高纯氪/氙气体净化装置及制造方法、吸气剂的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体净化技术领域，具体涉及一种高纯氪/氙气体净化装置及利用该净化装置制造高纯氪/氙气体的方法，还涉及了一种用于高纯氪/氙气净化装置的吸气剂的制造方法。
【背景技术】
[0002]针对1995版氪、氙国家标准无法满足高端光电市场和现代科学技术发展的问题，行业对国家标准《氪气》(GB/T5829-2006)和《氙气》(GB/T5828-2006)进行了修订。2006版氪、氙新国标与1995版氪、氙旧国标相比，对产品的质量要求更为严格，新增了对碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳及碳氟化合物等杂质的控制标准，并提升了对氧氮化合物、水分等杂质的控制标准。新国标要求严于并优于绝大部分的国外同行的产品标准，在工业气体领域第一次实现了中国气体产品质量标准高于欧美标准，提升了中国稀有气体的整体质量水平。
[0003]使用原来的氪/氙净化装置所生产的氪/氙气体产品质量虽然能达到1995版国标要求，却不能达到2006版新国标高纯氪/氣(99.999% )的纯度要求。同时，近10年来，我国大气环境污染加重，空分系统原料气空气质量下降，碳氟化合物、氧氮化合物含量呈逐渐升高，高纯度氪/氙产品生产所需要的贫氪氙原料液中碳氟化合物含量从前的20?50ppm上升到150?220ppm，该装置出现了处理能力不足、损耗大、易堵塞、寿命短的诸多问题，寿命从原来的1.5?2年缩短到3?6个月，且当U型管的进口侧高温反应区吸气剂失效堵塞时，出口侧亚高温反应区的吸气剂还没有失效，但U型反应管只能整体更换，价格昂贵的吸气剂利用很不充分。
[0004]针对上述缺点，企业投入大量精力研发了新型净化装置，利用该新型净化装置虽然可以生产出纯度达到2006版新国标要求的99.999 %的高纯度氪、氙气体产品，但是，在实际运行过程中，上述新型净化装置在工作6个月后，其反应管就发生了严重的堵塞，不得不更换反应管，达不到1.5年的预期寿命。
【发明内容】
[0005]本发明实施例所要解决的技术问题在于提供了一种高纯氪/氙气体净化装置及利用该净化装置制造高纯氪/氙气体的方法，还提供了一种用于高纯氪/氙气净化装置的吸气剂的制造方法，可有效延长反应管的使用寿命。
[0006]本发明所提供的一种高纯氪/氙气体净化装置，包括:反应管、氢吸附器、冷却器、精密过滤器、产品存储设备，所述反应管、氢吸附器、冷却器、精密过滤器和产品存储设备依次连接，所述反应管位于加热器内，所述反应管内设有气体反应段，所述气体反应段的两端均设有不锈钢筛网层，所述不锈钢筛网层间填充有吸气剂，所述吸气剂呈一端封闭的中空圆柱体。
[0007]其中，所述反应段包括一段反应段和二段反应段，所述一段反应管及二段反应管之间利用钢管进行卡套式连接。
[0008]进一步的，所述高纯氪/氙气体净化装置还包括冷却水回水罐及冷却水进水罐，所述冷却水回水罐及冷却水进水罐均与冷却器相连通。
[0009]其中，所述加热器为半开式圆形加热器，所述半开式圆形加热器包括两个经铰链连接的带有加热丝的半圆形加热筒。
[0010]其中，所述中空圆柱体的内径设为R1、外径设为R2、长度设为L，其中外径R2等于长度L，内径Rl小于外径R2。
[0011]本发明还提供了一种使用上述净化装置制造高纯氪/氙气体的方法，包括:
[0012]将制成的呈中空圆柱体的吸气剂充入反应管，所述气体反应段的入口及出口充填不锈钢筛网层以固定吸气剂；
[0013]充入高纯氪气或氩气，并抽真空置换；
[0014]在气体反应段内高纯氪气或氩气压力为0.1?0.2Mpa且气体流动的状态下，启动半开式圆形加热器以对气体反应段加热，逐步使气体反应段升温，并在达到第一温度后开始持续抽真空；以及将气体反应段进行降温至第二温度，并逐渐通入需净化的氪气或氙气，以得到净化后的氪气或氙气。
