专利名称：炭吸附净化氢气装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及吸附装置，具体涉及一种炭吸附净化氢气装置
背景技术：
晶体娃材料(包括多晶娃和单晶娃)是最主要的光伏材料，其市场占有率在90%以上，而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。我国多晶硅生产过程中存在产品物料和能量消耗过大的问题，这些问题的解决将会提高我国产品的竞争力。在多晶硅生产过程中，高纯度的氢气是重要的原料之一。目前制备高纯氢主要是下面两种工艺(I)变压吸附，该方法吸附效率较低，很难达到高纯度的要求；(2)变温吸附，该方法一般采用粗氢气冷却吸附剂进行吸附，解析时再用氢气加热活性炭。在活性炭被冷却过程中，由于温度没有降到吸附所需的温度导致氢气含量达不到工艺要求，造成氢气浪费。在再生的初期，需要消耗大量的高纯氢。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种炭吸附净化氢气装置，该装置采用活性炭作为吸附剂，通过载热体加热、冷却活性炭，解决了常用吸附剂在吸附和再生初期氢气消耗高的问题。本实用新型的技术解决方案是该净化氢气装置为吸附塔，由下封头、筒体、上封头构成塔体，在筒体下部设置活性炭支承格栅，在筒体内部位于下封头与支承格栅之间设置气体分布板，在气体分布板下部的下封头上设置至少一个气体进口，在下封头的下部设置排污口，在上封头设置至少一个气体出口，其特征在于在筒体的内部安装换热管，在筒体的外部安装夹套，在筒体下部设置导热油进口管，在筒体上部设置导热油出口管，在夹套上设置导热油进口和导热油出口。其中，在支承格柵上设置丝网。其中，在夹套与筒体之间的夹层内设置若干螺旋导流板。其中，在夹套的下部设置夹套排污口。工作时，在换热管之间填充吸附剂活性炭形成活性炭床层，含少量HC1、SiHCl3、SiCl4, N2, CO2、CO等组分的氢气从装置的底部气体进口通过气体分布板进入活性炭床层，杂质HC1、SiHCl3、SiC14等组分被活性炭吸附，杂质含量< Ippm氢气的氢气从装置上部的气体出口送到后续工段；当出口氢气含量达不到后续质量要求时，关闭粗氢气进入装置的气体进口，打开导热油(2000C 350°C )进口，导热油进入装置内的换热管和夹套，当装置内的活性炭达到一定温度后，用少量纯氢气对活性炭进行解析；解析完成后，再用冷导热油对装置进行冷却，待冷却到较低温度((TC 60°C)后，再次进行循环吸附和解吸。本实用新型具有以下优点1、由导热油加热和冷却吸附剂活性炭，减少氢气消耗；
2、装置内部设置换热管，传热效果好；3、采用变温吸附回收工艺，净化效果理想。
图I为本实用新型的剖面结构示意图。图中I气体进口，2排污口，3气体分布板，4下封头，5支撑格栅，6筒体，7导热油进口管，8夹套排污口，9导热油进口，10夹套，11螺旋导流板，12导热油出口，13上封头，14气体出口，15换热管，16导热油出口管，17吸附剂活性炭。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的技术解决方案，应理解，只是为了说明，而非以任何方式限制本实用新型的范围。为了叙述简便，说明中略去了管道上常规的阀门、装置上常规的管口、人孔、仪表接口、支座等附件，本行业的一般技术人员可根据需要进行设计。本行业的普通技术人员可以作出许多变型和改进，例如对装置的管口进行调整，改变换热管的形式，所有这些变型、调整、改进都应视为本实用新型的保护范围。如图I所示，该净化氢气装置为吸附塔，由下封头4、筒体6、上封头13构成塔体，在筒体6下部设置活性炭支承格栅5，在筒体6内部位于下封头4与支承格栅5之间设置气体分布板3,在气体分布板3下部的下封头4上设置至少一个气体进口 I,在下封头4的下部设置排污口 2，在上封头13设置至少一个气体出口 14，其特征在于在筒体6的内部安装换热管15，在筒体6的外部安装夹套10，在筒体6下部设置导热油进口管7，在筒体6上部设置导热油出口管16，在夹套10上设置导热油进口 12和导热油出口 9。其中，在支承格柵5上设置丝网。其中，在夹套10与筒体6之间的夹层内设置若干螺旋导流板11。其中，在夹套10的下部设置夹套排污口 8。工作时，在换热管15之间填充吸附剂活性炭17形成活性炭床层，含少量HC1、SiHCl3、SiCl4, N2, CO2、CO等组分的氢气从装置的底部气体进口 I通过气体分布板3进入活性炭床层，杂质HCl、SiHCl3、SiC14等组分被活性炭吸附，杂质含量< Ippm的氢气从装置上部的气体出口 14送到后续工段；当出口氢气含量达不到后续质量要求时，关闭粗氢气进入装置的气体进口 1，打开导热油(200°C 350°C)进口 12，导热油进入装置内的换热管15和夹套10，当装置内的活性炭达到一定温度后，用少量纯氢气对活性炭进行解析；解析完成后，再用冷导热油对装置进行冷却，待冷却到较低温度((TC 60°C )后，再次循环吸附和解吸。
权利要求1.炭吸附净化氢气装置，该净化氢气装置为吸附塔，由下封头(4)、筒体(6)、上封头(13)构成塔体，在筒体(6)下部设置活性炭支承格栅(5)，在筒体(6)内部位于下封头(4)与支承格栅(5)之间设置气体分布板(3)，在气体分布板(3)下部的下封头(4)上设置至少一个气体进口(1)，在下封头(4)的下部设置排污口(2)，在上封头(13)设置至少一个气体出口(14)，其特征在于在筒体(6)的内部安装换热管(15)，在筒体(6)的外部安装夹套(10)，在筒体(6)下部设置导热油进口管(7)，在筒体(6)上部设置导热油出口管(16)，在夹套(10)上设置导热油进口(12)和导热油出口(9)。
2.根据权利要求I所述的炭吸附净化氢气装置，其特征在于其中，在支承格柵(5)上设置丝网。
3.根据权利要求I所述的炭吸附净化氢气装置，其特征在于其中，在夹套(10)与筒体(6 )之间的夹层内设置若干螺旋导流板(11)。
4.根据权利要求I所述的炭吸附净化氢气装置，其特征在于其中，在夹套(10)的下部设置夹套排污口(8)。
专利摘要本实用新型公开了炭吸附净化氢气装置，该净化氢气装置为吸附塔，由下封头(4)、筒体(6)、上封头(13)构成塔体，筒体(6)下部设活性炭支承格栅(5)，筒体(6)内位于下封头(4)与支承格栅(5)之间设气体分布板(3)，下封头(4)上设气体进口(1)，下封头(4)的下部设排污口(2)，上封头(13)设气体出口(14)，筒体(6)内安装换热管(15)，筒体(6)外安装夹套(10)，筒体(6)下部设导热油进口管(7)，筒体(6)上部设导热油出口管(16)，夹套(10)上设导热油进口(12)和导热油出口(9)。本实用新型通过载热体加热、冷却活性炭，解决吸附剂在吸附和再生初期氢气消耗高的问题。
文档编号C01B3/56GK202358912SQ20112048647
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者夏俊辉, 王健, 王在良, 许如海 申请人:南京合创化工工程有限公司, 江苏科圣化工机械有限公司