SE463149B - SUPER CLEANING DEVICE FOR PURIFICATION OF NITROGEN GAS AND SUITABLE FOR SUPERRANE NITROGEN GAS - Google Patents

Description

465 149 10 15 20 25 30 35 2 _oxidera kolmonoxid, kolväten, väte och liknande till koldioxid och vatten och sedan avlägsna föroreningarna genom adsorption med användning av en zeolit-molekylsikt, aktivt träkol eller liknande för gasrening. Om man skall erhålla högrent kväve på enkelt sätt är dessa gasrenare lämpliga och används därför i stor omfattning. Oxidize carbon monoxide, hydrocarbons, hydrogen and the like to carbon dioxide and water and then remove the impurities by adsorption using a zeolite molecular sieve, activated charcoal or the like for gas purification. If high-purity nitrogen is to be obtained in a simple manner, these gas purifiers are suitable and are therefore used extensively.

Föroreningarna i den gas som renas med denna exi- sterande utrustning är enligt tillverkarnas broschyrer allmänt såsom följer: Fukt (daggmmkt -80°C) Beståndsdel Syre Kolväte Koldioxid ppm <0,l <0,l För detta ändamål har användning av väte-ockluderande legeringar, nämligen Ti-Mn, Ti-Fe, och lantanoid-Ni-lege- ringar, föreslagits i den publicerade japanska patent- ansökan 156308/1982. De har emellertid misslyckats med att rena kväve över ovannämnda nivå.The pollutants in the gas purified with this existing equipment are according to the manufacturers' brochures generally as follows: Moisture (dew / mp -80 ° C) Ingredient Oxygen Hydrocarbon Carbon dioxide ppm <0, l <0, l alloys, namely Ti-Mn, Ti-Fe, and lanthanoid-Ni alloys, have been proposed in published Japanese patent application 156308/1982. However, they have failed to purify nitrogen above the above level.

PROBLEM SOM UPPFINNINGEN AVSER ATT LÖSA De kommersiellt tillgängliga gasreningsanordningarna är, såsom nämnts ovan, enkla, bekväma och effektiva för erhållande av högren kvävgas. De framsteg som gjorts på senare tid inom halvledarindustrin indikerar emellertid att det kommer att krävas mera exakt mikrodatorbehandling och följaktligen kvävgas av ändå högre renhet för framtida produktion av högintegrerade kretsar. Det är faktiskt så att det redan finns en stark efterfrågan på högren gas för provningsändamål. Det tekniska problem som förelig- gande uppfinning avser att lösa är sänkning av de nu- varande föroreningshalterna enligt tidigare känd teknik till mycket lägre nivåer, med en tiopotens i miljondelar.PROBLEMS PROVIDED TO SOLVE THE INVENTION The commercially available gas purification devices are, as mentioned above, simple, convenient and efficient for obtaining highly pure nitrogen gas. Recent advances in the semiconductor industry, however, indicate that more precise microcomputer processing will be required and, consequently, will be stifled by even higher purity for future production of highly integrated circuits. In fact, there is already a strong demand for high-purity gas for testing purposes. The technical problem which the present invention intends to solve is the reduction of the current pollution levels according to the prior art to much lower levels, with a ten-potency in parts per million.

MEDEL FÖR ATT LÖSA PROBLEMET Vi har intensivt studerat medel för rening av kvävgas för att sänka dess föroreningskoncentrationer med en tio- potens i ppm vardera från de ovan angivna vanliga nivåerna. 10 15 20 25 30 35 3 465 149 Som ett resultat härav har en anordning och ett sätt fram- bringats, vilka har förmåga att rena den konventionellt re- nade gasen med hög renhet till en ändå högre renhet. Före- liggande uppfinning har nu genomförts på denna grundval.MEASURES TO SOLVE THE PROBLEM We have intensively studied nitrogen purification agents to reduce their pollutant concentrations by one ten-potency in ppm each from the usual levels indicated above. As a result, a device and method have been developed which are capable of purifying the conventionally purified gas of high purity to an even higher purity. The present invention has now been practiced on this basis.

Anordningen enligt uppfinningen är en superrenings- anordning för rening av kvävgas, som innehåller förore- ningar, vilken anordning inbegriper ett ytterhölje, som är försett med ett inlopp för kvävgas som skall renas, ett utlopp för renad kvävgas, och en gasflödespassage, som förbinder gasinloppet och -utloppet, minst en getter- kammare, vilken innehåller en getterlegering, som består av 15-30 vikt% järn och 85-70 anordnad i gasflödespassagen, vikt% zirkonium och som är vilken getterkammare inbe- griper minst en patron, som innefattar en perforerad me- tallbehållare packad med gettern och som är borttagbart installerad i ytterhöljet så att den lätt kan ersättas med en ny, varvid det material hos anordningen med vilket kvävgasen kommer i kontakt, är sådant att den innerväggs- yta som kommer i kontakt med gasen har polerats till en ytojämnhet (Ra) av 0,5 pm eller mindre uttryckt som medel- ytavvikelsen, som ges av medelamplituden över hela mät- sektionen, samt organ för att hålla gettern vid en tempe- ratur av 20-500°C.The device according to the invention is a super-purification device for purifying nitrogen gas, which contains pollutants, which device comprises an outer casing, which is provided with an inlet for nitrogen gas to be purified, an outlet for purified nitrogen gas, and a gas flow passage, which connects the gas inlet. and the outlet, at least one getter chamber, which contains a getter alloy, which consists of 15-30% by weight of iron and 85-70 arranged in the gas flow passage,% by weight of zirconium and which is which getter chamber comprises at least one cartridge, which comprises a perforated metal container packed with the getter and which is removably installed in the outer casing so that it can be easily replaced with a new one, the material of the device with which the nitrogen gas comes into contact being such that the inner wall surface which comes into contact with the gas has polished to a surface roughness (Ra) of 0,5 μm or less expressed as the mean surface deviation, given by the mean amplitude over the whole measuring section, and means for keeping goats n at a temperature of 20-500 ° C.

