高纯氦气氮气氩气氧气乙炔特种气体

高纯氩气的制备装置和方法，结合工业案例说明如何将普通工业氩气（99.9%）提纯到99.9999%（6N级），成本降低50%以上：

一、装置解析：三层“筛子”过滤杂质

专利装置是三级净化流水线（见流程图），核心是阶梯式除杂+智能再生：

1. 一级“除氧筛”（TY净化塔）

• 材料：碳基脱氧剂（如T3093型）

• 原理：像“活性炭吸甲醛”，在280℃高温下让氧气与碳反应 → O2+C→CO2

• 效果：氧气从3000ppm降至≤1ppm

2. 二级“脱水筛”（分子筛双塔XF1/XF2）

• 材料：13X分子筛（类似高效干燥剂）

• 原理：室温下吸附水分/二氧化碳

• 智能再生：双塔交替工作，一塔吸附时另一塔用成品氩气反冲+380℃加热排污（无需氢气）

3. 三级“终极净化”（HJ合金塔）

• 材料：锆铝合金（如ZrAl16）或海绵钛

• 原理：450~700℃下，杂质（氮气、烃类等）与金属反应生成固态化合物（如N2+Zr→ZrN）

• 效果：所有杂质≤0.1ppm

✅ 创新设计：

• 热能循环：一级塔出口气体经换热器（RJ1）降温，减少能耗

• 微电脑控制：自动切换吸附/再生模式（如电磁阀DF1-7的开关组合）

二、通俗流程：三步变废为宝

以某LED芯片厂处理工业氩气为例（原气含氧0.1%、水汽200ppm）：

步骤1：高温除氧（耗时30%）

• 动作：工业氩气进碳脱氧塔（280℃） → 氧变成CO2

• 数据：氧气从1000ppm→0.5ppm（达标）

步骤2：双塔脱水（智能切换）

• 效果：水汽从200ppm→1ppm，CO₂≤0.1ppm

步骤3：合金“锁杂质”

• 动作：气体进锆铝合金塔（550℃） → 氮气/烃类形成ZrN、TiC等固体

• 结果：产出99.9999%超纯氩气，杂质＜0.1ppm

三、实际案例：成都LED厂年省260万

背景痛点

• 原工艺：直接采购6N氩气（￥800/瓶），月耗2000瓶

• 成本高：年采购成本￥1920万，且运输风险大

改造方案（采用本专利）

1. 设备部署：

• 在车间建三级净化装置（占地10㎡）

• 直接对接工业氩气管道（99.9%纯度，￥200/瓶）

2. 运行数据：

   指标	改造前（外购6N氩）	改造后（自提纯）
   氩气成本	￥800/瓶	￥300/瓶（气源+电费）
   纯度	99.9999%	99.9999%（实测）
   能耗	-	电费￥18万/年
   年总成本	￥1920万	￥720万（气源）+￥18万

3. 效益：

• 年省￥1182万（设备投资￥350万，回本周期＜4个月）

• 芯片良率提升1.2%（因气体纯度稳定）

四、对比传统方法的颠覆优势

💎 总结：此技术像“氩气提纯界的阶梯分馏”，特别适合半导体厂、光伏企业、科研机构。中国作为工业气体消费大国，用此法可打破外资气体公司垄断，把普通工业气变“超纯气”。