processing by adsorption in solids in getters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0042—Making ultrapure specific gas
Description
Inrichting en werkwijze voor het zuiveren van stikstof 1 192104Device and method for purifying nitrogen 1 192104
De uitvinding heeft betrekking op een zuiveringsinrichting voor een gas bestaande uit een buitenmante! voorzien van een inlaat voor het te zuiveren gas, een uitlaat voor het gezuiverde gas, een gasstroom-5 passage die de gasinlaat en uitlaat verbindt, ten minste één gasbinderkamer gepakt met een gasbinder, welke kamer in het midden van de gasstroompassage is opgesteld, alsmede een verhitterorgaan om de gasbinder op de temperatuur waarbij deze gewenst functioneert te handhaven.The invention relates to a purification device for a gas consisting of an outer jacket. provided with an inlet for the gas to be purified, an outlet for the purified gas, a gas flow-passage connecting the gas inlet and outlet, at least one gas-binder chamber packed with a gas-binder, which chamber is arranged in the middle of the gas-flow passage, and a heater means to maintain the gas binder at the temperature at which it is desired to function.
Een dergelijke inrichting is bekend uit het Belgische octrooischrift 792.561 voor waterstofgas en gassen ais helium, neon, en dergelijke.Such a device is known from Belgian patent 792,561 for hydrogen gas and gases such as helium, neon and the like.
10 Als gasbinder worden verschillende materialen genoemd waaronder verschillende metalen, zoals aluminium, alkali- en aardalkalimetalen, uranium en zirkonium. In dit document wordt niet beschreven hoe stikstofgas gezuiverd kan worden.Various materials are mentioned as gas binders, including various metals, such as aluminum, alkali and alkaline earth metals, uranium and zirconium. This document does not describe how to purify nitrogen gas.
Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een inrichting die een werkwijze voor het verregaand zuiveren van stikstof mogelijk maakt. Dit doel wordt bereikt door de gasbinderkamer van de bekende 15 inrichting te pakken met een bepaalde gasbinder en het te zuiveren gas voor te behandelen met een metaaloxidekatalysator.The object of the invention is to provide an apparatus which permits a method for the thorough purification of nitrogen. This object is achieved by packing the gas-binding chamber of the known device with a specific gas-binder and pre-treating the gas to be purified with a metal oxide catalyst.
De inrichting wordt volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat het te zuiveren gas stikstofgas is, «feit de gasbinder bestaat uit 15-30 gew.% ijzer en 85-70 gew.% zirkonium, en dat een voorbehandelings-eenheid ter verwijdering van koolwaterstoffen is toegevoegd, die een metaaloxidekatalysator voor oxidatie 20 omvat.The device according to the invention is characterized in that the gas to be purified is nitrogen gas, in that the gas binder consists of 15-30% by weight of iron and 85-70% by weight of zirconium, and that a pretreatment unit for the removal of hydrocarbons which comprises a metal oxide catalyst for oxidation.
Stikstof is een bruikbaar gas dat steeds meer in veel sectoren van de industrie wordt gevraagd, met inbegrip van elektronica, chemicaliën, ijzer- en staalfabricage en scheepsbouw. Een algemeen industrieel proces voor de bereiding van stikstof bestaat eruit herhaaldelijk lucht door een compressor samen te persen en de samengeperste lucht adiabatisch te laten expanderen tot vloeibare lucht wordt verkregen, waarna 25 deze aan hoge druk gefractioneerde destillatie wordt onderworpen en vloeibare stikstof met hoge zuiverheid wordt verkregen.Nitrogen is a useful gas that is increasingly in demand in many industrial sectors, including electronics, chemicals, iron and steel manufacturing and shipbuilding. A common industrial process for the preparation of nitrogen consists of repeatedly compressing air by a compressor and adiabatically expanding the compressed air until liquid air is obtained, after which it is subjected to high pressure fractional distillation and liquid nitrogen of high purity. obtained.
Het product wordt hetzij in vloeibare of gasvormige vorm in cilinders gevuld en verhandeld.The product is filled and traded in cylinders in either liquid or gaseous form.
Als typerend inherent gas wordt stikstof algemeen op de voomoemde gebieden toegepast om een atmosfeer voor de warmtebehandeling van metalen, voor de fabricage van halfgeleiders enz. te leveren.As a typical inherent gas, nitrogen is commonly used in the aforementioned fields to provide an atmosphere for the heat treatment of metals, semiconductor manufacturing, etc.
30 Voor gebruik bij extrafijne microtechnieken, zoals in de elektronica, moet het echter onmiddellijk vóór gebruik nog verder worden gezuiverd. Voor grootschalig gebruik in industriële processen is het gebruikelijk vloeibare stikstof te verdampen en het verkregen gas door pijpleidingen te leveren. Het probleem is hier hoe men zo snel mogelijk onzuiverheden, zoals zuurstof, waterstof, koolmonoxide, kooldioxide, waterstof, koolwaterstof en water uit de stikstofgas kan verwijderen.However, for use in extra fine micro-techniques, such as in electronics, it must be further purified immediately before use. For large-scale use in industrial processes, it is common to evaporate liquid nitrogen and deliver the resulting gas through pipelines. The problem here is how to remove impurities such as oxygen, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, hydrocarbon and water from the nitrogen gas as quickly as possible.
35 Ter verwijdering van deze onzuiverheden en voor het zuiveren van stikstof tot een hoge zuiverheidsgraad zijn tot nu toe verschillende stikstofgas-reinigingsinrichtingen op de markt gebracht en gebruikt.Various nitrogen gas purifiers have hitherto been marketed and used to remove these impurities and to purify nitrogen to a high degree of purity.
Eén van de aanvragers, Taiyo Sanso Co, heeft sinds 1974 gaszuiveringstoestellen verkocht (modellen TIP-10, -30, -60, -100, -200, -300, -400 en -500). Bij deze en andere in de handel verkrijgbare gaszuiveringstoestellen worden oxidatiekatalysatoren van metaaloxiden, zoals nikkel, chroom en koper gebruikt 40 om koolmonoxide, koolwaterstoffen, waterstof en dergelijke te oxideren tot kooldioxide en water en daarna de onzuiverheden door adsorptie met een zeoliet moleculaire zeef, actieve houtskool en dergelijke te verwijderen. Aangezien eenvoudig zeer zuivere stikstof wordt verkregen zijn deze gaszuiveringstoestellen geschikt en gemakkelijk en derhalve algemeen in gebruik.One of the applicants, Taiyo Sanso Co, has sold gas purifiers since 1974 (models TIP-10, -30, -60, -100, -200, -300, -400 and -500). In these and other commercially available scrubbers, oxidation catalysts of metal oxides such as nickel, chromium and copper are used to oxidize carbon monoxide, hydrocarbons, hydrogen and the like to carbon dioxide and water and then the impurities by adsorption with a zeolite molecular sieve, activated charcoal and the like. Since very pure nitrogen is simply obtained, these gas purifiers are convenient and convenient and therefore generally in use.
De onzuiverheden in het gas, dat door deze bestaande apparatuur is gezuiverd, zijn volgens de 45 brochures van de fabrikant algemeen als volgt:The impurities in the gas purified by this existing equipment are generally as follows according to the manufacturer's 45 brochures:
Bestanddeel Zuurstof Koolwaterstof Kooldioxide Vocht dpm < 0,1 < 0,1 < 0,4 < 0,5 (dauwpunt -80X) 50 -Component Oxygen Hydrocarbon Carbon dioxide Moisture ppm <0.1 <0.1 <0.4 <0.5 (dew point -80X) 50 -
Voor dit doel is de toepassing van waterstof-insluitende legeringen, namelijk Ti-Mn, Ti-Fe en zeldzame aarde-Ni-legeringen in de Japanse octrooi publicatie nr. 156.308/1982 voorgesteld. Men kan hiermee stikstof echter niet tot voorbij het bovengenoemde niveau zuiveren.For this purpose, the use of hydrogen-containing alloys, namely Ti-Mn, Ti-Fe and rare earth Ni alloys, has been proposed in Japanese Patent Publication No. 156,308 / 1982. Nitrogen cannot, however, be purified beyond the above-mentioned level.
De commercieel verkrijgbare gaszuiveringsinrichtingen als bovenvermeld zijn eenvoudig, gemakkelijk en 55 efficiënt voor het verkrijgen van zeer zuiver stikstofgas. Door de recente ontwikkelingen in de halfgeleider-industrie waardoor steeds nauwkeuriger microtechnieken nodig zijn is echter stikstofgas met nog betere zuiverheid voor de toekomstige productie van hoog-geïntegreerde ketens vereist. In feite bestaat er reeds 192104 2 een sterke vraag naar zeer zuiver stikstofgas voor onderzoeksdoeleinden.The commercially available scrubbers as mentioned above are simple, convenient and efficient for obtaining high purity nitrogen gas. However, recent advances in the semiconductor industry requiring ever more precise microtechnics require nitrogen gas of even better purity for the future production of highly integrated chains. In fact, 192104 2 already has a strong demand for high purity nitrogen gas for research purposes.
