[实用新型]一种回收制备超纯氩的装置

说明书

本发明涉及一种回收制备超纯氩的装置，属于气体生产与应用领域。主要技术方案如下：一种回收制备超纯氩的装置，包括依次通过管路串连的前置缓冲罐、压缩机、尾气预处理系统和低温再沸液化氩气系统；所述的尾气预处理系统包括催化塔、热交换器、吸附干燥塔；所述的催化塔包括第一催化塔和第二催化塔，所述的第一催化塔连接第一热交换器，所述的第二催化塔连接第二热交换器；本发明可根据产品的纯度要求灵活调节。该方法特别适用于用氩气做保护气的工业炉放空废气中回收氩气，具有十分良好的经济效益和环保效益。

技术领域

本实用新型属于气体生产与应用领域，具体涉及一种回收制备超纯氩的装置。

背景技术

氩气自身惰性的特点，使其可以保护一些容易与周围物质发生反应的物质，较其他的惰性气体而言，氩气的获取方式相对简单、成本低，更具有经济效益。超纯氩中氩气的体积比含量在99.9999％以上，氧、一氧化碳和二氧化碳的含量均小于1×10^-6。超纯氩是工业气体中的一个重要品种，广泛应用于化工、石化、石油、能源、电子、冶金、食品、机械、航空航天、核工业等诸多领域。

近年来，硅晶片越来越多地被用来制造光伏电池和大规模集成电路。光伏电池的模块可以连接在一起形成光伏阵列，也就是所谓的太阳能电池板，可以通过将太阳能转换成电能来发电。现有技术采用真空炉在惰性气氛保护下使硅锭及硅片的结晶和重结晶形成所需的光伏制作原料。在这种类型的真空炉生产过程中，通常需要100000升氩气，工艺持续40小时或更长时间，并生产出一个硅锭。在这种真空炉中使用的惰性气体的纯度是很重要的，使用氩气产生惰性气氛的氩气纯度要达到6n即99.9999％约1ppm总污染物，避免硅锭和硅片在炉内反应(氧化)和损坏。随着光伏器件的需求急剧增长，简化制造工艺，提高氩气纯度，降低制造和加工成本是当前面临的主要挑战。

实用新型内容

为弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种回收制备超纯氩的装置。

本实用新型采用如下技术方案：一种回收制备超纯氩的装置，包括依次通过管路串连的前置缓冲罐、压缩机、尾气预处理系统和低温再沸液化氩气系统；

所述的尾气预处理系统包括催化塔、热交换器、吸附干燥塔；所述的催化塔包括第一催化塔和第二催化塔，所述的第一催化塔连接第一热交换器，所述的第二催化塔连接第二热交换器；所述的第二热交换器连接第一吸附干燥塔和第二吸附干燥塔，所述的第一吸附干燥塔和第二吸附干燥塔的出口连接主换热器和次换热器；

所述的低温再沸液化氩气系统包括依次连接的主换热器、透平膨胀机、冷凝塔、再沸脱气塔、液氨储存釜，所述的液氨储存釜内部设有次换热器；所述的第一吸附干燥塔和第二吸附干燥塔经管道A连接次换热器，所述的次换热器出口连接冷凝塔；

所述的液氨储存釜经主换热器连接产品气出口；

所述的第一吸附干燥塔和第二吸附干燥塔经管道B与主换热器连接，所述的再沸脱气塔的顶部经主换热器连接废气排放口。

进一步的，所述的压缩机为无油压缩机。

进一步的，所述的第一催化塔、第二催化塔、第一吸附干燥塔和第二吸附干燥塔的内部和外壁均设有电加热元件。

进一步的，所述的第一催化塔、第二催化塔长径比为3～8:1。

本实用新型同时请求保护一种从单晶硅、多晶硅炉放空尾气中回收制备超纯氩的方法，包括如下步骤：单晶硅、多晶硅炉的放空尾气作为原料气首先经进入前置缓冲罐，经压缩机增压后，进入催化净化工序，脱除氢气、氧气、一氧化碳和甲烷，再进入终端净化工序，脱除气体中的氧、水、二氧化碳，最后进入低温再沸液化氩气系统，将不凝的氮气和氢气从氩气中分离出去从而得到超纯氩气；