专利名称：一种氩气提纯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及氩气提纯领域，特别涉及一种利用钇钡铜氧(YBC0)对 含有杂质的氩气进行无氢脱氧的提纯装置。
背景技术：
钢铁厂炼钢所产生的的含杂质的氩气纯度约为99.5%，其中，杂质中主要 含量是氧气，此外还含有少量二氧化碳、水蒸气等杂质气体。为得到高纯度 的氩气，必须将各种气体杂质除去，如何有效的提纯氩气，以进行再利用， 已成为钢铁企业共同面临的课题。
现有的氩气脱氧装置采用加氢脱氧技术，其是在含有杂质的氩气通过加 氢装置加入氢气，然后经蒸汽加热器加热，通过催化脱氧反应器将氢气与氧 气在催化剂的作用下产生化合反应生成水，冷却后通过气水分离装置和脱氧 脱水反应器干燥、过滤除去氩气中的水和其它杂质，该氩气脱氧装置其流程 复杂，设备投入较多，需要安装后处理脱水和脱氢装置，耗能较大，在提纯 过程中易受到外界因素的干扰，提纯的氩气的纯度较低，提高了钢铁生产的 成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种利用钇钡铜氧的氧呼 吸性质进行无氢氩气脱氧的提纯装置，以解决上述问题。
本实用新型的技术方案是 一种氩气提纯装置，包括ca过滤装置，该co2 过滤装置的输出管道中串接有无氢脱氧装置，该无氢脱氧装置包括可串/并联 的两个脱氧吸附柱，该脱氧吸附柱装置包括壳体，壳体内装设有钇钡铜氧分子 筛，在所述脱氧吸附柱壳体上还设置有加热装置，所述无氢脱氧装置的输出管道连接在压縮机装瓶机构上。
所述CCh过滤装置为4A分子筛过滤装置。
所述无氢脱氧装置包括第一吸附柱和第二吸附柱，所述第一吸附柱和第二 吸附柱分别与分子筛过滤装置连通，在第一吸附柱和第二吸附柱与分子筛过滤 装置连通的管道中分别设置有第一阀门和第二阀门，在第一吸附柱连接第一阀 门的管道与第二吸附柱连接第二阀门的管道之间还设置有前置循环管道；在第 一吸附柱与压縮机装瓶机构连通的管道中串接有第三阀门和第九阀门，在第二 吸附柱与压縮机装瓶机构连通的管道中串接有第四阀门和第十阀门，在第三阀 门连接第九阀门的管道与第四阀门连接第十阀门的管道之间还设置有后置循 环管道，在前置循环管道和后置循环管道之间还设置有连通管，在前置循环管 道位于连通管的两端分别设置有第五阀门和第六阔门，在后置循环管道位于连 通管的两端分别设置有第七阀门和第八阀门。
在所述无氢脱氧装置连接压縮机装瓶机构的管道中还并联设置有气体分 析仪。
采用上述结构，本实用新型的无氢脱氧装置结构简单，设备投入少，操作 方便，更重要的是无论在纯化过程中，还是纯化之后的再生过程中，钇钡铜氧 分子筛都可以不用加氢气除氧或再生，因而不用安装后处理除水和除氢的装 置，控制也简单，不易受外界因素的干扰，再加上钇钡铜氧催化作用，所以产 品纯度极高。本设计采用了多个阀门，可实现两吸附柱的串联或并联工作，在 正常情况下采用并联方式交替工作，有特殊要求时(如要求极高纯度)，可通 过适当调整各阀门的开闭，实现两吸附柱串联工作，通过延长吸附过程，增加 吸附的时间，提高气体的纯度，方便灵活。
图1为本实用新型的结构示意图。
图中箭头所示为氩气流向如图1所示，氩气的输出管道中沿箭头所向，依次串接有一个CCb过滤 装置101、无氢脱氧装置102和压縮装瓶设备103，在无氢脱氧装置102和压 縮装瓶设备103连接是管路中还并联设置有气体分析仪104。
其中，C02过滤装置101中装设有成分为化20.八1203.28102.9/21120的4八 型分子筛。
无氢脱氧装置102包括第一吸附柱201和第二吸附柱202，在两吸附柱上 设置有加热装置，在两吸附柱内均装设有钇钡铜氧分子筛。第一吸附柱201 和第二吸附柱202的氩气输入管道分别与4A分子筛过滤装置101连接，在第 一吸附柱201和第二吸附柱202与4A分子筛过滤装置101连通的管道中分别 设置有第一阀门1和第二阀门2，在第一吸附柱201连接第一阀门1的管道与 第二吸附柱202连接第二阀门2的管道之间还设置有前置循环管道210;在第 一吸附柱201与压缩装瓶设备103连通的管道中依次串接有第三阀门3和第 九阀门9，在第二吸附柱202与压縮装瓶设备103连通的管道中依次串接有第 四阀门4和第十阀门10，在第三阀门3连接第九阀门9的管道与第四阔门4 连接第十阀门10的管道之间还设置有后置循环管道211，在前置循环管道210 和后置循环管道211之间还连通有辅助连通管212，在前置循环管道210位于 辅助连通管212的两端分别设置有第五阀门5和第六阔门6，在后置循环管道 211位于辅助连通管212的两端分别设置有第七阀门7和第八阀门8。