De werkwijze volgens de uitvinding is gebaseerd op een werkwijze voor het zuiveren van stikstof waarbij eerst op gebruikelijke wijze onzuiver stikstofgas wordt gezuiverd door het door een bed van een metaaloxi-dekatalysator ter oxidatie bij een oxidatietemperatuur te passeren en daarna door een adsorbensbed van 5 een zeoliet moleculaire zeef en dergelijke, waarna de resterende onzuiverheden door adsorptie uit het stikstofgas met lage zuiverheid worden verwijderd door dit verder door een gasbinderbed te passeren gepakt met een gasbinder van een legering bestaande uit 15-30 gew.% ijzer en 85-70% gew.% zirkonium, die op een temperatuur van 20-500°C wordt gehandhaafd. Als gasbinder ten gebruike in de uitvinding kan een legering bestaande uit 15-30 gew.% ijzer en 85-70 gew.% zirkonium, als beschreven in het Ameri-10 kaanse octrooischrift 4.306.887, worden gebruikt.The process according to the invention is based on a nitrogen purification process in which first purified nitrogen gas is purified in the usual manner by passing it through a bed of a metal oxide catalyst for oxidation at an oxidation temperature and then through an adsorbent bed of a zeolite molecular sieve and the like, after which the residual impurities are removed by adsorption from the low purity nitrogen gas by passing it further through a gas binder bed packed with an alloy gas binder consisting of 15-30 wt% iron and 85-70% wt. % zirconium, which is maintained at a temperature of 20-500 ° C. As the gas binder for use in the invention, an alloy consisting of 15-30 wt% iron and 85-70 wt% zirconium as described in U.S. Patent 4,306,887 can be used.
Met het oog op de eigenschap van de gasbinder bestaande uit de ijzer-zirkoniumlegering, die geen stikstof maar wel andere onzuiverheden selectief adsorbeert, is in het bijzonder een gasbinder gewenst, bestaande uit een legering van 22-25 gew.% ijzer en 75-78% gew.% zirkonium.In view of the property of the iron-zirconium alloy gas binder, which selectively adsorbs not nitrogen but other impurities, a gas binder consisting of an alloy of 22-25 wt.% Iron and 75-78 is desired. % wt% zirconium.
De gasbinder van een dergelijke ijzer-zirkoniumlegering is nagenoeg een niet-adsorbens voor stikstof 15 maar adsorbeert vrijwel volledig en verwijdert onzuiverheden, zoals kooldioxide, vocht en waterstof bij een temperatuur tussen 20 en 500°C.The gas binder of such an iron-zirconium alloy is substantially a non-adsorbent to nitrogen 15 but almost completely adsorbs and removes impurities such as carbon dioxide, moisture and hydrogen at a temperature between 20 and 500 ° C.
Het is gewenst dat de ijzer-zirkoniumsamenstellingen 15-30 gew.% ijzer en 85-70 gew.% zirkonium bevat. Bij hogere zirkoniumpercentages begint de legering significante hoeveelheden stikstof te sorberen, het gas dat men wenst te zuiveren en niet te sorberen, terwijl bij lagere percentages zirkonium het 20 rendement van de verwijdering (sorptie) van actieve gassen uit de stikstof aanzienlijk wordt verminderd.Desirably, the iron-zirconium compositions contain 15-30 wt% iron and 85-70 wt% zirconium. At higher zirconium percentages, the alloy begins to sorb significant amounts of nitrogen, the gas which it is desired to purify and not sorb, while at lower percent zirconium, the efficiency of removal (sorption) of active gases from the nitrogen is significantly reduced.
Het is wenselijk dat de legering in de vorm van een intermetallische verbinding wordt toegepast die gemakkelijk verpulverbaar is en gemakkelijk kan worden gehanteerd. Bovendien wordt het poedervormige materiaal door het verhoogde specifieke oppervlak actiever.It is desirable that the alloy be used in the form of an intermetallic compound which is easily pulverizable and easy to handle. In addition, the powdered material becomes more active due to the increased specific surface.
De werkwijze voor het bereiden van een dergelijke legering kan in het algemeen gelijk lopen met de 25 procedures beschreven in het Amerikaanse octrooischrift nr. 4.312.669 dat de bereiding van een temaire ijzer-zirkonium-vanadiumlegering beschrijft.The process for preparing such an alloy can generally be similar to the procedures described in U.S. Patent No. 4,312,669, which describes the preparation of a temary iron-zirconium-vanadium alloy.
Onder het vrijwel volgen van dezelfde procedure maar met weglating van de toevoeging van vanadium kan een gewenste legering worden gemaakt. In de handel verkrijgbare producten, gemaakt en verkocht door SAES Getters, S.p.A., Milaan, Italië, zijn voor dit doel geschikt.While practically following the same procedure but omitting the addition of vanadium, a desired alloy can be made. Commercially available products made and sold by SAES Getters, S.p.A., Milan, Italy are suitable for this purpose.
30 De binaire legeringsgetter wordt in ten minste één bedzone, voorzien in het midden in een gasstroom-passage, die een inlaat voor onzuiver stikstofgas en een uitlaat voor het gezuiverde stikstofgas van een buitenmantel verbindt, aangebracht.The binary alloy getter is disposed in at least one bed zone, provided centrally in a gas flow passage connecting an inlet for crude nitrogen gas and an outlet for the purified nitrogen gas from an outer jacket.
Het gasbinderbed wordt gecombineerd met een verhitterorgaan verbonden met de buitenmantel om de gasbinder op zijn adsorptieve reactietemperatuur te houden, welke de essentiële onderdelen van de 35 stikstof-zuiveringsinrichting volgens de uitvinding zijn. Te zuiveren stikstof wordt door deze zuiveringsinrichting geleid en wel zodanig dat zijn onzuiverheden in contact worden gebracht met de gasbinder en door adsorptie worden verwijderd.The gas binder bed is combined with a heater connected to the outer jacket to maintain the gas binder at its adsorptive reaction temperature, which are the essential parts of the nitrogen purifier of the invention. Nitrogen to be purified is passed through this purifier, such that its impurities are contacted with the gas binder and removed by adsorption.
De in de kamer te plaatsen gasbinder heeft bij voorkeur de vorm van pellets in plaats van fijne deeltjes aangezien bij de eerste gemakkelijker voldoende tussenruimtes daartussen voor de gasstroom aanwezig 40 zijn. Tevens kan men met de gasbinder in de vorm van pellets met uniforme afmeting, in plaats van kleine klonten met onregelmatige grootte, gemakkelijker een constante lege-ruimte-verhouding in het gasbinderbed handhaven. Hoewel aldus in de gasbinder fijne deeltjes of kleine klonten niet bezwaarlijk zijn heeft toepassing van een gepelletiseerde gasbinder, samengeperst uit het legeringspoeder, de voorkeur aangezien duidelijk beter wordt tegemoet gekomen aan de eisen van het industrieel ontwerpen en 45 fabriceren van de stikstofgasinrichting voor verregaande zuivering.The gas binder to be placed in the chamber is preferably in the form of pellets rather than fine particles since the former more readily have sufficient spacing therebetween for the gas flow. Also, the gas binder in the form of uniformly sized pellets, rather than small lumps of irregular size, makes it easier to maintain a constant void space ratio in the gas binder bed. Thus, although fine particles or small lumps are not objectionable in the gas binder, use of a pelletized gas binder compressed from the alloy powder is preferred since the requirements of industrial design and fabrication of the nitrogen gas plant for extensive purification are clearly better met.
