CN216137011U - 一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，包括回热器、脱碳加热炉、脱碳催化炉、吸附筒、水洗筒、换热器和气液分离器，回热器分别连通于脱碳加热炉和水洗筒，脱碳加热炉通过脱碳催化炉连通于吸附筒，吸附筒连通于换热器，水洗筒通过换热器连通于气液分离器。本实用新型有益效果：本实用新型设置有吸附筒、水洗筒和气液分离器，吸附筒内设置有多种吸附剂，可将一些酸性物质吸附脱除，减少后续酸性液体的产生，水洗筒利用纯水吸收一部分酸性物质，减少酸性物质对后续管路的腐蚀影响，气液分离器使得气体与液体分离，减少带有腐蚀性液体对后续净化管道的腐蚀影响。

Description

一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置

技术领域

本实用新型涉及氩气处理技术领域,尤其是一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置。

背景技术

氩气回收净化装置是以单晶硅生产线排放的粗氩气为原料，净化提纯得到高纯氩气。净化部分主要由以下几个***组成：①增压除油***，主要将单晶硅生产线排放的粗氩气收集，经过初步除油后通过压缩机进行对其增压，然后通过静电除油、过滤器等进行精除油；②催化脱碳脱氧***，除油后的粗氩气进入回热器和脱碳加热器加热到一定温度，之后进入装有催化剂的脱碳催化炉内，在催化剂的作用下粗氩气含的一氧化碳、甲烷等碳氢化合物与氧气反应生成二氧化碳与水，之后高温粗氩气进入两个冷却器冷却至20℃左右，然后对原料粗氩气进行加氢除氧,在催化剂作用下，原料气中的氧气与外加的过量氢气反应，将氧气含量降低到高纯氩的要求；③后续深度净化***：之后富氩气进入后续净化***去除水和二氧化碳，然后进入低温精馏***利用低温精馏方法分离氩气中的氢气、氮气，最终得到高纯氩气。

现有富氩尾气回收方案运行一段时间后发现冷却器及其后的管道以出现腐蚀。多次补焊缝、更换冷却器，但都坚持不了多久就出现腐蚀。腐蚀后气体会通过冷却器进入循环水中，造成气体泄露，产量降低。同时，从安全性来说，由于设备管道都是高压的，一旦腐蚀穿透未被及时发现，有可能导致窒息性氩气的泄露和物理***，存在安全风险。另外，该问题造成了较高的维护成本，经常造成***不得不停机，带来较大经济损失。

腐蚀的存在使得设备和管道的强度降低，使得装置存在***的安全隐患。经过分析判断，带来腐蚀的原因如下：润滑油中含有氯基、硫基或氟基化合物，这些化合物含量甚微，在常温下腐蚀性很低或没有腐蚀性，因此实际应用过程中很难引起人们的注意，但携带微量润滑油的富氩尾气虽然经过粗除油和精除油，但仍有微量的润滑油未除干净，这部分润滑油在压缩机升温、在催化炉中被高温加热，在高温下发生分解产生含氯、氟、硫等元素的腐蚀性物质，这些物质的量不大，短时间对金属腐蚀性不明显，甚至在干燥的情况下不会对金属造成明显腐蚀。在本工艺中，催化炉后气体在换热器中冷却形成冷凝水，这些腐蚀性物质溶于水中，长期使用就会对换热器及管道造成明显腐蚀；是润滑油高温分解产生氟化氢、硫化氢、氯化氢等腐蚀性物质。

如图1所示为现有技术的氩气回收净化装置结构图，包括有回热器1、脱碳加热炉2、脱碳催化炉3和换热器6，回热器1通过脱碳加热炉2连通脱碳催化炉3，脱碳催化炉3连通于回热器1，回热器1连通换热器6后后续净化处理；现有技术中氩气净化回收工艺流程中没有酸性气体吸附去除装置和气液分离装置，这样容易使得酸性气体与水分结合成酸性液体对后续管路(换热器、回热器、冷却器及管道)造成腐蚀。

因此，对于上述问题有必要提出是一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供了是一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，以解决上述问题。

一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，包括回热器、脱碳加热炉、脱碳催化炉、吸附筒、水洗筒、换热器和气液分离器，所述回热器分别连通于所述脱碳加热炉和水洗筒，所述脱碳加热炉通过脱碳催化炉连通于吸附筒，所述吸附筒连通于所述换热器，所述水洗筒通过换热器连通于气液分离器。

优选地，所述吸附筒包括第一筒体和吸附剂，所述吸附剂设置在第一筒体内，所述第一筒体下部连通有第一进气口，所述第一进气口连通于所述脱碳催化炉，所述第一筒体的上部连通有第一出气口，所述第一出气口连通于所述回热器。