现对本实用新型的氩气提纯装置的工作过程做详细说明
a) 、打开阀门l、 3、 9，将其他阀门关闭，将第一吸附柱201加热至400 'C;含有杂质的氩气经过4A分子筛过滤装置101先将其中的CO2、水蒸气等 杂质过滤后送入第一吸附柱201，通过吸附柱内的钇钡铜氧分子筛将气体的氧 气去除，完成提纯过程。
b) 、当第一吸附柱201中的钇钡铜氧分子筛吸附氧气的含量饱和或接近饱和时，其吸附能力将下降，要及时进行解吸。如当第一吸附柱201接近饱和，关闭阀门l、 3、 9，并将吸附柱继续加热至900。C，则此时钇钡铜氧分子筛将释放氧气。
c)、同时，打开阀门2、 4、 10，并将第二吸附柱202加热至400。C进行氧气吸附，可以实现第一吸附柱201和第二吸附柱202吸附与释放同时并行。
两吸附柱交替工作，可以大大提高工作的效率，实现氩气不间断提纯的效果。本设计采用了多个阀门，可实现两吸附柱的串联与并联工作，在正常情况下按上述过程并联工作，有相关要求时(如要求极高纯度)，可通过适当调整各个阀门的开闭，比如关闭阀门2、 5、 8、 9，打开其它阀门，实现两吸附柱串联工作。通过延长吸附过程，增加吸附的时间，可以提高气体的纯度，调整方式方便灵活。
权利要求1、一种氩气提纯装置，其特征在于，包括CO2过滤装置，该CO2过滤装置的输出管道中串接有无氢脱氧装置，该无氢脱氧装置包括可串/并联的两个脱氧吸附柱，该脱氧吸附柱装置包括壳体，壳体内装设有钇钡铜氧分子筛，在所述脱氧吸附柱壳体上还设置有加热装置，所述无氢脱氧装置的输出管道连接在压缩机装瓶机构上。
2、 根据权利要求1所述的氩气提纯装置，其特征在于，所述CCb过滤装 置为4A分子筛过滤装置。
3、 根据权利要求1或2所述的氩气提纯装置，其特征在于，所述无氢脱 氧装置包括第一吸附柱和第二吸附柱，所述第一吸附柱和第二吸附柱分别与 分子筛过滤装置连通，在第一吸附柱和第二吸附柱与分子筛过滤装置连通的 管道中分别设置有第一阔门和第二阀门，在第一吸附柱连接第一阀门的管道 与第二吸附柱连接第二阀门的管道之间还设置有前置循环管道；在第一吸附 柱与压縮机装瓶机构连通的管道中串接有第三阔门和第九阀门，在第二吸附 柱与压縮机装瓶机构连通的管道中串接有第四阀门和第十阀门，在第三阀门 连接第九阀门的管道与第四阀门连接第十阀门的管道之间还设置有后置循环 管道，在前置循环管道和后置循环管道之间还设置有连通管，在前置循环管 道位于连通管的两端分别设置有第五阀门和第六阀门，在后置循环管道位于 连通管的两端分别设置有第七阀门和第八阔门。 、
4、 根据权利要求3所述的氩气提纯装置，其特征在于，在所述无氢脱氧 装置连接压縮机装瓶机构的管道中还并联设置有气体分析仪。
专利摘要本实用新型公开了一种氩气提纯装置，包括CO<sub>2</sub>过滤装置，该CO<sub>2</sub>过滤装置的输出管道中串接有无氢脱氧装置，该无氢脱氧装置包括可串/并联的两个吸附柱装置，该吸附柱装置包括壳体，壳体内装设有YBCO分子筛，在该吸附柱装置上还设置有加热装置，所述无氢脱氧装置的输出管道连接在压缩机装瓶机构上。本实用新型的无氢脱氧装置利用YBCO的氧呼吸性质，其工艺流程简单，设备投入少，操作方便，更重要的是无论在纯化过程中，还是纯化之后的再生过程中，YBCO分子筛都可以不用加氢气除氧或再生，因而不用安装后处理除水和除氢的装置，控制也简单，不易受外界因素的干扰，再加上YBCO催化作用，所以产品纯度极高。
文档编号C01B23/00GK201410351SQ20092008908
公开日2010年2月24日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者吴浩亮, 孟令启, 彭文芳, 徐如松, 王建勋, 雷明杰 申请人:郑州大学