Het in de inrichting van de uitvinding op te nemen verhitterorgaan, om de gasbinder heet genoeg te houden om de adsorptiereactie te laten plaatsvinden, kan verschillende vormen aannemen zoals later in samenhang met voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zal worden toegelicht. De verhittingsmethode kan elektrisch of indirect onder toepassing van een verhittingsmedium, dat in een dubbele wandstructuur 50 wordt gecirculeerd, en dergelijke zijn. Tevens kan de verhittingszone op een geschikte plaats worden gekozen, bijvoorbeeld in het gasvóórverhittingsgebied stroomopwaarts van het gasbinderbed of de kamer of rondom of binnen de gasbindermassa. Aangezien voldoende verhitting gewenst is om een gemakkelijke adsorptiereactie van de gasbinder met het gas tot stand te brengen en een zo uniform mogelijke temperatuurverdeling te produceren, kan de combinatie van de verhittingsmethode en zone zonodig worden 55 gevarieerd om het beste dit doel te bereiken. Hoewel het mogelijk is dat de gasbinderkamer in de inrichting van de uitvinding in de buitenmantel wordt voorzien, bijvoorbeeld direct gepakt in de laatste, is de voorkeursopstelling zodanig dat het gasbinderbed bestaat uit ten minste één patroon gepakt met het gasbinder- 3 192104 materiaal, dat is aangepast om losneembaar voor gemakkelijke vervanging te passen in de buitenmantel.The heater member to be incorporated in the apparatus of the invention to keep the gas binder hot enough to allow the adsorption reaction to take place may take various forms as will be explained later in conjunction with preferred embodiments of the invention. The heating method can be electric or indirect using a heating medium circulated in a double wall structure 50, and the like. Also, the heating zone may be selected at a suitable location, for example, in the gas preheating region upstream of the gas binder bed or chamber or around or within the gas binder mass. Since sufficient heating is desired to effect an easy adsorption reaction of the gas binder with the gas and to produce the most uniform temperature distribution possible, the combination of the heating method and zone can be varied as necessary to best accomplish this goal. Although it is possible that the gas-binding chamber in the device of the invention is provided in the outer jacket, for example, packed directly into the latter, the preferred arrangement is such that the gas-binding bed consists of at least one cartridge packed with the gas-binding material, which is adapted to fit releasably for easy replacement in the outer jacket.
De gasbindercomponenten volgens de uitvinding adsorberen en verwijderen onzuiverheden uit stikstof-gas door chemische adsorptie waarin chemische veranderingen zijn betrokken. Zij worden derhalve stoechiometrisch verbruikt en hebben een beperkte levensduur. Na gebruik gedurende een voorafbepaalde 5 periode moet de gasbinder door een nieuwe worden vervangen; anderszins zal het doel van het verregaand zuiveren van stikstofgas niet meer worden bereikt. Voor dit doel kan de zuiveringsinrichting met inbegrip van de buitenmantel gepakt met de gasbinder als een enkele eenheid worden gehanteerd en als zodanig van tijd tot tijd worden vervangen. Het is tevens mogelijk in plaats daarvan de gasbinder in een patroon op te vullen en het patroon uit de buitenmantel te demonteren en op geschikte tijdsintervallen te vervangen. Het 10 patroontype is voor een grootschalige apparatuur praktischer.The gas binder components of the invention adsorb and remove impurities from nitrogen gas by chemical adsorption involving chemical changes. They are therefore consumed stoichiometrically and have a limited life. After use for a predetermined period of time, the gas tie must be replaced with a new one; otherwise the goal of the thorough purification of nitrogen gas will no longer be achieved. For this purpose, the purifier including the outer jacket packed with the gas binder can be handled as a single unit and replaced as such from time to time. It is also possible instead to fill the gas binder in a cartridge and to disassemble the cartridge from the outer jacket and replace it at suitable time intervals. The 10 cartridge type is more practical for large-scale equipment.
Voor het patroon wordt gewenst gebruik gemaakt van een metalen huls die zodanig is geperforeerd dat de gasstroom wordt vergemakkelijkt.The cartridge desirably uses a metal sleeve that is perforated to facilitate gas flow.
Omdat de inrichting voor verregaande zuivering volgens de uitvinding bestemd is voor het zuiveren van stikstofgas tot de concentraties van elk van zijn ingrediënten als onzuiverheden tot 0,1 dpm of minder is 15 gereduceerd is het raadzaam dat het binnenwandgedeelte van de inrichting, waarmee het gezuiverde gas dat uit de gasbinderkamer ontwijkt, in aanraking komt gemaakt wordt uit een metaal waarvan het oppervlak zodanig is gepolijst dat het een kleine korrel heeft en glad genoeg is om gasadsorptie minimaal te maken, terwijl evenmin door corrosie poeder zal worden gevormd. Dergelijke materialen omvatten bijvoorbeeld, maar zijn niet beperkt tot, roestvrijstaalsoorten en beschermde legeringen zoals Hastelloy, Incoloy en Monel 20 metaal. Elk ander metaalmateriaal dat aan de bovenstaande eisen voldoet kan geschikt worden gekozen en toegepast. Het gekozen metaal kan vóór het gebruik worden verhit of ’’gebakken” om het volume gas dat uit het metaalmateriaal zelf wordt afgegeven te verminderen.Since the deep purification device of the invention is for purifying nitrogen gas to the concentrations of each of its ingredients as impurities is reduced to 0.1 ppm or less, it is recommended that the inner wall portion of the device with which the purified gas be which escapes from the gas-binding chamber, comes into contact is made of a metal the surface of which is polished so that it has a small grain and is smooth enough to minimize gas adsorption, nor will powder be formed by corrosion. Such materials include, but are not limited to, stainless steels and protected alloys such as Hastelloy, Incoloy and Monel 20 metal. Any other metal material that meets the above requirements can be suitably selected and used. The selected metal can be heated or "baked" before use to reduce the volume of gas released from the metal material itself.
Als bovenvermeld is het wenselijk dat het binnenwandmateriaal van de inrichting, dat in contact komt met het gezuiverde stikstofgas, een dicht en gladgepolijst oppervlak heeft om de gasadsorptie minimaal te 25 maken. De gewenste graad van gladheid van het gepolijste oppervlak wordt numeriek gedefinieerd en is zodanig dat de ruwheid van het binnenwandoppervlak bij het contact met stikstofgas 0,5 micrometer of bij voorkeur 0,25 micrometer of minder is, uitgedrukt in middellijn gemiddelde hoogte (Ra) (Japanse Industriële norm (JIS) B 0601-1970). Dit numerieke traject is niet altijd kritisch maar wordt als een betrouwbaar veilig traject aanbevolen.As mentioned above, it is desirable that the interior wall material of the device, which comes in contact with the purified nitrogen gas, has a dense and smoothly polished surface to minimize gas adsorption. The desired degree of smoothness of the polished surface is defined numerically and is such that the roughness of the inner wall surface upon contact with nitrogen gas is 0.5 micrometers or preferably 0.25 micrometers or less, expressed in diameter mean height (Ra) ( Japanese Industrial Standard (JIS) B 0601-1970). This numerical trajectory is not always critical but is recommended as a reliable safe trajectory.
30 Hoewel het gepolijste binnenwandmateriaal met voordeel wordt toegepast in de zone waar het gas dat uit de patroonkamer stroomt, mee in aanraking komt is het uiteraard ook mogelijk dit materiaal in de zone te gebruiken waar het gas dat door het patroon stroomt mee in aanraking komt. In veel gevallen is het nogal ongemakkelijk het gepolijste materiaal alleen in een zone te gebruiken waar het gas dat door het patroon is gestroomd, daarmee in contact komt. Het polijsten en bakken van het oppervlak zal opmerkelijk de 35 tijdsperiode die nodig is alvorens sterk gezuiverd gas met constante snelheid wordt verkregen, verkorten, zelfs voor nieuwe apparatuur.Although the polished inner wall material is advantageously used in the zone where the gas flowing out of the cartridge chamber comes into contact, it is of course also possible to use this material in the zone where the gas flowing through the cartridge comes into contact. In many cases it is quite inconvenient to use the polished material only in an area where the gas that has passed through the cartridge comes into contact with it. The surface polishing and firing will remarkably shorten the period of time required to obtain highly purified gas at a constant rate, even for new equipment.
Het is duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot de specifieke uitvoeringsvormen en dat verscheidene modificaties kunnen worden aangebracht zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.It is clear that the invention is not limited to the specific embodiments and that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
In de werkwijze van de uitvinding is het essentieel dat het te zuiveren stikstofgas door een bed van 40 metaaloxide-oxidatiekatalysator bij zijn oxidatiereactietemperatuur wordt gepasseerd. Dit komt door het ontbreken van adsorbeerbaarheid van de gasbinder die in de uitvinding wordt toegepast met betrekking tot methaan en andere koolwaterstoffen, zodat de koolwaterstoffen en koolmonoxide, die in het stikstofgas aanwezig zijn, in water en kooldioxide moeten worden omgezet en het merendeel daarvan door adsorptie door passage door een adsorbensbed van een zeoliet moleculaire zeef en dergelijke wordt verwijderd.In the process of the invention, it is essential that the nitrogen gas to be purified is passed through a bed of 40 metal oxide oxidation catalyst at its oxidation reaction temperature. This is due to the lack of adsorbability of the gas binder used in the invention with respect to methane and other hydrocarbons, so that the hydrocarbons and carbon monoxide present in the nitrogen gas must be converted into water and carbon dioxide and most of them by adsorption is removed by passage through an adsorbent bed of a zeolite molecular sieve and the like.
