一种高纯氩气的提纯系统的制作方法

1.本技术涉及气体技术领域，尤其是涉及一种高纯氩气的提纯系统。


背景技术：

2.纯度是衡量气体质量的标准。作为惰性气体，氩气可以用作生产单晶和多晶的保护气体。初步分离提纯的氩气中通常含有少量氧气、氢气、一氧化碳和甲烷等杂质气体，为了满足市场的使用需求，需要将氩气进一步提纯。
3.在相关技术中，氩气高纯度提纯通常采用吸气剂纯化法，即在吸气剂中通入氩气，吸气剂可以与氩气中杂质气体形成稳定化合物，从而达到对氩气精制的效果。
4.针对上述中的相关技术，通过吸气剂纯化法提纯氩气的过程中，较多的杂质会使吸气剂消耗过快，导致吸气剂需要频繁更换，需要较多的辅助动作时间，影响氩气提纯的效率。因此，存在氩气提纯效率不高的问题。


技术实现要素：

5.为了减慢吸气剂的消耗速度，提高氩气提纯效率，本技术提供一种高纯氩气的提纯系统。
6.本技术提供的一种高纯氩气的提纯系统，采用如下的技术方案：
7.一种高纯氩气的提纯系统，沿气体输入方向依次包括气源瓶、燃烧仓、提纯仓和集气瓶，所述气源瓶中容纳有初步提纯的氩气，所述燃烧仓内设置有火花塞，所述火花塞用于引燃可燃气体，所述提纯仓内设置有吸收盒，所述吸收盒容纳有用于吸收氩气中的杂质气体的吸气剂，吸气剂所述集气瓶用于存储高纯度氩气。
8.通过采用上述技术方案，当需要减慢吸气剂消耗速度时，将初步提纯的氩气从气源瓶通入燃烧仓，火花塞引燃杂质气体中的部分可燃气体，燃烧消耗部分杂质气体后，然后将微量杂质气体的氩气通入提纯仓内的吸收盒，吸气剂吸收微量杂质气体即可获得高纯度氩气，减少了与吸气剂反应的杂质气体，从而减慢吸气剂的消耗速度，延长了吸气剂的使用时间，进而提高氩气提纯效率。
9.可选的，所述气源瓶与所述燃烧仓之间设置有第一管道，所述火花塞位于所述第一管道靠近所述燃烧仓一端的管口，所述燃烧仓上连通有氧气瓶，所述氧气瓶容纳有纯氧。
10.通过采用上述技术方案，当需要引燃可燃气体时，通过氧气瓶补充部分氧气，可以使第一管道中的可燃气体获得合适的氧气浓度，在火花塞的作用下引燃充分燃烧，转化成二氧化碳和水汽，从而燃烧消耗杂质气体中的部分可燃气体。
11.可选的，所述第一管道上设置有第一控制阀，所述氧气瓶与所述燃烧仓之间连通有补偿管，所述补偿管上设置有第二控制阀。
12.通过采用上述技术方案，当可燃气体需要燃烧时，通过调节第一控制阀调节可燃气体的流速和浓度，通过调节第二控制阀调节补偿氧气的流速和浓度，使可燃气体与氧气以合适流速和浓度进行混合后平静燃烧，避免可燃气体在氧气中剧烈燃烧，从而减少爆炸
事故发生，提高可燃气体燃烧的安全性，进而燃烧消耗杂质气体中的部分可燃气体。
13.可选的，所述火花塞靠近所述氧气瓶的一侧设置有挡板，所述挡板位于所述燃烧仓内，所述挡板用于阻挡氧气直喷至火花塞。
14.通过采用上述技术方案，当需要氧气瓶进行补偿时，挡板阻挡氧气瓶中的高浓度氧气直接与火花塞接触，延长氧气在燃烧仓内的扩散距离，使氧气浓度更加均匀，从而避免氧气浓度局部过高，进而提高可燃气体燃烧的安全性。
15.可选的，所述燃烧仓和所述提纯仓之间设置有除杂仓，所述除杂仓容纳有用于吸收杂质气体的吸收液，所述燃烧仓与所述除杂仓之间连通有第二管道，所述第二管道一端穿入所述除杂仓且端部浸入吸收液，所述除杂仓与所述提纯仓之间连通有第三管道。
16.通过采用上述技术方案，当需要除去气体中的水汽和二氧化碳时，气体由第二管道通入吸收液中，吸收液除去气体中的二氧化碳和水汽，将剩余气体导入第三管道中，从而减少进入第三管道中的部分杂质气体。
17.可选的，所述除杂仓内设置有铜棒，所述铜棒内穿设有加热丝，所述加热丝外接与电源。
18.通过采用上述技术方案，当需要除去气体中的氧气时，加热丝将铜棒加热至灼热状态，气体与灼热铜棒接触，氧气与铜棒形成氧化铜，从而吸收气体中的氧气，进一步减少气体中的杂质气体。
19.可选的，所述提纯仓内设置有分子筛，所述分子筛位于所述吸收盒靠近所述提纯仓气体输入的一面，所述分子筛用于干燥气体。