Sättet enligt uppfinningen är ett sätt att superrena kväve, kännetecknat därav, att renat kväve leds genom en getterbädd, som inbegriper en getter av en legering av 15-30 vikt% järn och 85-70 vikt% zirkonium vid en tempera- tur av 20-500°C, varvid gettern är inrymd i en eller flera patroner hos en superreningsanordning enligt ovan.The method according to the invention is a method of super-pure nitrogen, characterized in that purified nitrogen is passed through a goat bed, which comprises a goat of an alloy of 15-30% by weight of iron and 85-70% by weight of zirconium at a temperature of 20-. 500 ° C, the getter being housed in one or more cartridges of a super-purifier as above.

Som getter för användning vid uppfinningen, vilken getter är en legering bestående av 15-30 vikt% järn och 85-70 vikt% zirkonium, kan man utnyttja den som beskrivs i US patentskriften 4 306 887.As goats for use in the invention, which goats are an alloy consisting of 15-30% by weight of iron and 85-70% by weight of zirconium, one can use the one described in U.S. Patent No. 4,306,887.

Med hänsyn till egenskaperna hos gettern av järn- -zirkoniumlegering, som inte adsorberar kväve utan adsor- berar andra föroreningar selektivt, består en särskilt lämplig getter av en legering av 22-25 vikt% järn och 75-78 vikt% zirkonium. 463 149 10 15 20 25 30 35 4 Gettern av en sådan järn-zirkoniumlegering är i huvudsak icke-adsorberande med avseende på kväve, men adsorberar och avlägsnar praktiskt taget fullständigt föroreningar, såsom koldioxid, fukt och väte vid en temperatur av 20-500°C.In view of the properties of the iron-zirconium alloy goats, which do not adsorb nitrogen but selectively adsorb other impurities, a particularly suitable goat consists of an alloy of 22-25% by weight of iron and 75-78% by weight of zirconium. 463 149 10 15 20 25 30 35 4 The getter of such an iron-zirconium alloy is substantially non-adsorbent with respect to nitrogen, but almost completely adsorbs and removes impurities such as carbon dioxide, moisture and hydrogen at a temperature of 20-500 ° C.

Det är lämpligt att järn-zirkoniumkompositionen varierar från 15 till 30 vikt% järn och från 85 till 70 vikt% zirkonium. Vid högre zirkoniumhalt börjar lege- ringen sorbera påtagliga mängder kväve, vilken gas skall renas och inte sorberas, medan vid lägre halt zirkonium effektiviteten för borttagning (sorption) av aktiva gaser från kvävet reduceras väsentligt.It is suitable that the iron-zirconium composition varies from 15 to 30% by weight of iron and from 85 to 70% by weight of zirconium. At a higher zirconium content, the alloy begins to sorb significant amounts of nitrogen, which gas must be purified and not sorbed, while at a lower zirconium content the efficiency for removal (sorption) of active gases from the nitrogen is significantly reduced.

Det är önskvärt att getterlegeringen används i form av en intermetallisk förening, som lätt pulveriseras och kan hanteras enkelt. Vidare gör den ökade ytarean det pulverformiga materialet mera aktivt.It is desirable that the getter alloy be used in the form of an intermetallic compound, which is easily pulverized and can be easily handled. Furthermore, the increased surface area makes the powdered material more active.

Sättet för framställning av en sådan legering kan allmänt ansluta sig till det förfarande som beskrivs i US patentskriften 4 312 669, som visar tillverkning av en ternär järn-zirkonium-vanadinlegering. Genom att följa till- sättningen av vanadin, kan en önskad legering framstäl- praktiskt taget samma förfarande, men utelämna las. Kommersiellt tillgängliga produkter, som framställs och säljs av SAES Getters S.p.A. i Milano, Italien, är lämpliga för denna användning.The method of making such an alloy may be generally related to the process described in U.S. Patent No. 4,312,669, which discloses the manufacture of a ternary iron-zirconium-vanadium alloy. By following the addition of vanadium, a desired alloy can produce virtually the same process, but omit las. Commercially available products, manufactured and sold by SAES Getters S.p.A. in Milan, Italy, are suitable for this use.