45 Het stikstofgas dat volgens het bekende zuiveringsproces tot lage onzuiverheidsniveaus is gezuiverd wordt door een gasbinderbed geleid, die gevuld is met een gasbinder van een legering bestaande uit 15-30 gew.% ijzer en 85-70% gew.% zirkonium, en op een temperatuur in het traject van 20-500°C wordt gehandhaafd zodat de onzuiverheden in de stikstof worden weggeadsorbeerd.45 The nitrogen gas which has been purified to low impurity levels according to the known purification process is passed through a gas binder bed, which is filled with an alloy gas binder consisting of 15-30 wt.% Iron and 85-70% wt. Zirconium, and temperature in the range of 20-500 ° C is maintained so that the impurities in the nitrogen are adsorbed away.
Indien de reactietemperatuur waarbij de onzuiverheden uit het stikstofgas door adsorptie in het gas-50 binderbed worden verwijderd beneden 20°C ligt, worden de onzuiverheden door het gasbinderoppervlak geadsorbeerd maar zij diffunderen niet in de gasbindermassa. Aldus komt de adsorptie praktisch tot staan in de verzadigingstoestand aan het oppervlak, zonder dat men volledig gebruik maakt van de capaciteit van de gasbinder. In het specifieke traject van 20-500°C oefent de gasbinder een volledige adsorptie uit, omdat onzuiverheden daarin worden gediffundeerd. De schijnbare levensduur van de gasbinder wordt aldus 55 eveneens verlengd.If the reaction temperature at which the impurities are removed from the nitrogen gas by adsorption in the gas-binder bed is below 20 ° C, the impurities are adsorbed by the gas-binding surface but do not diffuse into the gas-binding mass. Thus, the adsorption practically comes to a halt in the saturation state at the surface, without full use of the capacity of the gas binder. In the specific range of 20-500 ° C, the gas binder exerts a complete adsorption, because impurities are diffused therein. The apparent life of the gas binder is thus also extended 55.
Wanneer daarentegen de temperatuur boven 500°C ligt wordt het stikstofgas gemakkelijk door de gasbinder geadsorbeerd. Aldus is het instellen van een reactietemperatuur hoger dan 500°C ongewenst.On the other hand, when the temperature is above 500 ° C, the nitrogen gas is readily adsorbed by the gas binder. Thus, setting a reaction temperature higher than 500 ° C is undesirable.
192104 4192104 4
Binnen het genoemde temperatuurtraject van 20-500°C heeft een nauw traject van 350-450°C de meeste voorkeur. De temperatuur in het laatste traject is de temperatuur die voor de reactie het meest kan worden aanbevolen aangezien daardoor een hogere adsorptiesnelheid en een hoge diffusie van de onzuiverheden in het bed van de gasbinder worden verkregen zonder de mogelijkheid tot waterstofdesorptie.Within the said temperature range of 20-500 ° C, a narrow range of 350-450 ° C is most preferred. The temperature in the latter range is the most recommended temperature for the reaction since it provides a higher adsorption rate and a high diffusion of the impurities in the bed of the gas binder without the possibility of hydrogen desorption.
55
UitvoeringsvormenEmbodiments
De uitvinding zal nu in meer bijzonderheden worden toegelicht in samenhang met uitvoeringsvormen daarvan.The invention will now be explained in more detail in connection with embodiments thereof.
Inrichtingen voor verregaande zuivering van stikstofgas volgens de uitvinding worden geïllustreerd in 10 figuren 1-9. Figuur 1 toont een stikstofgaszuiveringsinrichting bestaande uit een buitenmantel 3 gemaakt van roestvrijstalen buis (kwaliteit SUS 304 TP volgens de Japanse Industriële norm JIS G 3448) met een stikstofgasinlaat 1 bij de top en een stikstofgasuitlaat 2 bij de bodem, welke mantel over het gehele oppervlak is bedekt met een warmte-isolerende mantel 12; een deksel 14 bevestigd boven de buitenmantel 3; een verhitter 6 die door het deksel 14 is ingebracht in de ruimte 25 binnen de mantel; een bed van 15 gasbinder 4 gepakt in de ruimte vastgelegd onder verhitter 6 tussen boven- en onderluchtstroomverdeler 16, 15; en een geperforeerde plaat 7 gesteund door een drager 13 die op zijn beurt is bevestigd aan de binnenwand van de buitenmantel en het bed alsmede de geperforeerde plaat ondersteunt. De toegepaste gasbinder was een ijzer (22-25 gew.%) zirkonium (75-78%) legeringsgasbinder vervaardigd en verhandeld door SAES Getters S.p.A., in de vorm van kolomvormige pellets met een diameter van 3 mm en een hoogte 20 van 4 mm.Devices for far-reaching purification of nitrogen gas according to the invention are illustrated in Figures 1-9. Figure 1 shows a nitrogen gas purifier consisting of an outer jacket 3 made of stainless steel tube (quality SUS 304 TP according to Japanese Industrial standard JIS G 3448) with a nitrogen gas inlet 1 at the top and a nitrogen gas outlet 2 at the bottom, which jacket is over the entire surface covered with a heat insulating jacket 12; a lid 14 mounted above the outer jacket 3; a heater 6 inserted through the cover 14 into the space 25 within the jacket; a bed of 15 gas binder 4 packed in the space captured under heater 6 between upper and lower air flow divider 16, 15; and a perforated plate 7 supported by a support 13 which in turn is attached to the inner wall of the outer jacket and supports the bed as well as the perforated plate. The gas binder used was an iron (22-25 wt%) zirconium (75-78%) alloy gas binder manufactured and marketed by SAES Getters S.p.A., in the form of columnar pellets 3 mm in diameter and 4 mm in height.
De luchtstroomverdelers aangegeven bij 16 en 17 bestaan elk uit een laag kleine aluminiumoxidebolletjes met een diameter van 4 mm gepakt tot een hoogte van ongeveer 5 cm. Zij corrigeren elke eventuele niet-uniforme gasstroming door het gasbinderbed, voorkomen dat de fijne deeltjes van de gasbinder worden verspreid en geven een uniforme temperatuurverdeling.The air flow distributors indicated at 16 and 17 each consist of a layer of small aluminum oxide spheres with a diameter of 4 mm packed to a height of about 5 cm. They correct any non-uniform gas flow through the gas binder bed, prevent the fine particles from dispersing from the gas binder and provide a uniform temperature distribution.
25 Hoewel in de beschreven uitvoertngsvorm gebruik wordt gemaakt van kleine aluminiumoxide-bolletjes bij het vormen van de luchtstroomverdelers, kunnen in plaats daarvan ook kleine roestvrijstalen kogels of een stapeling van fijne mazen en roestvrijstalen mazen of schermen worden toegepast. Tevens behoeven de luchtstroomverdelers niet altijd te worden gebruikt; een luchtstroomverdelerloze uitvoeringsvorm zal later worden beschreven.Although small aluminum oxide spheres are used in forming the air flow distributors in the described embodiment, small stainless steel balls or a stack of fine meshes and stainless steel meshes or screens may be used instead. Also, the air flow distributors do not always have to be used; an air flow distributorless embodiment will be described later.
30 In de bovendelen van de luchtstroomverdelers 15, 16 zijn kokers 20, 19 ingebed die resp. thermometers 17 en 18 bevatten. Chromel-Alumel thermokoppels worden als thermometers gebruikt.Tubes 20, 19 are embedded in the upper parts of the air flow distributors 15, 16, respectively. thermometers 17 and 18. Chromel-Alumel thermocouples are used as thermometers.
Het te zuiveren stikstofgas 9 wordt in het vat via inlaat 1 ingevoerd, door verhitter 6 verhit, door de bovenste luchtstroomverdeler 16 geleid en vandaar als een uniforme stroom door een bed van de gasbinder 4 geleid waar het door adsorptie wordt bevrijd van onzuivere gassen. Het gezuiverde gas wordt door 35 geperforeerde plaat 7 geleid en uit het vat verwijderd door uitlaat 2.The nitrogen gas 9 to be purified is introduced into the vessel through inlet 1, heated by heater 6, passed through the upper air flow divider 16 and then passed as a uniform flow through a bed of the gas binder 4 where it is freed from impure gases by adsorption. The purified gas is passed through perforated plate 7 and removed from the vessel through outlet 2.
Figuur 2 en de volgende figuren tonen andere uitvoeringsvormen van de uitvinding. In al deze figuren hebben gelijke delen gelijke cijfers en wordt de beschrijving daarvan weggelaten of voor elk daarvan zo kort mogelijk gemaakt.Figure 2 and the following figures show other embodiments of the invention. In all these figures, like parts have like numbers and the description thereof is omitted or made as short as possible for each of them.
