一種氬氣保護氣體淨化裝置的製作方法

2023-09-15 14:37:10

專利名稱：一種氬氣保護氣體淨化裝置的製作方法
技術領域：
1/2頁一種氬氣保護氣體淨化裝置技術領域[0001]本實用新型屬於一種高溫化學或冶金過程中保護氣體的預處理與淨化設備，具體涉及一種氬氣保護氣體淨化裝置。
背景技術：
[0002]由於鈽金屬的貴重性和化學性質較活潑的特點，此高溫工藝過程中一般採用Ar 氣氛保護，使金屬氧化損失儘量降低，而工業Ar氣中水分和氧含量較高，使金屬損失較為嚴重。[0003]目前，工業上普遍使用的氣體氣氛保護方式，基本都是採用單一的Ar、He、N2等氣體保護，而未對氣體進行預先、全面的除雜處理，導致實際生產和試驗過程中，樣品材料由於水汽、氧的存在而造成的不明損失。某些稀土金屬的生產和試驗領域中，採用了乾燥劑或除氧劑進行了保護氣體的預處理，但未採用全面的除雜處理，使氣體中仍含有其它雜質氣體如隊等，不能從根本上解決金屬的損失過大問題。發明內容[0004]本實用新型的目的是提供一種能夠滿足高溫化學和冶金試驗過程對Ar氣保護氣品質的要求的氬氣保護氣體淨化裝置。[0005]本實用新型是這樣實現的，一種氬氣保護氣體淨化裝置，它包括水汽去除容器，水汽去除容器的一端設有氬氣入口，水汽去除容器的中間設有金屬篩板，靠近氬氣入口的一側填充有弱吸水劑，金屬篩板的另一側填充有強吸水劑，水汽去除容器的另一端通過連接管與雜質氣體去除容器的一端連接，雜質氣體去除容器內填充有Ca顆粒，雜質氣體去除容器的另一端與氬氣出口連接，在雜質氣體去除容器的外部設有加熱器。[0006]所述的弱吸水劑為無水氯化鈣顆粒、無水氯化鎂顆粒或矽膠顆粒。[0007]所述的強吸水劑為P2O5、無水CuSO4或Ca屑。[0008]所述的雜質氣體去除容器(8)為耐中高溫的陶瓷容器或不鏽鋼容器。[0009]本實用新型的優點是，本實用新型可對Ar氣中的有害氣體(包括水汽和氧氣)進行吸附與反應而起到純化Ar氣體的效果。這樣在高溫化學試驗過程中可使純化後的Ar保護氣水氧含量低於200ppm，對合金起到氣氛保護作用而大大降低了高溫過程中金屬氧化、 氮化、碳化損失率。