[0015]其中，所述第一温度为980摄氏度。
[0016]其中，所述第二温度为960摄氏度。
[0017]本发明还提供了一种用于上述高纯氪/氙气体净化装置的吸气剂的制造方法，包括:
[0018]将真空条件下熔炼的多元吸气剂合金颗粒磨成粉末；以及采用金属喷射成型粉末冶金方法将吸气剂粉末制成内径为Φ3.0mm?Φ3.2mm，外径为Φ5.0mm?Φ5.2mm，长度为5.0mm?5.2mm的一端封闭的中空圆柱体。
[0019]其中，使用流化床气流磨将真空条件下熔炼的多元吸气剂合金颗粒磨成粉末。
[0020]本发明中，利用呈中空圆柱体状的吸气剂的圆环内部空隙及圆环之间空隙可以容纳ZRF4结晶颗粒的优势，以及圆环结构在受力挤压下会破裂的结构特点保证了反应管内部流通截面不被ZRF4结晶颗粒堵死，有效延长了反应管的使用寿命，目前经全寿命中试实验获得的数据，理论计算反应管寿命可延长至两年以上。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0022]图1是本发明一种高纯氪/氙气体净化装置的较佳实施方式的平面结构图。
[0023]图2是图1中吸气剂的结构示意图。
[0024]图3是图1中吸气剂的制造方法的较佳实施方式的流程图。
[0025]图4-图6是本发明一种使用图1中净化装置制造高纯氪/氙气体的方法的较佳实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]首先，在对实施例进行描述之前，有必要对本文中出现的一些术语进行解释。例如:
[0028]本文中若出现使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元件，但是这些元件不应当由这些术语所限制。这些术语仅用来区分一个元件和另一个元件。因此，“第一”元件也可以被称为“第二”元件而不偏离本发明的教导。
[0029]另外，应当理解的是，当提及一元件“连接”或者“联接”到另一元件时，其可以直接地连接或直接地联接到另一元件或者也可以存在中间元件。相反地，当提及一元件“直接地连接”或“直接地联接”到另一元件时，则不存在中间元件。
[0030]在本文中出现的各种术语仅仅用于描述具体的实施方式的目的而无意作为对本发明的限定。除非上下文另外清楚地指出，则单数形式意图也包括复数形式。
[0031]当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”时，这些术语指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个以上其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在和/或附加。
[0032]关于实施例:
[0033]为了更好的说明本发明所描述的吸气剂，下面将简单的对高纯氪、氙气体净化装置进行说明:
[0034]请参考图1所示，本发明高纯氪、氙气体净化装置的较佳实施方式包括冷却水回水罐1、冷却水进水罐2、一段反应管9、二段反应管10、氢吸附器11、冷却器12、精密过滤器13、产品存储设备5。原料气气瓶6依次通过一段反应管9、二段反应管10、氢吸附器11、冷却器12、精密过滤器13和产品存储设备5连接，所述一段反应管9及二段反应管10之间利用钢管14进行卡套式连接。所述冷却水回水罐I及冷却水进水罐2均与冷却器12相连。
[0035]所述一段反应管9和二段反应管10外各设有一个半开式圆形加热器15，所述半开式圆形加热器15由两个经铰链连接的带有加热丝的半圆形加热筒8组成。所述一段反应管9和二段反应管10内均设有气体反应段16，所述气体反应段16的两端均设有不锈钢筛网层4，其间填充有吸气剂20。
[0036]本实施方式中，由于钢管14与一段反应管9及二段反