[实用新型]一种高效的氩气净化装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气体净化设备领域。特别涉及一种高效的氩气净化装置，具体说是一种吸气剂型的惰性气体净化器。

背景技术

惰性气体净化器有着广阔的应用前景，可用于半导体生产、化合物半导体工业(MOCVD，MBE)、LED生产、太阳能电池、光学纤维生产、纤维视觉化合物、惰性气体激光器、硅晶体生长、碳化硅晶体生长、PVD、CVD、焊接工艺、气相色谱仪、特种灯泡、材料研究等许多方面。

氩气的化学惰性、特有的物理性能以及相对于其它惰性气体成本较低，使它的应用具有显著的优点。氩气可用于多种工艺，例如可用氩气作覆盖或吹扫气体、保护性气体、热传导介质、在各种金属加工操作中用它去除反应杂质、使熔融金属粉化成细粉。

尽管可购得较高纯度的氩气，但进行气体分装或使用过程中管道和阀口的污染等都会造成氩气纯度下降而达不到使用要求，需要对氩气进行提纯或在线净化。

在惰性气体的净化方面，普遍采用海绵钛或银分子筛多级净化工艺提纯，这些工艺的缺点是净化温度高、生产流程长、。还有采用催化吸附的方法，缺点是需要低温工作，高温再生，设备结构复杂，体积大，操作麻烦，提纯效果也不理想。

目前随着吸气剂研制种类的不断增多和吸气性能的不断优化，出现了吸气剂型纯化技术。吸气剂通过吸附和扩散作用对活性气体有较大的抽速和吸气容量，而对惰性气体不起作用，利用这个特性，可采用吸气剂来对惰性气体进行提纯。以往的净化器采用单级净化，即净化器只有一个入口和一个出口，净化材料对惰性气体的作用时间短，对惰性气体中杂质的吸附作用显著降低，对周围器件的热负载较大，而且能耗较大。导致净化效果不理想。而且吸气剂并不是对所有的活性气体均具有较大的吸收速率和吸收量。吸气剂型气体净化较其它净化方式的净化原理简单，设备不复杂，利用现有流化床就可以组合起来，并且净化易于操作实现而使其受到越来越多的关注。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述已有净化惰性气体材料及惰性气体提纯技术的不足，提供一种高效的氩气净化装置。其特征在于，该净化装置采用两级吸气剂型的净化装置，由弯成L型的外筒11将两级净化装置连接起来；弯成L型的外筒11的短段伸入第一级净化装置10上端，于过滤网7的上面，L型外筒11的长段伸入第二级净化装置8内，穿过上、下过滤网及过滤网间净化材料9，至下过滤网和底端部之间；外接第一控制阀13和压力表14的外筒11伸入第一级净化装置10上端，穿过上、下过滤网7及过滤网间纯化材料9，至下端的过滤网和底端部之间，欲净化的氩气入口为第一控制阀13的进气口；在第二级净化装置8上端的过滤网7上面，穿出一弯管，连接第二控制阀6至净化后高纯氩气出口；在L型外筒11的水平段上连接第三控制阀5，第三控制阀5后面连接由热偶计3、离子计4、分子泵2和机械泵1组成的真空系统。

所述两级净化装置的结构相同。

所述两级净化装置和三个控制阀的外面加装纯化材料激活用加热炉15。

所述纯化材料为Zr-V-Fe合金吸气剂和改性5A分子筛。

所述单个净化装置的内径47mm，高310mm，壁厚1.5mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢，两个净化装置之间选择6mm的管道和阀门来连接两个圆筒；计算得容积为1.08升。

所述过滤网的孔径为5μm，防止在振动冲击条件下净化材料颗粒物的脱落并过滤氩气中的微小颗粒物。

本实用新型的优点和效果在于：采用两级净化方式净化惰性气体氩气，对惰性气体氩的纯化效率高，可使氩气中的活性杂质气体如H₂、CO、CO₂和O₂从几个～十几个ppm减少到ppb量级，可把纯度为99.997％的氩纯化到99.9999％。降低了吸气剂激活和工作温度，减少能耗。该净化装置还可以对其它种类的惰性气体进行提纯。

附图说明

图1是本实用新型的两级净化器结构示意图。

图2是吸气剂型纯化材料的吸气速率曲线。

图3是吸气剂型纯化材料的特征吸气曲线。

具体实施方式