优选地，所述水洗筒包括第二筒体和喷淋头，所述喷淋头安装在第二筒体的内顶部，所述第二筒体的侧边下部设置有第二进气口，所述第二进气口连通于所述回热器，所述第二筒体的侧边上部设置有第二出气口，所述第二出气口连通于换热器。

优选地，所述喷淋头的上部连通有注水口，所述第二筒体的下部连通有第一污水排放口。

优选地，所述气液分离器包括分离筒，所述分离筒的中部侧边位置连通有第三进气口，所述分离筒的上部连通有第三出气口，所述第三进气口连通于换热器，所述分离筒的下部连通有第二污水排放口。

优选地，所述分离筒的内顶部设置有捕雾器，所述捕雾器下部连接有降液管。

优选地，所述分离筒设置有分液管，所述分液管与第三进气口连通。

优选地，所述分液管的圆周部设置有若干个通孔。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：本实用新型设置有吸附筒、水洗筒和气液分离器，吸附筒内设置有多种吸附剂，可将一些酸性物质吸附脱除，减少后续酸性液体的产生，水洗筒利用纯水吸收一部分酸性物质，减少酸性物质对后续管路的腐蚀影响，气液分离器使得气体与液体(带有腐蚀性液体)分离，减少带有腐蚀性液体对后续净化管道的腐蚀影响。

附图说明

图1是现有技术的的氩气回收装置结构图；

图2是本实用新型的防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置结构图；

图3是本实用新型的吸附筒结构图；

图4是本实用新型的水洗筒结构图；

图5是本实用新型的气液分离器结构图；

图中附图标记：1、回热器；2、脱碳加热炉；3、脱碳催化炉；4、吸附筒；5、水洗筒；6、换热器；7、气液分离器；401、第一筒体；402、吸附剂；403、第一进气口；404、第一出气口；501、第二筒体；502、喷淋头；503、第二进气口；504、第二出气口；505、注水口；506、第一污水排放口；701、分离筒；702、捕雾器；703、分液管；704、降液管；705、通孔；706、第三进气口；707、第三出气口；708、第二污水排放口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2并结合图3至图5所示，一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，包括回热器1、脱碳加热炉2、脱碳催化炉3、吸附筒4、水洗筒5、换热器6和气液分离器7，所述回热器1分别连通于所述脱碳加热炉2和水洗筒5，所述脱碳加热炉2通过脱碳催化炉3连通于吸附筒4，所述吸附筒4连通于所述回热器1，所述水洗筒5通过换热器6连通于气液分离器7。

进一步的，所述吸附筒4包括第一筒体401和吸附剂402，所述吸附剂402设置在第一筒体401内，所述第一筒体401下部连通有第一进气口403，所述第一进气口403连通于所述脱碳催化炉3，所述第一筒体401的上部连通有第一出气口404，所述第一出气口连通于所述回热器1。

采用进一步的技术方案有益效果：富氩尾气通过第一进气口403进入第一筒体401，通过吸附剂402将一些酸性腐蚀性物质吸附掉，然后通过第一出气口404进入回热器中，然后再进入水洗筒5内。

进一步的，所述水洗筒5包括第二筒体501和喷淋头502，所述喷淋头502安装在第二筒体501的内顶部，所述第二筒体501的侧边下部设置有第二进气口503，述第二进气口503连通于所述回热器1，所述第二筒体501的侧边上部设置有第二出气口504，所述第二出气口504连通于换热器6。

进一步的，所述喷淋头502的上部连通有注水口505，所述第二筒体501的下部连通有第一污水排放口506。

采用进一步的技术方案有益效果：富氩尾气通过第一进气口403进入第二筒体501内，纯水从注水口505通过喷淋头502喷洒出，对富氩尾气进行冲洗，使得富氩尾气中酸性物质冲掉并通过第一污水排放口506排放出去后处理，冲洗后的富氩尾气通过换热器进入气液分离器7。

进一步的，所述气液分离器7包括分离筒701，所述分离筒701的中部侧边位置连通有第三进气口707，所述分离筒701的上部连通有第三出气口707，所述第三进气口707连通于换热器6，所述分离筒701的下部连通有第二污水排放口708，第二污水排放口708连通排污管道。

进一步的，所述分离筒701的内顶部设置有捕雾器702，所述捕雾器702下部连接有降液管704。

进一步的，所述分离筒701设置有分液管703，所述分液管703与第三进气口706连通。

进一步的，所述分液管706的圆周部设置有若干个通孔705。

采用进一步的技术方案有益效果：富氩尾气进入气液分离器后在捕雾器的作用下，使得气液分离，分离出的液体通过第二污水排放口708排出去，分离出的气体通过第三出气口707进入后续净化管道。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：本实用新型设置有吸附筒4、水洗筒5和气液分离器7，吸附筒4内设置有多种吸附剂402，可将一些酸性物质吸附脱除，减少后续酸性液体的产生，水洗筒5利用纯水吸收一部分酸性物质，减少酸性物质对后续管路(换热器、回热器、冷却器及管道)的腐蚀影响，气液分离器7使得气体与液体(带有腐蚀性液体)分离，减少带有腐蚀性液体对后续净化管道的腐蚀影响。