Den binära getterlegeringen packas i minst en bädd- zon, som är anordnad mitt i en gasflödespassage, som förbinder ett inlopp för oren kvävgas och ett utlopp för renad kvävgas hos ett ytterhölje. Getterbädden är kombinerad med ett upphettningsorgan, som är förenat med ytterhöljet, för att hålla gettern vid dess adsorptions- reaktionstemperatur och utgör de väsentliga delarna hos kvävesuperreningsanordningen enligt uppfinningen. Kväve som skall renas leds genom denna superreningsanordning så att dess föroreningar bringas i kontakt med gettern och avlägsnas genom adsorption, 10 15 20 25 30 35 465 149 5 Den getter som packas i kammaren har företrädesvis formen av pellets i stället för fina partiklar, eftersom det förra lättare åstadkommer tillräckliga mellanrum för gasflödet. Getter i form av pellets med enhetlig storlek i stället för små klumpar med oregelbunden storlek gör det även lättare att upprätthålla ett konstant hålrums- förhållande i getterbädden, att konstruera anordningen, och att få bra prestanda som är reproducerbara. Fastän sålunda getter i form av fina partiklar eller små klumpar inte uteslutes, föredrages användningen av pelleterad getter, som är pressformad av legeringspulver, eftersom den bättre uppfyller kraven på industriell utformning och tillverkning av kvävesuperrenaren.The binary getter alloy is packed in at least one bed zone, which is arranged in the middle of a gas flow passage, which connects an inlet for crude nitrogen gas and an outlet for purified nitrogen gas in an outer casing. The goat bed is combined with a heating means, which is connected to the outer casing, to keep the goat at its adsorption reaction temperature and constitute the essential parts of the nitrogen purification device according to the invention. Nitrogen to be purified is passed through this super-purifier so that its contaminants are brought into contact with the goats and removed by adsorption. The goats packed in the chamber are preferably in the form of pellets instead of fine particles, since it the former more easily provides sufficient intervals for the gas flow. Goats in the form of pellets of uniform size instead of small lumps of irregular size also make it easier to maintain a constant cavity ratio in the getter bed, to construct the device, and to obtain good performance that is reproducible. Thus, although goats in the form of fine particles or small lumps are not excluded, the use of pelletized goats, which are compression molded from alloy powder, is preferred because it better meets the requirements of industrial design and manufacture of the nitrogen supernatant.

De upphettningsorgan som skall införlivas i anord- ningen enligt uppfinningen för att hålla gettern till- räckligt varm för adsorptionsreaktionen, kan vara ut- formade på olika sätt, såsom kommer att förklaras senare i samband med föredragna utföringsformer av uppfinningen.The heating means to be incorporated in the device according to the invention in order to keep the goat sufficiently warm for the adsorption reaction can be designed in different ways, as will be explained later in connection with preferred embodiments of the invention.

Upphettningsmetoden kan vara elektrisk upphettning eller indirekt upphettning med användning av ett upphettnings- medium, som cirkuleras genom en dubbelväggsstruktur eller liknande. Likaså kan upphettningszonen lämpligen väljas exempelvis i gasförvärmningsomrâdet uppströms om getterbädden eller -kammaren, eller omkring eller inuti gettermassan. Eftersom det är önskvärt att tillräcklig upphettning sker för att åstadkomma en jämn adsorptions- reaktion hos gettern med gasen och skapa en så enhetlig temperaturfördelning som möjligt, kan kombinationen av upphettningsmetoden och -zonen varieras i enlighet med vad som är nödvändigt för att på bästa sätt uppnå ända- målet.The heating method may be electric heating or indirect heating using a heating medium which is circulated through a double wall structure or the like. Likewise, the heating zone can be suitably selected, for example, in the gas preheating area upstream of the getter bed or chamber, or around or inside the getter mass. Since it is desirable that sufficient heating take place to effect an even adsorption reaction of the goat with the gas and to create as uniform a temperature distribution as possible, the combination of the heating method and zone may be varied according to what is necessary to best achieve the purpose.

Getterkammaren i anordningen enligt uppfinningen inbegriper minst en patron, som är packad med getter- materialet och som är anpassad att borttagbart anord- nas i ytterhöljet för att göra ett utbyte enkelt. 463 149 10 15 20 25 30 35 6 Getterkomponenterna enligt uppfinningen adsorberar och avlägsnar föroreningar från oren kvävgas genom kemisk adsorption, som inbegriper kemiska förändringar. De för- brukas därför stökiometriskt och har begränsad livslängd.The getter chamber in the device according to the invention comprises at least one cartridge, which is packed with the getter material and which is adapted to be removably arranged in the outer casing to make a replacement easy. The getter components of the invention adsorb and remove contaminants from crude nitrogen by chemical adsorption, which involves chemical changes. They are therefore consumed stoichiometrically and have a limited service life.

Efter användning under en förutbestämd period måste gettern ersättas med en ny. I annat fall kommer ända- målet att superrena kvävgas inte längre att uppnås. För detta ändamål kan superrenaren, som inbegriper ytter- höljet packat med gettern, hanteras som en enda enhet och ersättas som sådan från tid till annan. Det är också möjligt att i stället fylla gettern i en patron och montera bort patronen från ytterhöljet för utbyte vid lämpliga tidsintervaller.After use for a predetermined period, the getter must be replaced with a new one. Otherwise, the purpose of super-pure nitrogen will no longer be achieved. For this purpose, the super-cleaner, which includes the outer casing packed with the goat, can be handled as a single unit and replaced as such from time to time. It is also possible to instead fill the getter in a cartridge and remove the cartridge from the outer casing for replacement at appropriate time intervals.

