专利名称：超纯氢的手推式小型净化装置的制作方法
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 Vl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Vl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。
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，观4、第四床层，观5、第五床层，四1、上气流均布层，四2、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°C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
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ΡΠ O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)，让右净化器温控在250°C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Vl V8切换。左净化器(4)低温吸附M小 时，右净化器Gl)温控250°C加热再生8小时后吹冷至常温。M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. OMp,放压后再抽真空，再通高纯氢至 0. 8 1. OMpa,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°C加热再生8小时后吹冷至室温。M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VI、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°C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0 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03)可作支撑、并装有200目不锈钢丝网卷筒04)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0幻。不锈钢加热套管0 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( )，即密闭罐体置于-70°C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(XT)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(四1)和下气流均布层( 之间间的多床层由 上至下为第一床层(观1)，为5A分子筛脱水剂。第二床层(观2)，为PU-I除一氧化碳、甲烷等杂质吸附剂。第三床层(观3)，为PU-4除二氧化碳杂质吸附剂。第四床层(观4)，为PU-8除氮、氧杂质吸附剂。第五床层(观5)，为终端除杂质吸附剂。密闭罐内部装填时，先拧去气管上的高压外套螺纹接头0 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(M)，然后加入下气流均布层092)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085)、第四床层084)、第三床层 083)、第二床层082)、第一床层081)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(四1)至顶，重新放上不锈钢丝网卷筒(M)， 再拧紧高压外套螺纹接头02)。使用前，需抽真空和通高纯氢气置换法2-3次后，温控在250°C，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。
权利要求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[VI]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[VI]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。
专利摘要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。
文档编号C01B3/56GK201873514SQ20102026090
公开日2011年6月22日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者朱同清, 金向华 申请人:苏州金宏气体股份有限公司