其中管路包括有换热器、回热器、冷却器及管道的管路。

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。

催碳加热炉设置有加热管对富氩尾气进行加热，使得富氩尾气的碳化合物加热到反应温度时进入脱碳催化炉内在催化剂的作用下发生反应，生成二氧化碳和水，进而起到脱碳的作用。

工作原理：

富氩尾气净化步骤：富氩尾气通过回热器1进入脱碳加热炉2加热到一定温度后进入装有催化剂的脱碳催化炉3内，在催化剂的作用下粗氩气含的一氧化碳、甲烷等碳氢化合物与氧气反应生成二氧化碳与水，然后进入吸附筒内在吸附剂402(ET-2G型高温脱氯剂、ET-11型高温脱氟剂、ET-3型高温脱硫剂)的作用下，将氩气中含有的氟化氢、氯化氢、硫化氢等腐蚀性物质进行吸附脱除，减少氩气的酸性物质对后续(管路)冷却器及管道造成腐蚀影响；进入吸附筒4吸附脱除后通过回热器1进入水洗筒5内，利用纯水洗掉氩气中含有的酸性物质，冲洗完成后通过换热器6进入气液分离器7中分离出气体和液体，氩气进入气液分离器后在捕雾器702的作用下，使得气液分离，分离出的液体通过第二污水排放口708排出去，分离出的气体通过第三出气口707进入后续净化管道；在气液分离器7底部设置排水阀门，当气液分离器7底部积累一定水之后排出，这样可以进一步减少腐蚀性物质对后续管道的腐蚀。

另外将管路(换热器、回热器、冷却器及管道)采用铜质材料制成，腐蚀性物质对铜的腐蚀性弱于对碳钢和不锈钢的腐蚀性，对不锈钢的腐蚀性弱于对碳钢的腐蚀性，另外增加换热器6和回热器1的换热管和回热管的壁厚(壁厚从1mm改为1.5mm以上)，大大延长管路使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，其特征在于：包括回热器(1)、脱碳加热炉(2)、脱碳催化炉(3)、吸附筒(4)、水洗筒(5)、换热器(6)和气液分离器(7)，所述回热器(1)分别连通于所述脱碳加热炉(2)和水洗筒(5)，所述脱碳加热炉(2)通过脱碳催化炉(3)连通于吸附筒(4)，所述吸附筒(4)连通于所述回热器(1)，所述水洗筒(5)通过换热器(6)连通于气液分离器(7)。

2.如权利要求1所述的一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，其特征在于：所述吸附筒(4)包括第一筒体(401)和吸附剂(402)，所述吸附剂(402)设置在第一筒体(401)内，所述第一筒体(401)下部连通有第一进气口(403)，所述第一进气口(403)连通于所述脱碳催化炉(3)，所述第一筒体(401)的上部连通有第一出气口(404)，所述第一出气口连通于所述回热器(1)。

3.如权利要求1所述的一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，其特征在于：所述水洗筒(5)包括第二筒体(501)和喷淋头(502)，所述喷淋头(502)安装在第二筒体(501)的内顶部，所述第二筒体(501)的侧边下部设置有第二进气口(503)，所述第二进气口(503)连通于所述回热器(1)，所述第二筒体(501)的侧边上部设置有第二出气口(504)，所述第二出气口(504)连通于换热器(6)。

4.如权利要求3所述的一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，其特征在于：所述喷淋头(502)的上部连通有注水口(505)，所述第二筒体(501)的下部连通有第一污水排放口(506)。

5.如权利要求1所述的一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，其特征在于：所述气液分离器(7)包括分离筒(701)，所述分离筒(701)的中部侧边位置连通有第三进气口(706)，所述第三进气口(706)连通于换热器(6)，所述分离筒(701)的上部连通有第三出气口(707)，所述分离筒(701)的下部连通有第二污水排放口(708)。

6.如权利要求5所述的一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，其特征在于：所述分离筒(701)的内顶部设置有捕雾器(702)，所述捕雾器(702)下部连接有降液管(704)。

7.如权利要求5所述的一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，其特征在于：所述分离筒(701)设置有分液管(703)，所述分液管(703)与第三进气口(706)连通。

8.如权利要求7所述的一种防止富氩尾气腐蚀管路的氩气处理装置，其特征在于：所述分液管(703)的圆周部设置有若干个通孔(705)。

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