Figuur 2 toont een zuiveringsinrichting met dezelfde constructie als de uitvoeringsvorm van figuur 2 met 40 uitzondering dat een elektrische verhitter 21 rondom de buitenmantel 3 is gewikkeld en een thermokoppel 22 is geïnstalleerd voor het meten van de verhittertemperatuur. Door deze modificatie wordt de temperatuurregeling van het gasbinderbed vergemakkelijkt.Figure 2 shows a purification device of the same construction as the embodiment of Figure 2 with the exception that an electric heater 21 is wrapped around the outer jacket 3 and a thermocouple 22 is installed to measure the heater temperature. This modification facilitates the temperature control of the gas binder bed.
Hoewel figuren 1 en 2 illustraties zijn van uitvoeringsvormen waarbij het bed 4 direct is gepakt in de buitenmantel 3, kan het bed eveneens afzonderlijk worden voorzien.Although Figures 1 and 2 are illustrations of embodiments in which the bed 4 is directly packed into the outer jacket 3, the bed can also be provided separately.
45 Figuur 3 toont een opstelling van patroon 5 waarbij de gasbinder 4 en luchtstroomverdelers 15, 16 zijn opgenomen in één cilinder aan beide uiteinden uitgerust met geperforeerde platen 7. Na gebruik gedurende een bepaalde periode kan het patroon 5 worden weggenomen door het deksel 14 te verwijderen en een nieuw patroon in te brengen. Hierdoor is een meer efficiënte behandeling mogelijk dan bij de opstellingen van figuren 1 en 2.45 Figure 3 shows an arrangement of cartridge 5 in which the gas binder 4 and air flow distributors 15, 16 are incorporated in one cylinder at both ends equipped with perforated plates 7. After use for a certain period of time, the cartridge 5 can be removed by removing the cover 14 and bring in a new pattern. This allows a more efficient treatment than with the arrangements of Figures 1 and 2.
50 Figuur 4 toont een andere uitvoeringsvorm 11 waarin de buitenmantel een dubbelwandige constructie heeft, die bestaat uit een binnenwand 24 en een buitenwand 23. De ruimte tussen de wanden levert een passage waardoor een verhittingsmedium, zoals stoom uit een verhittingsmediuminlaat 30 naar een uitlaat 31 vloeit.Figure 4 shows another embodiment 11 in which the outer jacket has a double-walled construction consisting of an inner wall 24 and an outer wall 23. The space between the walls provides a passage through which a heating medium, such as steam, flows from a heating medium inlet 30 to an outlet 31 .
In de ruimte die wordt vastgelegd door de binnenwand is een patroon 5 opgenomen dat een gasbinder 4 55 bevat, waarbij een wikkeling van een elektrische verhitter 6 in de gasbinder is ingebed. De verhitter 6 is aan een uitwendige spanningsbron, niet weergegeven, via draden 8 (waarvan er slechts een wordt getoond) en een contactdoos 10 bevestigd. Het patroon 5 bevat inwendige en uitwendige poreuze wanden 26 die 5 192104 concentrisch in een onderlinge ruimtelijke verhouding worden vastgehouden door een drager 13. De binnenwand 24 van de buitenmantel steunt bij zijn onderkant tegen een bodemplaat met de flens 27, waardoor een gasinlaatpijp 1 en uitlaatpijp 2 lopen. De pijp 2 dient tevens ter ondersteuning van patroon 5. Het te zuiveren stikstofgas 9 wordt door de inlaat 1 in de buitenruimte 25 gevoerd, daar tot een juiste 5 temperatuur verhit en vandaar door de poreuze wand 26 in de gasbinderiaag 4 geperst voor zuivering. Het gezuiverde gas stroomt weg in de inwendige ruimte 25' en wordt afgevoerd via uitlaat 2.Included in the space defined by the inner wall is a cartridge 5 containing a gas binder 45, with a winding of an electric heater 6 embedded in the gas binder. The heater 6 is attached to an external voltage source, not shown, via wires 8 (only one of which is shown) and a socket 10. The cartridge 5 includes internal and external porous walls 26 which are held concentrically in a mutual spatial relationship by a support 13. The inner wall 24 of the outer jacket rests at its bottom against a bottom plate with the flange 27, through which a gas inlet pipe 1 and exhaust pipe 2 walk. The pipe 2 also serves to support cartridge 5. The nitrogen gas 9 to be purified is passed through the inlet 1 into the outer space 25, there it is heated to a correct temperature and from there it is forced through the porous wall 26 into the gas binder layer 4 for purification. The purified gas flows out into the inner space 25 'and is discharged through outlet 2.
Figuur 5 toont nog een andere uitvoeringsvorm van de inrichting voor verregaande zuivering 11. De buitenmantel 3 heeft opnieuw een dubbelwandige constructie, waarbij daartussen een ruimte is gevormd waarin een verhittingsmedium, dat bij een inlaat 30 wordt ingevoerd, wordt gecirculeerd en wordt afgevoetd 10 bij een uitlaat 31 om temperatuurregeling tot stand te brengen. Binnen de inwendige wand is een pafeoon 5 opgesteld gepakt met een gasbinder 4 tussen geperforeerde platen. Aan beide kanten van het patroon zijn verhittere 6 opgesteld die op een uitwendige spanningsbron zijn aangesloten via draden 8. Onzuiver stikstofgas 9 wordt bij inlaat 1 toegevoerd, vóórverhit door het verhittingsmedium, gezuiverd door passage door gasbindermassa 4, die op een gegeven temperatuur wordt gehouden door verhittere 6, en daarna via 15 een uitlaat 2 afgevoerd.Figure 5 shows yet another embodiment of the far-purification device 11. The outer jacket 3 again has a double-walled construction, with a space formed therebetween in which a heating medium, which is introduced at an inlet 30, is circulated and drained at a outlet 31 to establish temperature control. Within the inner wall, a pafeoon 5 is arranged packed with a gas binder 4 between perforated plates. Heater 6 is disposed on both sides of the cartridge and is connected to an external voltage source via wires 8. Impure nitrogen gas 9 is supplied at inlet 1, preheated by the heating medium, purified by passage through gas-bonding mass 4, which is kept at a given temperature by heater 6, and then exhausted via outlet 2.
Nog een andere uitvoeringsvorm van de zuiveringsinrichting 11 wordt in figuur 7 weergegeven. Door eert cilindrische buitenmantel 3 wordt een patroon 5 gesteund door middel van boven- en onderplaten (niet weergegeven). Het patroon 5 omvat een ingebouwde elektrische verhitter 6 met draden 8 en een gasbindermassa 4 opgevuld in de ruimte tussen de geperforeerde boven- en onderplaten of luchtstroomverrtefertagen 20 waarbij de verhitter daartussen is ingebed.Yet another embodiment of the purification device 11 is shown in Figure 7. A cylindrical outer jacket 3 supports a cartridge 5 by means of top and bottom plates (not shown). The cartridge 5 comprises a built-in electric heater 6 with wires 8 and a gas-bonding mass 4 filled in the space between the perforated top and bottom plates or air flow remnant days 20 with the heater embedded between them.
Figuur 7 illustreert een andere inrichting 11 van de uitvinding. Een inwendige cilinder wordt geplaatst binnen een buitenmantel 3 die bestaat uit binnen- en buitenwanden en een warmte-isolator 12, die de ruimte tussen de wanden opvult. Een gasbinder 4 is in de ruimte tussen de inwendige cilinder en de buitenmantel gepakt, terwijl elektrische verhitter 6 rondom een keramische staaf 36 is gewikkeld en in de 25 centrale ruimte in de inwendige cilinder wordt ingebracht. Het te zuiveren stikstofgas 9 treedt het vat bij inlaat 1 binnen, passeert door een gasbinder 4 waarbij het gezuiverde gas het vat bij uitlaat 2 veriaat.Figure 7 illustrates another device 11 of the invention. An internal cylinder is placed within an outer jacket 3 consisting of inner and outer walls and a heat insulator 12 which fills the space between the walls. A gas binder 4 is packed into the space between the inner cylinder and the outer jacket, while electric heater 6 is wrapped around a ceramic rod 36 and is inserted into the inner space in the inner cylinder. The nitrogen gas 9 to be purified enters the vessel at inlet 1, passes through a gas binder 4, the purified gas leaving the vessel at outlet 2.