Patronen har ett metallhölje, som är perforerat för att underlätta gasflödet.The cartridge has a metal housing, which is perforated to facilitate gas flow.

Eftersom superrenaren enligt uppfinningen är avsedd att rena kväve tills koncentrationerna hos dess bestånds- delar som föroreningar är reducerade till 0,01 ppm eller mindre vardera, är det tillrådligt att den del av anord- ningens innervägg varmed den renade gas, som utträder ur getterkammaren, kommer i kontakt utföres av en metall, som är polerad på ytan och är tillräckligt finkornig och slät för att minimera gasadsorption och som inte bildar pulver pà grund av korrosion. Dylika metaller inbegriper t ex, men är inte begränsade till, rostfria stål och sådana legeringarna som Hastelloy, Incoloy och Monel-metall. Andra metallmaterial, som uppfyller ovanstående krav, kan väljas på lämpligt sätt och an- vändas.Since the supercleaner of the invention is intended to purify nitrogen until the concentrations of its constituents as impurities are reduced to 0.01 ppm or less each, it is advisable that the part of the inner wall of the device with which the purified gas exits the getter chamber comes into contact is made of a metal, which is polished on the surface and is fine-grained and smooth enough to minimize gas adsorption and which does not form powder due to corrosion. Such metals include, but are not limited to, stainless steels and alloys such as Hastelloy, Incoloy, and Monel metal. Other metal materials that meet the above requirements can be appropriately selected and used.

Såsom angivits ovan, är det önskvärt att inner- väggsmaterialet hos anordningen som kommer i kontakt med den renade kvävgasen har en tät och slätpolerad yta för att minimera gasadsorption. Släthetsgraden hos den polerade ytan definieras numeriskt så att råheten hos den innerväggsyta som bringas i kontakt med kväv- gas är 0,5 um eller mindre, företrädesvis 0,25 um 10 15 20 25 30 35 465 149 7 eller mindre angivit som medelytavvikelsen (Ra) [Japa- nese Industrial Standard (JIS) B @60l-1970].As stated above, it is desirable that the inner wall material of the device that comes into contact with the purified nitrogen gas have a dense and smooth polished surface to minimize gas adsorption. The degree of smoothness of the polished surface is defined numerically so that the roughness of the inner wall surface which is brought into contact with nitrogen gas is 0.5 μm or less, preferably 0.25 μm or less indicated as the mean surface deviation (Ra ) [Japanese Industrial Standard (JIS) B @ 60l-1970].

Fastän det polerade innerväggsmaterialet lämpligen används i den zon där den gas som strömmar ut ur patron- kammaren kommer i kontakt med materialet, är det natur- ligtvis möjligt att också använda materialet i den zon där den gas som passerar genom patronen kommer i kontakt -med materialet. I många fall är det ganska olägligt att använda det polerade materialet enbart i den zon där den gas som har strömmat förbi patronen kommer i kontakt med materialet. Ytpoleringen och bränningen avkortar markant den tid som krävs innan högrenad gas börjar er- hållas med konstant hastighet, även från en ny anord- ning.Although the polished inner wall material is suitably used in the zone where the gas flowing out of the cartridge chamber comes into contact with the material, it is of course possible to also use the material in the zone where the gas passing through the cartridge comes into contact with the material. In many cases, it is quite inconvenient to use the polished material only in the zone where the gas that has flowed past the cartridge comes into contact with the material. The surface polishing and firing significantly shortens the time required before highly purified gas begins to be obtained at a constant speed, even from a new device.

Vid anordningen enligt föreliggande uppfinning kan medlen för att lösa det aktuella tekniska problemet utformas på olika sätt, såsom antytts ovan. Det skall förstås att uppfinningen inte är begränsad till de hit- tills beskrivna, specifika utföringsformerna, utan olika modifikationer kan göras utan att man avviker från upp- finningens ram. I Vid sättet enligt uppfinningen är det väsentligt att den kvävgas som skall renas leds genom bädden av en metalloxid-oxidationskatalysator vid dess oxidations- reaktionstemperatur. Anledning till detta är avsaknaden av adsorptionsförmága hos den getter som används vid uppfinningen med avseende på metan och andra kolväten genom omvandling av kolvätena och kolmonoxid som finns i kvävgasen till vatten och koldioxid och borttagning av det mesta av dem genom adsorption genom passagen genom en adsorbentbädd av zeolit-molekylsikt eller lik- nande.In the device according to the present invention, the means for solving the current technical problem can be designed in different ways, as indicated above. It is to be understood that the invention is not limited to the specific embodiments described so far, but various modifications may be made without departing from the scope of the invention. In the process of the invention, it is essential that the nitrogen gas to be purified be passed through the bed of a metal oxide oxidation catalyst at its oxidation reaction temperature. This is due to the lack of adsorption capacity of the goats used in the invention with respect to methane and other hydrocarbons by converting the hydrocarbons and carbon monoxide present in the nitrogen gas to water and carbon dioxide and removing most of them by adsorption through the passage through an adsorbent bed of zeolite molecular sieve or the like.