20.通过采用上述技术方案，当需要干燥气体时，气体通过分子筛，将大颗粒的水分子阻挡，从而降低气体中的水分，进而实现对气体的干燥。
21.可选的，所述提纯仓与所述集气瓶之间连通有第四管道，所述第四管道上设置有气体单向阀，所述气体单向阀仅向气体输入所述集气瓶的方向导通。
22.通过采用上述技术方案，当需要收集高纯度氩气时，第四管道中的高纯度氩气输入集气瓶中收集储存，气体单向阀可以防止集气瓶高纯氩气倒灌进入提纯仓内，从而保持集气瓶收集气体的稳定性。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1.通过采用上述技术方案，当需要减慢吸气剂消耗速度时，将初步提纯的氩气从气源瓶通入燃烧仓，火花塞引燃杂质气体中的部分可燃气体，燃烧消耗部分杂质气体后，然后将微量杂质气体的氩气通入提纯仓内的吸收盒，吸气剂吸收微量杂质气体即可获得高纯度氩气，减少了与吸气剂反应的杂质气体，从而减慢吸气剂的消耗速度，延长了吸气剂的使用时间，进而提高氩气提纯效率；
25.2.当需要引燃可燃气体时，通过氧气瓶补充部分氧气，可以使第一管道中的可燃气体获得合适的氧气浓度，在火花塞的作用下引燃充分燃烧，转化成二氧化碳和水汽，从而燃烧消耗杂质气体中的部分可燃气体；
26.3.当需要除去气体中的水汽和二氧化碳时，气体由第二管道通入吸收液中，吸收液除去气体中的二氧化碳和水汽，将剩余气体导入第三管道中，从而减少进入第三管道中的部分杂质气体。
附图说明
27.图1是本技术实施例提纯系统的整体机构示意图。
28.图2是本技术实施例提纯系统的内部结构示意图。
29.附图标记说明：1、气源瓶；11、第一管道；111、第一控制阀；2、燃烧仓；21、火花塞；22、第二管道；23、挡板；3、提纯仓；31、吸收盒；32、分子筛；33、第三管道；34、第四管道；341、气体单向阀；4、集气瓶；5、氧气瓶；51、补偿管；511、第二控制阀；6、除杂仓；61、铜棒；611、加热丝；62、隔板。
具体实施方式
30.以下结合附图1-2，对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种高纯氩气的提纯系统。参照图1和图2和图2，提纯系统沿气体输入的方向依次包括气源瓶1、燃烧仓2、提纯仓3和集气瓶4。气源瓶1是一种储气容器，可以是储气罐也可以是气体钢瓶，本实施例中为气体钢瓶，气源瓶1内储存有初步提纯的氩气，氩气中混有少量氧气、氢气、一氧化碳和甲烷等杂质气体，杂质气体约占0.01%。燃烧仓2为长方形箱体，燃烧仓2的内壁固定连接有火花塞21，火花塞21通电在高压电流下短暂击穿产生火花，可以引燃杂质气体中的少量的氢气、一氧化碳和甲烷等可燃气体，使少量的可燃气体与少量氧气混合，和大量氩气保护气中燃烧消耗，减少杂质气体的含量，使氩气纯度更高。提纯仓3为长方形箱体，提纯仓3内壁固定连接有吸收盒31，吸收盒31上开设有通气微孔（图中未画出），可以使气体透过，吸收盒31容纳有吸气剂，吸气剂可以吸收氩气中残留的微量杂质气体，并将进一步提纯的高纯度氩气通入集气瓶4中储存，集气瓶4为一种气体容器，可以是储气罐也可以是气体钢瓶，本实施例中使用气体钢瓶。
32.当需要减少氩气中的杂质气体时，将气源瓶1中含有杂质气体的初步提纯的氩气通入燃烧仓2中，通过火花塞21引燃杂质气体中的少量可燃气体，使可燃气体燃烧消耗，减少氩气中的杂质气体，再将剩余的氩气和微量的杂质气体通入提纯仓3内，从吸收盒31的一侧透过吸收盒31到达吸收盒31的另一侧，氩气中的微量杂质气体经过吸收盒31中的吸气剂被吸收，将高纯度的氩气通入集气瓶4中储存。在上述氩气提纯过程中，燃烧仓2先消耗了一部分氩气中的杂质气体，减少了进入吸气剂中的杂质气体，从而减慢吸气剂的消耗速度，增加吸气剂的使用时长，进而提高氩气提纯效率。