Figuur 8 toont weer een andere uitvoeringsvorm die een modificatie van de inrichting voor verregaande zuivering geïllustreerd in figuur 3 is en die wordt gekenmerkt door middelen voor het terugwinnen van de warmte van het gezuiverde stikstof. Het te zuiveren stikstofgas 9 treedt in warmtewisselaar 28 binnen, die 30 onder het huis van de zuiveringsinrichting is geïnstalleerd, ondergaat wamnte-uitwisseling met het uitgaande gas waarbij het aldus voorverhitte gas door een pijp 29, omringd door een warmte-isolator 12, en door een, bovenste inlaat 1 in het bed van gasbinder 4 arriveert. Het gezuiverde gas wordt in de warmtewisselaar gekoeld en verlaat de zuiveringsinrichting bij de uitlaat 2.Figure 8 shows yet another embodiment which is a modification of the far-purification device illustrated in Figure 3 and is characterized by means for recovering the heat from the purified nitrogen. The nitrogen gas 9 to be purified enters heat exchanger 28, which is installed below the purifier housing, undergoes heat exchange with the outgoing gas, the gas thus preheated through a pipe 29 surrounded by a heat insulator 12, and one, upper inlet 1 arrives in the bed of gas binder 4. The purified gas is cooled in the heat exchanger and leaves the purifier at the outlet 2.
Figuur 9 illustreert een andere uitvoeringsvorm. De buitenmantel 3 is een dubbelwandige cilinder,: het 35 verhittingsmedium wordt in de ruimte tussen de wanden ingevoerd bij inlaat 33 en afgevoerd via uitfaat 34. Binnen de buitenmantel 3 bevindt zich een gasdicht patroon 35. De ruimte in de patroonhuls is horizontaal door een veelvoud van geperforeerde platen 7 verdeeld waarbij een veelvoud van gasbinderbedden 4 wordt gevormd, die elk de ruimte, gevormd door een paar van geperforeerde platen, opvult. In de bedden» zijn elektrische verhittere 6 ingebed, één per bed, met elektrische aansluitdraden 37 en 38. Het te zuiveren 40 stikstofgas 9 stroomt bij inlaat 1 naar binnen terwijl het gezuiverde gas bij uitlaat 2 wegstroomt.Figure 9 illustrates another embodiment. The outer jacket 3 is a double-walled cylinder, the heating medium is introduced into the space between the walls at inlet 33 and discharged through exhaust 34. Inside the outer jacket 3 there is a gas-tight cartridge 35. The space in the cartridge sleeve is horizontal by a multiple of perforated plates 7 to form a plurality of gas binder beds 4, each of which fills the space formed by a pair of perforated plates. Electric heater 6 is embedded in the beds, one per bed, with electrical connecting wires 37 and 38. The nitrogen gas to be purified 40 flows in at inlet 1 while the purified gas flows out at outlet 2.
Voorbeelden van de uitvinding waarbij een specifieke gasbindersamenstelling wordt gebruikt worden nu toegelicht. De voor de gasanalyses in de voorbeelden gebruikte instrumenten waren de volgende:Examples of the invention using a specific gas tie composition are now illustrated. The instruments used for the gas analyzes in the examples were the following:
Gasanalyse-instmment: Gaschromatografie-massaspectrometer, model TE-360 B (vervaardigd door Anelca Corp.).Gas Analysis Instrument: Gas Chromatography Mass Spectrometer, Model TE-360 B (Manufactured by Anelca Corp.).
45 Vochtmeten Hygrometer, model 700 (vervaardigd door Panametric Corp.)45 Moisture Measuring Hygrometer, Model 700 (manufactured by Panametric Corp.)
Oppervlakteruwheidsmeter: Surfcorder, model SE-3H (vervaardigd door Kosaka Laboratory Co., Lid.)Surface roughness meter: Surfcorder, model SE-3H (manufactured by Kosaka Laboratory Co., Member.)
Voorbeeld IExample I
Een niet-verdampbare getteriegeringspoeder met een gewichtssamenstelling van 76,6% zirkonium en 23,4% 50 ijzer en een deeltjesgrootte tussen 50 en 250 micrometer werd in de inrichting voor verregaande zuivering voor stikstof weergegeven in figuur 1 gebracht. De roestvrijstalen (handelsaanduiding SUS 304) cüfinder had een buitendiameter van 21,7 mm en een binnendiameter van 17,5 mm, bij een lengte van 350 mm.. De lengte van de cilinder ingenomen door het gasbindermateriaal was 200 mm terwijl de hoogtes van de boven- en onderiuchtstroomverdelers van de aluminiumoxidebolletjes 5 cm elk waren. Onzuiver sfifestofgas 55 werd in de inrichting voor verregaande zuivering bij een temperatuur van 25°C en een overdruk van 6 kg/cm2 (bij een stroomsnelheid van 0,17 l/min ingevoerd. De stikstof stroomde door het bed dat op 375®C werd gehouden en trad bij een overdruk van 4 kg/cm2 uit de uitlaat. Het onzuiverheidsniveau werd voor 192104 6 verschillende gassen 40 minuten na het begin van de gasstroom gemeten. De resultaten van Tabel A werden verkregen.A non-evaporable getteration powder with a weight composition of 76.6% zirconium and 23.4% 50 iron and a particle size between 50 and 250 microns was introduced into the nitrogen high purification device shown in Figure 1. The stainless steel (trade designation SUS 304) cüfinder had an outer diameter of 21.7 mm and an inner diameter of 17.5 mm, with a length of 350 mm. The length of the cylinder occupied by the gas-binding material was 200 mm while the heights of the top and bottom air flow dividers of the alumina spheres were 5 cm each. Crude sphincter gas 55 was introduced into the far-purification device at a temperature of 25 ° C and an overpressure of 6 kg / cm2 (at a flow rate of 0.17 l / min. The nitrogen flowed through the bed which was heated to 375 ° C and exited from the outlet at an overpressure of 4 kg / cm 2 The impurity level was measured for 192 104 6 different gases 40 minutes after the start of the gas flow The results of Table A were obtained.
TABEL ATABLE A
5 -5 -
Onzuiverheid Onzuiverheidsniveau inlaat (dpm) Onzuiverheidsniveau uitlaat (dpm) 02 0,4 0,006 CH4 0,01 0,01 10 CO 0,06 0,008 C02 0,04 0,007 H20 3,0 geen spoor 15 Het niveau van onzuiverheden in het uitlaatgas bleef gedurende 1030 uur constant.Impurity Inlet impurity level (ppm) Outlet impurity level (ppm) 02 0.4 0.006 CH4 0.01 0.01 10 CO 0.06 0.008 CO2 02.00 0.007 H20 3.0 no trace 15 The level of impurities in the exhaust gas remained for 1030 hours constantly.
Voorbeeld IIExample II
Er werden pellets geproduceerd met een diameter van 3 mm en een hoogte van 4 mm door een niet-verdampbare getteriegering met een samenstelling en deeltjesgrootte identiek aan die van de legering van 20 voorbeeld I samen te persen en te pelletiseren. De pellets werden in een inrichting voor verregaande zuivering volgens figuur 2 geladen. De roestvrijstalen (SUS 304) cilinder had een buitendiameter van 89,1 mm bij een binnendiameter van 83,1 mm. De lengte daarvan was 660 mm. De lengte van de cilinder bezet door de pellets van het gasbindermateriaal met inbegrip van de diktes van de boven- en onderluchtstroom-verdelers (van aluminiumoxide-bolletjes) elk met een bedhoogte van 5 cm, was 185 mm. Er werd onzuivere 25 stikstof in de inrichting voor verregaande zuivering ingevoerd bij een temperatuur van 25°C en een overdruk van 4 kg/cm2 bij een stroomsnelheid van 12 l/min. De onzuivere stikstof vloeide door het niet-verdampbare bed dat op een temperatuur van 375°C werd gehouden door middel van een weerstandspiraalverhitter en trad uit bij een overdruk van 3,95 kg/cm2 uit de uitlaat. Het onzuiverheidsniveau werd voor verschillende gassen 40 minuten na de start van de stikstof stroming gemeten. De verkregen resultaten worden in tabel B 30 aangegeven.Pellets 3 mm in diameter and 4 mm in height were produced by compressing and pelletizing a non-evaporable getter alloy having a composition and particle size identical to that of the alloy of Example I. The pellets were loaded into a high purification device of Figure 2. The stainless steel (SUS 304) cylinder had an outer diameter of 89.1 mm by an inner diameter of 83.1 mm. Its length was 660 mm. The length of the cylinder occupied by the pellets of the gas-binding material including the thicknesses of the top and bottom air flow dividers (of aluminum oxide spheres) each with a bed height of 5 cm was 185 mm. Crude nitrogen was introduced into the high purification device at a temperature of 25 ° C and an overpressure of 4 kg / cm 2 at a flow rate of 12 l / min. The crude nitrogen passed through the non-evaporable bed maintained at a temperature of 375 ° C by means of a resistance coil heater and exited at an overpressure of 3.95 kg / cm 2 from the outlet. The impurity level was measured for various gases 40 minutes after the start of the nitrogen flow. The results obtained are shown in Table B30.