Den kvävgas som renats till låg föroreningshalt på känt sätt leds genom en getterbädd, som är packad 463 149 10 15 20 25 30 35 8 med en getter av en legering bestående av 15-30 vikt% järn och 85-70 vikt% zirkonium och som hålls vid en temperatur i området 20-500°C, så att de föroreningar som finns i kvävet bortadsorberas. Om den reaktions- temperatur, vid vilken föroreningarna avlägsnas genom adsorption från kvävgasen i getterbädden, ligger under 20°C adsorberas föroreningarna av getterytan, men kan inte förväntas diffundera in i gettermassan. Adsorp- tionen upphör sålunda praktiskt taget vid mättnadstill- stånd på ytan utan att man gör full användning av getter- kapaciteten. I det angivna omrâdet 20-500°C adsorberar gettern i full utsträckning och tillåter föroreningarna att diffundera in i densamma. Getterns skenbara livs- längd förlängs följaktligen.The nitrogen gas purified to a low impurity content in a known manner is passed through a getter bed, which is packed 463 149 10 15 20 25 30 35 8 with a getter of an alloy consisting of 15-30% by weight of iron and 85-70% by weight of zirconium and which kept at a temperature in the range 20-500 ° C, so that the impurities present in the nitrogen are absorbed away. If the reaction temperature at which the contaminants are removed by adsorption from the nitrogen gas in the getter bed is below 20 ° C, the contaminants are adsorbed by the getter surface, but cannot be expected to diffuse into the getter mass. The adsorption thus practically ceases in the case of saturation conditions on the surface without making full use of the getter capacity. In the specified range 20-500 ° C, the goat fully adsorbs and allows the impurities to diffuse into it. The apparent lifespan of the goat is consequently extended.

I temperaturområdet över 500°C adsorberas à andra sidan kvävgas lätt av gettern. Inställning av en reak- tionstemperatur över 500°C är därför olämplig.In the temperature range above 500 ° C, on the other hand, nitrogen is easily adsorbed by the goat. Setting a reaction temperature above 500 ° C is therefore inappropriate.

Inom det angivna temperaturomrâdet 20-500°C är området 350-450°C mest föredraget. En temperatur i det sistnämnda området är den mest rekommendabla reaktions- tempraturen, eftersom det säkerställer en hög adsorp- tionshastighet och grundlig diffusion av förorening- arna in i getterbädden utan möjlighet till vätedesorp- tion.Within the specified temperature range 20-500 ° C, the range 350-450 ° C is most preferred. A temperature in the latter range is the most recommended reaction temperature, as it ensures a high adsorption rate and thorough diffusion of the contaminants into the getter bed without the possibility of hydrogen desorption.

UTFöRINGsFoRMER Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mera i detalj i anslutning till utföringsformer därav.EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail in connection with embodiments thereof.

Kvävesuperrenare enligt uppfinningen visas i fig 1-9. Fig l visar en kvävesuperrenare, som inbe- griper: ett ytterhölje 3 bestående av ett rör av rost- fritt stål (kvalitet SUS 304 TP i enlighet med Japa- nese Industrial Standard JIS G 3448), som har ett kväve- inlopp l utformat nära toppen och ett kväveutlopp 2 nära botten, varvid höljet är täckt med en värmeisola- tor 12 över hela ytan; ett lock 14, som är anordnat på toppen av ytterhöljet 3; ett upphettningsorgan 6, 10 15 20 25 30 35 465 149 9 som är infört genom topplocket 14 in i utrymmet 25 inuti höljet; en getterbädd 4, som är packad i utrymmet under upphettningsorganet 6, mellan övre och undre buffer- tar 16, 15; och en perforerad platta 7, som kvarhålles av ett stöd 13, vilket i sin tur är fäst till ytter- höljets innervägg och uppbär bädden samt den perfore- rade plattan. Den använda gettern var en getterlegering av järn (22-25 vikt%), och zirkonium (75-78 vikt%), som tillverkas och marknadsföres av SAES Getters S.p.A. i form av kolonnliknande pellets med en diameter av 3 mm och en höjd av 4 mm.Nitrogen supernatants according to the invention are shown in Figs. 1-9. Fig. 1 shows a nitrogen supercleaner comprising: an outer casing 3 consisting of a stainless steel pipe (quality SUS 304 TP in accordance with Japanese Industrial Standard JIS G 3448), which has a nitrogen inlet 1 formed close to the top and a nitrogen outlet 2 near the bottom, the casing being covered with a thermal insulator 12 over the entire surface; a lid 14, which is arranged on top of the outer casing 3; a heating means 6, 10 which is inserted through the cylinder head 14 into the space 25 inside the housing; a getter bed 4, which is packed in the space under the heating means 6, between upper and lower buffers 16, 15; and a perforated plate 7, which is retained by a support 13, which in turn is attached to the inner wall of the outer casing and supports the bed and the perforated plate. The getter used was a getter alloy of iron (22-25% by weight), and zirconium (75-78% by weight), manufactured and marketed by SAES Getters S.p.A. in the form of column-like pellets with a diameter of 3 mm and a height of 4 mm.

Buffertarna 15, 16 består vardera av ett skikt av små aluminiumoxidsfärer med diametern 4 mm packade till en höjd av ca 5 cm. De korrigerar eventuella oen- hetligheter i gasflödet genom getterbädden, hindrar de fina getterpartiklarna från att spridas, och gör temperaturfördelningen enhetlig.The buffers 15, 16 each consist of a layer of small alumina spheres with a diameter of 4 mm packed to a height of about 5 cm. They correct any inconsistencies in the gas flow through the getter bed, prevent the fine getter particles from spreading, and make the temperature distribution uniform.