[0010]圖1為本實用新型所提供的一種氬氣保護氣體淨化裝置示意圖。[0011]圖中，1氬氣入口，2水汽去除容器，3金屬篩板，4強吸水劑，5弱吸水劑，6Ca顆粒， 7連接管，8雜質氣體去除容器，9加熱器，10氬氣出口。
具體實施方式
3[0012]
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細介紹[0013]如圖1所示，一種氬氣保護氣體淨化裝置包括水汽去除容器2，水汽去除容器2的一端為氬氣入口 1，水汽去除容器2的中間安裝有金屬篩板3，靠近氬氣入口 1的一側填充有弱吸水劑5，弱吸水劑5包括無水氯化鈣顆粒、無水氯化鎂顆粒或矽膠顆粒，其裝入量應依照Ar氣體中的水含量來確定，水含量過高，則裝入量相對加大，反之，裝入量可適當減少。金屬篩板3的另一側填充有強吸水劑4，強吸水劑4包括P2O5、無水CuSO4或Ca屑等。 水汽去除容器2的另一端通過連接管7與雜質氣體去除容器8的一端連接，雜質氣體去除容器8內填充有Ca顆粒6，雜質氣體去除容器8的另一端與氬氣出口 10連接，在雜質氣體去除容器8的外部還安裝有加熱器9，可通過加熱器9對雜質氣體去除容器8進行加熱。[0014]本裝置將Ar氣罐或其它Ar氣源接口接入裝置的第一道屏障——水汽去除容器， 內從接口至出口處分層裝入弱吸水劑和強吸水劑，弱吸水劑和強吸水劑分層之間用金屬篩板隔開。該容器兩端均有開口，可封閉，也可打開，便於在需要時更換裡面的吸水劑。通過第一道屏障水汽去除容器後，初步淨化的Ar氣體通過管線流入第二道屏障——雜質氣體去除容器，在此容器內，未完全去除的H2OW2與N2 —道，可基本被完全除去。此容器需進行加熱到450 500°C，內裝大量鈣塊體、Ca屑或Ca顆粒。由於需對整個容器加熱，故該容器一般為耐中高溫的陶瓷容器或不鏽鋼容器等，其中容器兩端均有開口，可封閉，也可打開，便於在使用一段時間後更換裡面的Ca材料。通過這兩道屏障後，Ar氣從該裝置出口接入試驗裝置內進行Ar氣體置換，即可實現試驗裝置內的Ar氣保護氣氛控制。[0015]其中，對容器的尺寸沒有明確限制，只需按實際乾燥劑的裝入量來確定容器大小。[0016]將Ar氣保護氣氣瓶或氣源接口接入除氧除水裝置氣體入口，經除氧除水裝置雙重過濾後再流入試驗裝置，可對尚未進入試驗裝置的Ar氣進行淨化預處理。[0017]本實用新型可應用於高溫化學試驗中採用此裝置對Ar氣體進行淨化預處理，改善試驗氣氛。頁可用於其它工業領域中Ar氣保護氣體的除水乾燥、除氣除雜與預處理等方[0018]對未加以處理的Ar氣保護氣中的水、氧含量予以實地測量，通過ISG-56型水氧含量測定儀測定，常用的Ar氣保護氣中水氧含量均較高，一般可達IOOOppm以上，其中罐裝Ar 中質量稍高的一瓶Ar氣水氧含量仍分別為624ppm和531ppm。經C、N含量測量儀測定，N2 含量一般水平為300 500ppm。[0019]接入除氧除水小型裝置對Ar進行處理後，對從此裝置流出的Ar氣經ISG-56型水氧含量測定儀測定，Ar氣中的水汽和氧含量分別低於IOOppm和50ppm，經C、N含量測量儀測定，N2含量降低至50ppm以下水平。滿足高溫熔鹽萃取試驗Ar氣體保護氣雜質含量要求。[0020]試驗檢驗將此裝置接入反應系統進行Ar氣置換3次後，在800 900°C的條件下，進行Eu、Na、Nd等活潑金屬樣品的合金化試驗，合金化後，產物表面金屬光澤明顯，經檢測與計算，合金氧化損失率低於0. 05%。試驗檢驗進一步表明，經該裝置處理後的Ar氣保護氣完全滿足高溫熔鹽萃取試驗對試驗氣氛的要求。
權利要求1.一種氬氣保護氣體淨化裝置，其特徵在於它包括水汽去除容器O)，水汽去除容器 (2)的一端設有氬氣入口(1)，水汽去除容器O)的中間設有金屬篩板(3)，靠近氬氣入口(1)的一側填充有弱吸水劑(5)，金屬篩板(3)的另一側填充有強吸水劑G)，水汽去除容器(2)的另一端通過連接管(7)與雜質氣體去除容器(8)的一端連接，雜質氣體去除容器(8) 內填充有Ca顆粒(6)，雜質氣體去除容器(8)的另一端與氬氣出口(10)連接，在雜質氣體去除容器(8)的外部設有加熱器(9)。
2.如權利要求1所述的一種氬氣保護氣體淨化裝置，其特徵在於所述的弱吸水劑(5) 為無水氯化鈣顆粒、無水氯化鎂顆粒或矽膠顆粒。
3.如權利要求1所述的一種氬氣保護氣體淨化裝置，其特徵在於所述的強吸水劑(4) 為P2O5、無水CuSO4或Ca屑。
4.如權利要求1所述的一種氬氣保護氣體淨化裝置，其特徵在於所述的雜質氣體去除容器(8)為耐中高溫的陶瓷容器或不鏽鋼容器。
專利摘要本實用新型屬於一種氬氣保護氣體淨化裝置。它包括水汽去除容器，水汽去除容器的一端設有氬氣入口，水汽去除容器的中間設有金屬篩板，靠近氬氣入口的一側填充有弱吸水劑，金屬篩板的另一側填充有強吸水劑，水汽去除容器的另一端通過連接管與雜質氣體去除容器的一端連接，雜質氣體去除容器內填充有Ca顆粒，雜質氣體去除容器的另一端與氬氣出口連接，在雜質氣體去除容器的外部設有加熱器。其優點是，它可對Ar氣中的有害氣體(包括水汽和氧氣)進行吸附與反應而起到純化Ar氣體的效果。這樣在高溫化學試驗過程中可使純化後的Ar保護氣水氧含量低於200ppm，對合金起到氣氛保護作用而大大降低了高溫過程中金屬氧化、氮化、碳化損失率。
文檔編號C01B23/00GK202297136SQ20112034930
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者劉金生, 呂克強, 李迅, 李鴻亞, 楊廷貴, 陳世武, 韋和華 申請人:中核四○四有限公司