一种单晶炉氩气回收系统的制作方法

本实用新型属于气体回收设备领域，涉及一种单晶炉氩气回收系统。

背景技术：

在使用单晶炉制造单晶硅时，使用真空泵抽出单晶炉内的废气，经氩气回收系统去除该废气中所含的杂质气体以获取高纯度氩气的回收系统，对于单晶硅生产过程的节能降耗具有重大的经济效益。

现有氩气回收系统在回收的过程中往往需要添加过量的空气、氧气、氢气等用于杂质的去除，后续再采用低温精制的方式去除氧气、氢气、空气等杂质。氩气回收系统流程复杂，且回收成本较高。

技术实现要素：

实用新型目的

为了简化氩气回收系统，不再使用低温精馏装置去除额外引入的空气、氧气及氢气等杂质，减少成本，提出了简单、高效的一种单晶炉氩气回收系统。

技术方案

一种单晶炉氩气回收系统，其特征在于：废氩气储罐的出气端口通过管道连接加热器的进气端口，加热器的出气端口通过管道连接催化反应器的进气端口，催化反应器的出气端口通过管道连接冷却器的进气端口，冷却器的出气端口通过管道连接吸附器的进气端口，吸附器的出气端口通过管道连接高纯氩储罐的进气端口；所述催化反应器内装填有一氧化碳脱除催化剂，吸附器内装填沸石分子筛。

所述一氧化碳脱除催化剂以级配方式无序的状态密实堆砌在催化反应器内。

所述一氧化碳脱除催化剂级配方式为1mm-2mm催化剂45%-50%，3mm-4mm催化剂40%-43%，5mm-6mm催化剂10%-12%。

所述沸石分子筛以级配方式无序的状态密实堆砌在吸附器内。

所述沸石分子筛级配方式为1mm-3mm分子筛40%-50%，4mm-5mm分子筛30%-35%，6mm-7mm分子筛20%-25%。

所述冷却器周圈环绕有冷却管道。

所述冷却管道的下部为进冷却液口，上部为出冷却液口，上部位于出冷却液口的附近连接有一个喷头管道，喷头管道的另一端设置有气雾喷头，气雾喷头朝向冷却管道的主体喷射气雾，阀门设于喷头管道上。

优点及效果

在使用催化反应去除一氧化碳和氢气的设备中，使用了含有固态氧化物的催化剂替代了加入空气或氧气，无需再使用低温精馏装置去除额外引入的空气、氧气及氢气等杂质，简化了系统流程，降低了氩气回收成本。

附图说明

图1是本实用新型系统的示意图；

图2是冷却器结构示意图；

图3是气雾喷头处结构示意图。

附图标记说明：

1-废氩气储罐，2-加热器，3-催化反应器，4-冷却器，5-吸附器，6-高纯氩储罐、7-进冷却液口、8-出冷却液口、9-气雾喷头、10-喷头管道、11-冷却管道、12-阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

如图1、图2和图3所示，一种单晶炉氩气回收系统，废氩气储罐1的出气端口通过管道连接加热器2的进气端口，加热器2的出气端口通过管道连接催化反应器3的进气端口，催化反应器3的出气端口通过管道连接冷却器4的进气端口，冷却器4的出气端口通过管道连接吸附器5的进气端口，吸附器5内装填沸石分子筛，吸附器5的出气端口通过管道连接高纯氩储罐6的进气端口；所述催化反应器3内装填有一氧化碳脱除催化剂，该催化剂以级配方式无序的状态密实堆砌在催化反应器3内；一氧化碳脱除催化剂级配方式为1mm-2mm催化剂45%-50%，3mm-4mm催化剂40%-43%，5mm-6mm催化剂10%-12%。吸附器5内装填有沸石分子筛，该分子筛以级配方式无序的状态密实堆砌在吸附器5内； 沸石分子筛级配方式为1mm-3mm分子筛40%-50%，4mm-5mm分子筛30%-35%，6mm-7mm分子筛20%-25%。

冷却器4周圈环绕有冷却管道11，冷却管道11的下部为进冷却液口7，上部为出冷却液口8，上部位于出冷却液口8的附近连接有一个喷头管道10，喷头管道10的另一端设置有气雾喷头9，气雾喷头9朝向冷却管道11的主体喷射气雾，阀门12设于喷头管道10上，用于控制气雾喷头9的开启和关闭，通过控制朝向冷却管道11的主体喷射气雾，蒸发吸热达到加速冷却的目的。

应用实施例

来自单晶炉经除尘、压缩后的氩气进入到废氩气储罐1，废氩气经加热器2加热至100~600℃，优选150℃进入到催化反应器3，催化反应器3内装填一氧化碳脱除催化剂，该催化剂以级配方式无序的状态密实堆砌在催化反应器3内。优选的，使用2mm催化剂50%，3mm催化剂40%，5mm催化剂10%。催化反应器3底部设有网。本实施例使用辽宁海泰公司的COR型脱一氧化碳催化剂（或上海迅凯的一氧化碳脱除催化剂），在催化反应器3中，一氧化碳与氢气被氧化成二氧化碳和水得以去除，一氧化碳含量降低至0.5ppm以下，氢气含量降低至0.5ppm以下，带有二氧化碳和水的氩气经冷却器4冷却至20-60℃以下后进入到吸附器5，吸附器5内装填沸石分子筛。优选的，使用3mm分子筛50%，4mm分子筛30%，6mm分子筛20%。吸附器5底部设有网。本实施例使用UOP公司的13X型沸石分子筛（或大连吸附剂厂的13X型沸石分子筛），在吸附器5中，二氧化碳和水被沸石分子筛吸附去除，二氧化碳含量降低至0.5ppm以下，水份露点降低至-70℃以下。最终，废氩气中原有的一氧化碳和氢气被去除，含一氧化碳＜0.5ppm，二氧化碳＜0.5ppm，氢气＜0.5ppm，水＜0.5ppm的高纯氩气被输送至高纯氩储罐6中，整个氩气回收流程得以完成。