Medan den beskrivna utföringsformen använder små aluminiumoxidsfärer för bildning av buffertarna, kan man i stället utnyttja små kulor av rostfritt stål eller en stapel av finmaskiga nät av rostfritt stål. Buffer- tarna används inte alltid, och en utföringsform utan buffertar kommer att beskrivas senare.While the described embodiment uses small alumina spheres to form the buffers, small stainless steel balls or a stack of fine mesh stainless steel nets may be used instead. The buffers are not always used, and an embodiment without buffers will be described later.

I de övre delarna av buffertarna 15, 16 finns in- bäddat fodral 20, 19, som rymmer termometrar 18 resp 17.In the upper parts of the buffers 15, 16 there are embedded cases 20, 19, which hold thermometers 18 and 17, respectively.

Chromel-Alumel-termoelement används som termometrar.Chromel-Alumel thermocouples are used as thermometers.

Kvävgas 9, som skall renas, införes i kärlet vid inloppet l, upphettas av upphettningsorganet 6, passerar genom den övre bufferten 16 och därefter, i form av ett enhetligt flöde, genom getterbädden 4, där det befrias från föroreningarna genom adsorption. Den renade gasen leds genom den perforerade plattan 7 och uttages från kärlet vid utloppet 2.Nitrogen gas 9 to be purified is introduced into the vessel at the inlet 1, heated by the heating means 6, passes through the upper buffer 16 and then, in the form of a uniform flow, through the getter bed 4, where it is freed from the impurities by adsorption. The purified gas is passed through the perforated plate 7 and is taken out of the vessel at the outlet 2.

Fig 2 och följande figurer visar andra utförings- former av uppfinningen. I dessa figurer betecknas mot- svarande delar med samma hänvisningsbeteckningar och 463 149 l0 15 20 25 30 35 10 beskrivning av dessa utelämnas eller minimeras.Fig. 2 and the following figures show other embodiments of the invention. In these figures, corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description of these is omitted or minimized.

Fig 2 visar en superreningsanordning av samma kon- struktion som utföringsformen i fig 1, utom att ett elektriskt upphettningsorgan 21 är lindat runt ytterhöl- jet 3, och att ett termoelement 22 är installerat för mätning av upphettningsorganets temperatur. Denna modi- fikation underlättar temperaturregleringen av getter- bädden.Fig. 2 shows a super-cleaning device of the same construction as the embodiment in Fig. 1, except that an electric heating means 21 is wound around the outer casing 3, and that a thermocouple 22 is installed for measuring the temperature of the heating means. This modification facilitates the temperature control of the getter bed.

Fastän fig l och 2 belyser de utföringsformer, i vilka getterbädden 4 är direkt packad i ytterhöljet 3, kan getterbädden även vara anordnad separat. Fig 3 visar ett arrangemang med en patron 5, där gettern 4 och buf- fertarna 15, 16 är inhysta i en cylinder, som är utrustad med perforerade plattor 7 vid båda ändar. Efter använd- ning under en given period kan patronen 5 tagas ut genom att borttaga topplocket 14 och ersättas med en ny patron. Detta möjliggör effektivare drift än vid arrangemangen enligt fig 1 och 2.Although Figures 1 and 2 illustrate the embodiments in which the getter bed 4 is directly packed in the outer casing 3, the getter bed can also be arranged separately. Fig. 3 shows an arrangement with a cartridge 5, where the goat 4 and the buffers 15, 16 are housed in a cylinder, which is equipped with perforated plates 7 at both ends. After use for a given period, the cartridge 5 can be removed by removing the cylinder head 14 and replacing it with a new cartridge. This enables more efficient operation than with the arrangements according to Figs. 1 and 2.

Fig 4 visar en annan utföringsform ll, vid vilken ytterhöljet 3 är av dubbelväggskonstruktion, bestående av en innervägg 24 och en yttervägg 23. Utrymmet mellan väggarna bildar en passage, genom vilken ett upphettnings- medium, såsom ånga, strömmar från ett upphettningsmedium- inlopp 30 till ett utlopp 31. I det utrymme som definieras av innerväggen finns en patron 5, som innerhåller en getter 4, varvid en spole till ett elektriskt upphett- ningsorgan 6 är inbäddad i gettern. Upphettningsorganet 6 är anslutet till en extern energikälla, som ej är visad, via ledningar 8 (endast en av dessa visas) och ett änd- uttagsaggregat 10. Patronen 5 har inre och yttre porösa väggar 26, som koncentriskt hålles i åtskilt förhål- lande medelst ett stöd 13. Innerväggen 24 hos ytterhöljet anligger vid sin undre ände mot en bottenplatta med en fläns 27, genom vilken en gasinloppsledning l och en utloppsledning 2 sträcker sig. Ledningen 2 tjänar också till att uppbära patronen 5. Kvävgas 9, som skall renas, matas genom inloppet l in i ytterutrymmet 25, upphettas 10 15 20 25 30 35 463 149 ll där till rätt temperatur, och tvingas sedan genom den porösa väggen 26 in i getterskiktet 4 för rening. Den renade gasen strömmar ut i innerutrymmet 25' och uttages via utloppet 2.Fig. 4 shows another embodiment 11, in which the outer casing 3 is of double wall construction, consisting of an inner wall 24 and an outer wall 23. The space between the walls forms a passage, through which a heating medium, such as steam, flows from a heating medium inlet 30. to an outlet 31. In the space defined by the inner wall there is a cartridge 5, which contains a goat 4, wherein a coil of an electric heating means 6 is embedded in the goat. The heating means 6 is connected to an external energy source, which is not shown, via lines 8 (only one of these is shown) and an end socket assembly 10. The cartridge 5 has inner and outer porous walls 26, which are held concentrically in a separate relationship by means of a support 13. The inner wall 24 of the outer casing abuts at its lower end against a bottom plate with a flange 27, through which a gas inlet line 1 and an outlet line 2 extend. The line 2 also serves to support the cartridge 5. Nitrogen gas 9 to be purified is fed through the inlet 1 into the outer space 25, heated there to the correct temperature, and then forced through the porous wall 26 into in the getter layer 4 for purification. The purified gas flows out into the inner space 25 'and is taken out via the outlet 2.