TABEL BTABLE B
Onzuiverheid Onzuiverheidsniveau inlaat (dpm) Onzuiverheidsniveau uitlaat (dpm) 35 - 02 11,29 0,006 CH4 0,01 0,01 CO 8,8 0,008 C02 8,3 0,007 40 H20 5,0 geen spoorImpurity Inlet impurity level (ppm) Outlet impurity level (ppm) 35 - 02 11.29 0.006 CH4 0.01 0.01 CO 8.8 0.008 C02 8.3 0.007 40 H20 5.0 no trace
Het niveau van de onzuiverheden in het uitlaatgas bleef gedurende 760 uur constant.The level of the impurities in the exhaust gas remained constant for 760 hours.
45 Voorbeeld III45 Example III
Er werden zoals in voorbeeld II pellets geproduceerd die in het patroon weergegeven in figuur 3 werden aangebracht. Het patroon had een buitendiameter van 80 mm, een binnendiameter van 78 mm en een lengte van 244 mm. Dezelfde massa pellets als in voorbeeld II werd toegepast. Het patroon werd daarna in een cilinder geplaatst die identiek was aan die van voorbeeld II (Met uitzondering dat zijn lengte 719 mm 50 was). Men liet de onzuivere stikstof door de inrichting voor verregaande zuivering bij dezelfde inlaatdruk, temperatuur en stroomsnelheid als beschreven in voorbeeld II stromen. Het patroon werd op 375°C gehouden. De uitlaatgasdruk en de samenstelling bleken identiek te zijn aan die aangetroffen in voorbeeld II op het tijdstip van 40 minuten na het begin van de stikstofstroming. Het niveau van onzuiverheden in het uitlaatgas bleef opnieuw gedurende 760 uur constant.As in Example II, pellets were produced which were placed in the pattern shown in Figure 3. The cartridge had an outer diameter of 80 mm, an inner diameter of 78 mm and a length of 244 mm. The same mass of pellets as in Example II was used. The cartridge was then placed in a cylinder identical to that of Example II (Except that its length was 719 mm 50). The crude nitrogen was flowed through the high purification device at the same inlet pressure, temperature and flow rate as described in Example II. The cartridge was kept at 375 ° C. The exhaust gas pressure and composition were found to be identical to those found in Example II at 40 minutes after the start of nitrogen flow. The level of impurities in the exhaust gas again remained constant for 760 hours.
7 1921047 192104
Voorbeeld IVExample IV
In dit voorbeeld werd de procedure van voorbeeld II geheel gevolgd met uitzondering dat de ruwheid van het inwendige oppervlak van de cilinder Ra = 0,5 micrometer was (normaal Ra = 2,5 micrometer) terwijl de roestvrijstalen uitlaatpijp een buitendiameter van 9,5 mm, een binnendiameter van 7,5 mm en een 5 inwendige oppervlakteruwheid van Ra = 0,2 micrometer had. De in tabel C aangegeven resultaten werden 40 minuten na het begin van de stikstof stroming verkregen.In this example, the procedure of Example II was completely followed except that the roughness of the interior surface of the cylinder was Ra = 0.5 micrometers (normally Ra = 2.5 micrometers) while the stainless steel exhaust pipe was 9.5 mm outside diameter , had an inner diameter of 7.5 mm and an inner surface roughness of Ra = 0.2 micrometer. The results shown in Table C were obtained 40 minutes after the start of the nitrogen flow.
TABEL CTABLE C
10 Onzuiverheid Onzuiverheidsniveau inlaat (dpm) Onzuiverheidsniveau uitlaat (dpm) 02 11,29 0,003 CH4 0,01 0,01 CO 8,8 0,008 15 COz 8,3 0,003 H20 5,0 geen spoor10 Impurity Inlet impurity level (ppm) Outlet impurity level (ppm) 02 11.29 0.003 CH4 0.01 0.01 CO 8.8 0.008 15 CO2 8.3 0.003 H20 5.0 no trace
Het niveau van de onzuiverheden in het uitlaatgas bleef gedurende 760 uur constant.The level of the impurities in the exhaust gas remained constant for 760 hours.
2020
Voorbeeld VExample V
In dit voorbeeld werd het te zuiveren stikstofgas eerst geleid door een roestvrijstalen (SUS 304) cilinder met een buitendiameter van 89,1 mm, een binnendiameter van 83,1 mm en een lengte van 660 mm gevuld tot een bedhoogte van 185 mm met pellets (3 mm diameter en 4 mm lengte) en op een temperatuur van 450°C 25 gehouden. Daarna werd het waterdampgehalte van het te zuiveren stikstofgas verminderd door dit door een drooginrichting te leiden bestaande uit een roestvrijstalen (SUS 304) cilinder met een buitendiameter van 89,1 mm, een binnendiameter van 83,1 mm en een lengte van 660 mm, tot een bedhoogte van 200 mm gevuld met een moleculaire zeef type 5-A, waarvan de pelletafmeting 3,2 mm dwars en 24 mm lang bedroeg. Dit gas werd volgens de procedure van voorbeeld II behandeld. De uitlaatdmk uit het droogbed en 30 derhalve de inlaatdruk naar de inrichting voor verregaande zuivering was 4 kg/cm2 (overdruk). De temperatuur werd gevarieerd om het effect van verschillende gasbindertemperaturen waar te nemen. De resultaten worden in tabel D weergegeven.In this example, the nitrogen gas to be purified was first passed through a stainless steel (SUS 304) cylinder with an outer diameter of 89.1 mm, an inner diameter of 83.1 mm and a length of 660 mm filled to a bed height of 185 mm with pellets ( 3 mm diameter and 4 mm length) and kept at a temperature of 450 ° C. Thereafter, the water vapor content of the nitrogen gas to be purified was reduced by passing it through a drying device consisting of a stainless steel (SUS 304) cylinder with an outer diameter of 89.1 mm, an inner diameter of 83.1 mm and a length of 660 mm, to a bed height of 200 mm filled with a molecular sieve type 5-A, the pellet size of which was 3.2 mm transverse and 24 mm long. This gas was treated according to the procedure of Example II. The outlet pressure from the drying bed and therefore the inlet pressure to the far-purification device was 4 kg / cm2 (overpressure). The temperature was varied to observe the effect of different gas-binding temperatures. The results are shown in Table D.
TABEL DTABLE D
35 -35 -
Onzuiverheidsniveau inlaat (dpm) Onzuiverheidsniveau uitlaat (dpm) bij temperatuurInlet impurity level (ppm) Outlet impurity level (ppm) at temperature
20°C 250°C 375°C 500°C20 ° C 250 ° C 375 ° C 500 ° C
02 11,29 0,006 0,006 0,006 0,004 40 CH4 3,7 0,009 0,009 0,009 0,009 CO 8,8 0,008 0,008 0,008 0,004 C02 8,3 0,007 0,007 0,007 0,004 H20 5,0 geen spoor geen spoor geen spoor geen spoor 45 Uitlaatgas constant gedurende 21 uren 1050 uren 2330 uren 2390 uren02 11.29 0.006 0.006 0.006 0.004 40 CH4 3.7 0.009 0.009 0.009 0.009 CO 8.8 0.008 0.008 0.008 0.004 CO2 8.3 0.007 0.007 0.007 0.004 H20 5.0 no trace no trace no trace no trace 45 Exhaust gas constant for 21 hours 1050 hours 2330 hours 2390 hours
Energieverbruik gasbindercil. 0 0,61 kW/uur 1,1 kW/uur 1,7 kW/uur 50 De tabel toont aan dat de gasbinder van de uitvinding een uitstekende zuiveringscapaciteit in het temperatuurtraject van 20-500°C vertoont.Gas binder cylinder energy consumption. 0 0.61 kW / h 1.1 kW / h 1.7 kW / h 50 The table shows that the gas binder of the invention exhibits excellent purification capacity in the temperature range of 20-500 ° C.