33.参照图2，燃烧仓2与气源瓶1之间连通有第一管道11，第一管道11的一端连通于气源瓶1，第一管道11的另一端连通于燃烧仓2的顶面，火花塞21位于第一管道11的管口处，火花塞21可以引燃杂质气体中少量的可燃气体，第一管道11上穿设有第一控制阀111，第一控制阀111可以调节气源瓶1内的气体进入燃烧仓2的流速；燃烧仓2的顶面还固定连接有氧气瓶5，氧气瓶5内储存有纯氧，氧气瓶5可以补充燃烧仓2内的氧气浓度，使可燃气体可以充分燃烧，氧气瓶5与燃烧仓2通过补偿管51连通，补偿管51上穿设有第二控制阀511，第二控制阀511可以调节氧气进入燃烧仓2的流速。通过调节第一控制阀111和第二控制阀511，可以调节少量氢气、一氧化碳和甲烷等可燃气体与氧气的配比，使少量的可燃气体以合适的配比在合适的氧气浓度下进行充分燃烧，转化成水蒸气和二氧化碳，既可以使少量可燃气体在燃烧仓2内充分燃烧消耗，也可以避免可燃气体的体积分数落在爆炸极限内发生爆炸。
34.参照图2，燃烧仓2的内壁顶面一体成型有挡板23，挡板23位于火花塞21靠近氧气
瓶5的一面，挡板23可以阻挡氧气瓶5中的纯氧直喷至火花塞21，避免可燃气体与高浓度氧气直接混合发生爆炸，同时，挡板23使氧气在燃烧仓2内扩散，降低氧气的浓度，从而使氧气均匀参与可燃气体的助燃。
35.参照图2，燃烧仓2和提纯仓3之间连接有除杂仓6，燃烧仓2和除杂仓6之间连通有第二管道22，提纯仓3和除杂仓6之间连通有第三管道33，除杂仓6内壁底面一体成型有隔板62，隔板62将除杂仓6分为第一腔室和第二腔室，第一腔室的底部盛有可以吸收二氧化碳的吸收液，本实施例中为氢氧化钠溶液，第一管道11的一端穿入除杂仓6的顶面且端部浸入吸收液的液面以下，燃烧仓2内的水蒸气通入吸收液中混合，燃烧仓2内的二氧化碳则被吸收液吸收。第二腔室的内壁顶面螺纹连接有铜棒61，铜棒61内嵌设有加热丝611，加热丝611与外接电源相连，加热丝611通电产生热量，使铜棒61加热成灼热状态，燃烧仓2内多余的氧气通入除杂仓6内可以与灼热的氧化铜反应生成氧化铜，从而出去杂质气体中的氧气，然后将剩余的氩气通入提纯仓3中。
36.参照图2，第三管道33远离除杂仓6的一端连通于提纯仓3的底面，吸收盒31位于提纯仓3内壁中部，提纯仓3的底部内壁还固定连接有分子筛32，分子筛32是一种包含有精确和单一的微小孔洞的材料，用于干燥第三管道33中的气体，经过分子筛32吸附掉的氩气中的水分子，使氩气的含水量小于1ppm，再将干燥后的氩气经过吸收盒31中的吸气剂吸收，可以获得高纯度氩气。
37.参照图2，提纯仓3和集气瓶4之间连通有第四管道34，第四管道34上固定安装有气体单向阀341，气体单向阀341仅沿输入集气瓶4的方向导通，可以使提纯仓3内的高纯度氩气通入集气瓶4中进行收集，同时也可以防止集气瓶4中的高纯度氩气倒灌进入提纯仓3内，从而保持集气瓶4储存高纯度氩气的稳定性。
38.本技术实施例一种高纯氩气的提纯系统的实施原理：当需要减少氩气中的杂质气体时，将气源瓶1中含有杂质气体的初步提纯的氩气通入燃烧仓2中，通过火花塞21引燃杂质气体中的少量可燃气体，使可燃气体燃烧消耗，转化成水汽和二氧化碳，再将气体通入除杂仓6内的吸收液中，水汽溶解于吸收液中，二氧化碳被吸收液吸收，剩余的氩气、少量氧气等杂质气体浮出吸收液表面，与电热丝加热的灼热铜棒61反应，消耗氧气，然后气体通入提纯仓3内，经过分子筛32干燥后进入吸收盒31，吸收液将微量杂质气体吸收，将高纯度的氩气经过气体单向阀341输入集气瓶4中储存。在上述氩气提纯过程中，燃烧仓2先将杂质气体中部分可燃气体转化成水汽和二氧化碳，再在除杂仓6中除去多余的水汽、二氧化碳和氧气，通过分子筛32干燥，先减少氩气中的大部分杂质气体，最后将微量杂质气体与吸收剂反应吸收，获得高纯度氩气，减少了进入吸气剂中的杂质气体，从而减慢吸气剂的消耗速度，增加吸气剂的使用时长，进而提高氩气提纯效率。
39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。