Fig 5 visar ytterligare en annan utföringsform av superrenaren ll. Ytterhöljet 3 är även här av dubbel- väggskonstruktion med ett utrymme för cirkulation av ett upphettningsmedium, som införes vid ett inlopp 30 och utmatas vid ett utlopp 3l för temperaturreglering.Fig. 5 shows yet another embodiment of the super cleaner 11. The outer casing 3 is also here of double-wall construction with a space for circulation of a heating medium, which is introduced at an inlet 30 and discharged at an outlet 31 for temperature control.

På insidan av innerväggen finns en patron 5, som är packad med en getter 4 mellan perforerade plattor. På båda sidor av patronen är anordnat upphettningsorgan 6, som är anslutna till externa energikällor via ledningar 8.On the inside of the inner wall there is a cartridge 5, which is packed with a getter 4 between perforated plates. Heating means 6 are arranged on both sides of the cartridge, which are connected to external energy sources via lines 8.

Oren kvävgas 9 inmatas vid ett inlopp l, förvärms medelst upphettningsmediumet, renas genom passage genom getter- massan 4, som hålls vid en given temperatur medelst upphettningsorganen 6, och uttages sedan vid ett ut- lopp 2. Ännu en annan utföringsform av superrenaren ll visas i fig 6. Ett cylindriskt ytterhölje 3 uppbär en patron 5 med hjälp av övre och undre plattor (ej visat).Impure nitrogen gas 9 is fed to an inlet 1, preheated by the heating medium, purified by passage through the getter mass 4, which is kept at a given temperature by the heating means 6, and then taken out at an outlet 2. Yet another embodiment of the super cleaner 11 is shown in Fig. 6. A cylindrical outer casing 3 supports a cartridge 5 by means of upper and lower plates (not shown).

Patronen 5 inbegriper ett inbyggt elektriskt upphettnings- organ 6 med ledningar 8 och en gettermassa 4 i utrymmet mellan övre och undre perforerade plattor eller buffert- skikt, med upphettningsorganet inbäddat däri.The cartridge 5 comprises a built-in electric heating means 6 with wires 8 and a getter mass 4 in the space between upper and lower perforated plates or buffer layers, with the heating means embedded therein.

Fig 7 visar en annan apparat ll i enlighet med uppfinningen. En innercylinder är anordnad inuti ett ytterhölje 3, som består av inner- och ytterväggar och en värmeisolator 12, som fyller upp utrymmet mellan väggarna. En getter är packad i utrymmet mellan inner- cylindern och ytterhöljet, och ett elektriskt upphett- ningsorgan 6, som är lindat runt en keramisk stav 36, är infört i innercylinderns mittutrymme. Kvävgas 9, som skall renas, inkommer i kärlet vid ett inlopp l, passerar genom gettern 4, och den renade gasen lämnar kärlet vid ett utlopp 2. 463 149 10 15 20 25 30 35 12 Fig 8 visar en annan utföringsform, som är en modi- fiering av superrenaren i fig 3 och som kännetecknas av organ för utvinning av värme från det renade kvävet.Fig. 7 shows another apparatus 11 in accordance with the invention. An inner cylinder is arranged inside an outer casing 3, which consists of inner and outer walls and a thermal insulator 12, which fills the space between the walls. A getter is packed in the space between the inner cylinder and the outer casing, and an electric heating means 6, which is wound around a ceramic rod 36, is inserted in the central space of the inner cylinder. Nitrogen gas 9 to be purified enters the vessel at an inlet 1, passes through the getter 4, and the purified gas leaves the vessel at an outlet 2. Fig. 8 shows another embodiment, which is a modification of the supercleaner in Fig. 3 and characterized by means for recovering heat from the purified nitrogen.

Kvävgas 9, som skall renas, inkommer i en värmeväxlare 28, som är anordnad under renarkroppen, undergâr värmeväxling med den utgående gasen, och den sålunda förvärmda gasen rör sig genom en ledning 29, som är omgiven av en värme- isolator 12, och genom ett övre inlopp l in i en getter- bädd 4. Den renade gasen kyls i värmeväxlaren och lämnar reningsanordningen vid ett utlopp 12.Nitrogen gas 9 to be purified enters a heat exchanger 28, which is arranged under the cleaner body, undergoes heat exchange with the outgoing gas, and the gas thus preheated moves through a line 29, which is surrounded by a heat insulator 12, and through an upper inlet 1 into a getter bed 4. The purified gas is cooled in the heat exchanger and leaves the purification device at an outlet 12.