Voorbeeld VI en VIIExamples VI and VII
Er werden pellets met een diameter van 3 mm en een lengte van 4 mm geproduceerd door het samenper-55 sen van niet-verdampbaar gasbinderpoeder bestaande uit een legering van Zr 84% en Fe 16% (gewichts-procent) (voorbeeld VI) en een legering van Zr 71% en Fe 20% (gewichtsprocent) (voorbeeld VII) met deeltjesgroottes van 50-250 micrometer (150 micrometer gemiddeld). Deze pellets worden in een inrichtingPellets 3 mm in diameter and 4 mm in length were produced by compressing non-evaporable gas binder powder consisting of an alloy of Zr 84% and Fe 16% (weight percent) (Example VI) and a alloy of Zr 71% and Fe 20% (weight percent) (Example VII) with particle sizes of 50-250 microns (150 microns average). These pellets are placed in a facility
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14062885 | 1985-06-28 | ||
JP60140628A JPS623006A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Nitrogen super purification facilities and purification process |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8601692A NL8601692A (en) | 1987-01-16 |
NL192104B NL192104B (en) | 1996-10-01 |
NL192104C true NL192104C (en) | 1997-02-04 |
Family
ID=15273115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8601692A NL192104C (en) | 1985-06-28 | 1986-06-27 | Apparatus and method for purifying nitrogen. |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS623006A (en) |
KR (1) | KR930006690B1 (en) |
BE (1) | BE904998A (en) |
CA (1) | CA1300346C (en) |
DE (1) | DE3621013C2 (en) |
FR (1) | FR2584062B1 (en) |
GB (1) | GB2177080B (en) |
IT (1) | IT1204420B (en) |
NL (1) | NL192104C (en) |
SE (1) | SE463149B (en) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1227219B (en) * | 1988-09-26 | 1991-03-27 | Getters Spa | APPARATUS AND RELATED METHOD TO REMOVE GASEOUS IMPURITIES FROM INERT GASES AND ENSURE EXTREMELY LOW HYDROGEN LEVELS |
DE3835825C1 (en) * | 1988-10-21 | 1990-03-08 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De | |
FR2642678A1 (en) * | 1989-02-07 | 1990-08-10 | Air Liquide | Process for producing a gaseous atmosphere in contact with a metal at high temperature |
DE3926015A1 (en) * | 1989-08-05 | 1991-02-07 | Messer Griesheim Gmbh | METHOD FOR THE FINE PURIFICATION OF GASES |
IT1237944B (en) * | 1990-01-05 | 1993-06-19 | Getters Spa | METHOD FOR DETERMINING THE END OF THE USEFUL LIFE OF AN INERT GAS PURIFIER AND RELATED EQUIPMENT |
IT1246358B (en) * | 1990-07-12 | 1994-11-17 | Getters Spa | PROCESS TO ELIMINATE IMPURITIES FROM A WATER GAS |
IT1244006B (en) * | 1990-11-02 | 1994-06-28 | Getters Spa | PURIFICATION PROCESS OF AMMONIA. |
IT1270875B (en) * | 1993-04-29 | 1997-05-13 | Getters Spa | HYDROGEN PURIFICATION PROCEDURE AND RELATIVE PURIFIER |
US5238469A (en) * | 1992-04-02 | 1993-08-24 | Saes Pure Gas, Inc. | Method and apparatus for removing residual hydrogen from a purified gas |
US6436352B1 (en) | 1993-04-29 | 2002-08-20 | Saes Getter, S.P.A. | Hydrogen purification |
JPH1157371A (en) * | 1997-08-11 | 1999-03-02 | Taiyo Toyo Sanso Co Ltd | Production of ultraclean air |
US6068685A (en) * | 1997-10-15 | 2000-05-30 | Saes Pure Gas, Inc. | Semiconductor manufacturing system with getter safety device |
JP3664239B2 (en) | 1997-10-15 | 2005-06-22 | サエス・ピュア・ガス・インコーポレイテッド | Gas cleaning system with safety device and gas cleaning method |
US6299670B1 (en) * | 1999-06-10 | 2001-10-09 | Saes Pure Gas, Inc. | Integrated heated getter purifier system |
KR100356611B1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-10-18 | 주식회사 아토 | Purification Method and Apparatus for Nitrogen |
ITMI20010930A1 (en) | 2001-05-07 | 2002-11-07 | Getters Spa | METHOD FOR THE MEASUREMENT OF THE CONCENTRATION OF HYDROGEN AND METHANE IN NITROGEN BY IONIC MOBILITY SPETROSCOPY |
ITMI20011193A1 (en) | 2001-06-06 | 2002-12-06 | Getters Spa | METHOD FOR MEASUREMENT USING IONIC MOBILITY SPECTROSCOPY OF THE CONCENTRATION OF WATER IN ARGON, HYDROGEN, NITROGEN AND HELIUM |
JP4918255B2 (en) * | 2005-12-22 | 2012-04-18 | ウチヤ・サーモスタット株式会社 | Nitrogen gas generator |
CN110759323A (en) * | 2018-07-27 | 2020-02-07 | 隆基绿能科技股份有限公司 | Gas purification reactor and gas purification method |
CN112978692B (en) * | 2021-03-04 | 2022-08-05 | 北京高麦克仪器科技有限公司 | 780 helium purifier |
JP7210803B1 (en) * | 2022-10-04 | 2023-01-23 | レール・リキード-ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | gas purifier |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3535074A (en) * | 1965-10-29 | 1970-10-20 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for purifying crude inert gases |
BE792561A (en) * | 1972-12-11 | 1973-03-30 | Getters Spa | Gas purifier - esp for rare gases and hydrogen with regeneration system for absorber cartridges |
IT1115156B (en) * | 1979-04-06 | 1986-02-03 | Getters Spa | ZR-FE ALLOYS FOR HYDROGEN ABSORPTION AT LOW TEMPERATURES |
DE3137569A1 (en) * | 1981-09-22 | 1983-04-21 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING HIGH PURITY NITROGEN |
JPS6020323A (en) * | 1983-07-15 | 1985-02-01 | Toshiba Corp | Disk device |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60140628A patent/JPS623006A/en active Granted
-
1986
- 1986-06-23 DE DE3621013A patent/DE3621013C2/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-23 FR FR8609026A patent/FR2584062B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-23 CA CA000512229A patent/CA1300346C/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-26 GB GB8615619A patent/GB2177080B/en not_active Expired
- 1986-06-26 KR KR1019860005146A patent/KR930006690B1/en not_active IP Right Cessation
- 1986-06-26 BE BE2/61004A patent/BE904998A/en not_active IP Right Cessation
- 1986-06-27 NL NL8601692A patent/NL192104C/en not_active IP Right Cessation
- 1986-06-27 IT IT20963/86A patent/IT1204420B/en active
- 1986-06-27 SE SE8602870A patent/SE463149B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1204420B (en) | 1989-03-01 |
KR870000237A (en) | 1987-02-17 |
DE3621013A1 (en) | 1987-01-08 |
SE8602870D0 (en) | 1986-06-27 |
GB8615619D0 (en) | 1986-07-30 |
FR2584062A1 (en) | 1987-01-02 |
NL8601692A (en) | 1987-01-16 |
FR2584062B1 (en) | 1990-12-21 |
JPH0456763B2 (en) | 1992-09-09 |
SE463149B (en) | 1990-10-15 |
GB2177080A (en) | 1987-01-14 |
KR930006690B1 (en) | 1993-07-22 |
NL192104B (en) | 1996-10-01 |
JPS623006A (en) | 1987-01-09 |
CA1300346C (en) | 1992-05-12 |
BE904998A (en) | 1986-10-16 |
SE8602870L (en) | 1986-12-29 |
DE3621013C2 (en) | 1996-02-15 |
GB2177080B (en) | 1989-08-31 |
IT8620963A0 (en) | 1986-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL192104C (en) | Apparatus and method for purifying nitrogen. | |
NL192260C (en) | Apparatus and method for purifying argon gas. | |
JPS5953201B2 (en) | Hydrogen gas purification method | |
JPS62269728A (en) | One process method for purifying inert gas | |
JP2958242B2 (en) | Hydrocarbon steam reforming method | |
JP4635197B2 (en) | Oxidation catalyst for exhaust gas purification and method for producing the same | |
CN101045527B (en) | Regeneration of complex metal oxides for the production of hydrogen | |
EP3253487A1 (en) | Nickel-based catalyst for the decomposition of ammonia | |
JP2007076954A (en) | Method for producing hydrogen from ethanol | |
Marinoiu et al. | Low temperature CO retention using hopcalite catalyst for fuel cell applications | |
KR20020047114A (en) | Rejuvenable ambient temperature purifier | |
EP1894611B1 (en) | Method for gas purification | |
JP6027227B2 (en) | Renewable room temperature purification apparatus and method for nitrous oxide | |
TW442315B (en) | Purification of an inert fluid in the liquid state with respect to its impurities H2 and/or CO | |
Kaleńczuk | The effect of cobalt on the reactants adsorption and activity of fused iron catalyst for ammonia synthesis | |
Rangwala et al. | Preparation, characterization and activity of wet‐proofed Pt/silicalite catalysts | |
JPH048362B2 (en) | ||
KR101429281B1 (en) | Method for treating gas | |
Uprety | BONAFIDE CERTIFICATE | |
JP2008024566A (en) | Method and apparatus for producing hydrogen | |
JPH057216Y2 (en) | ||
JPH02293310A (en) | Equipment for high-purity refining of rare gas | |
JP3260779B2 (en) | Purification method of aromatic hydrocarbon vapor | |
Singleton | A rate model for the low temperature catalytic ortho-parahydrogen reaction | |
JP2002060209A (en) | Method and device for purifying nitrogen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
BB | A search report has been drawn up | ||
BC | A request for examination has been filed | ||
V4 | Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent |
Effective date: 20060627 |