Fig 9 visar en ytterligare utföringsform. Ytterhöl- jet 3 är en dubbelväggcylinder, och ett upphettnings- medium införes i utrymmet mellan väggarna vid ett in- lopp 33 och utmatas vid ett utlopp 34. Inuti ytterhöljet 3 finns en gastät patron 35. Utrymmet i patronhöljet är upp- delat horisontellt med ett flertal perforerade plattor 7, och ett flertal getterbäddar 4 fyller ut det utrymme som bildas av vartannat par av perforerade plattor. I getter- bäddarna är inbäddat elektriska upphettningsorgan 6, med ett upphettningsorgan för varje bädd, och de tillföres elektricitet via ledningar 37, 38. Kvävgas 9, som skall renas, strömmar in vid ett inlopp l och den renade gasen strömmar ut vid ett utlopp 2.Fig. 9 shows a further embodiment. The outer casing 3 is a double-walled cylinder, and a heating medium is introduced into the space between the walls at an inlet 33 and discharged at an outlet 34. Inside the outer casing 3 there is a gas-tight cartridge 35. The space in the cartridge casing is divided horizontally by a a plurality of perforated plates 7, and a plurality of getter beds 4 fill the space formed by every other pair of perforated plates. In the getter beds are embedded electric heating means 6, with a heating means for each bed, and they are supplied with electricity via lines 37, 38. Nitrogen gas 9, which is to be purified, flows in at an inlet 1 and the purified gas flows out at an outlet 2. .

Exempel på uppfinningen som använde en specifik getterkomposition kommer nu att förklaras.Examples of the invention that used a specific getter composition will now be explained.

De instrument som användes för gasanalyser i exemplen var följande: Gasanalysinstrument: Gaskromatograf-masspektrometer, modell TE-360B (tillverkad av Anelva Corp.).The instruments used for gas analyzes in the examples were as follows: Gas analysis instruments: Gas chromatograph mass spectrometer, model TE-360B (manufactured by Anelva Corp.).

Gaskromatograf - F.I.D. modell GC-9A (tillverkad av Shimadzu Seisakusho, Ltd) Fuktmätare: Hygrometer, modell 700 (tillverkad av Panametric Co.) Ytojämnhetsmätare: _ Surfcorder, modell SE-3H (tillverkad av Kosaka Laboratory Co., Ltd.) I: 10 15 20 25 30 35 463 149 13 EXEMPEL 1 En pulverformig icke-förångningsbar getterlegering med en viktsammansättning av 76,6 % zirkonium och 23,4 % järn och en partikelstorlek av 50-250 um placerades i superreningsanordningen för kväve enligt fig 1. Cylindern av rostfritt stål (handelsbeteckning SUS 304) hade en ytterdiameter av 21,7 mm och en innerdiameter av 17,5 mm.Gas Chromatograph - F.I.D. model GC-9A (manufactured by Shimadzu Seisakusho, Ltd) Moisture gauge: Hygrometer, model 700 (manufactured by Panametric Co.) Surface roughness gauge: _ Surfcorder, model SE-3H (manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.) I: 10 15 20 EXAMPLE 1 A powdered non-vaporizable goat alloy having a weight composition of 76.6% zirconium and 23.4% iron and a particle size of 50-250 μm was placed in the nitrogen supercooler of Fig. 1. The stainless steel cylinder (trade name SUS 304) had an outer diameter of 21.7 mm and an inner diameter of 17.5 mm.

Dess längd var 350 mm. Den längd hos cylindern som upp- togs av gettermaterialet var 200 mm och höjden hos de övre och undre buffertarna av aluminiumoxidsfärer var 5 cm vardera. Oren kvävgas infördes i superreningsanord- ningen vid en temperatur av 25°C och ett tryck av 6 kg/cmz (mätartryck) vid en flödeshastighet av 0,17 liter/min.Its length was 350 mm. The length of the cylinder occupied by the getter material was 200 mm and the height of the upper and lower buffers of alumina spheres was 5 cm each. Crude nitrogen gas was introduced into the supercooler at a temperature of 25 ° C and a pressure of 6 kg / cm2 (gauge pressure) at a flow rate of 0.17 liters / min.

Kvävet strömmade genom getterbädden, som hölls vid 375°C, och utkom vid ett tryck av 4 kg/cmz (mätartryck) från utloppet. Dess föroreningsnivå bestämdes för olika gaser 40 min efter igångsättning av gasflödet. Man erhöll de resultat som anges i tabell I.The nitrogen flowed through the getter bed, which was kept at 375 ° C, and came out at a pressure of 4 kg / cm 2 (gauge pressure) from the outlet. Its pollution level was determined for different gases 40 minutes after starting the gas flow. The results given in Table I were obtained.

TABELL I Förorening Inlopp, Utlopp, föroreningshalt föroreningshalt (ppm) (ppm) 02 0,4 0,006 CH4 _ 0,01 0,01 CO 0,06 0,008 C02 0,04 0,007 H20 3,0 inga spår Halten av föroreningar i utloppsgasen förblev kon- stant i 1030 h.TABLE I Pollution Inlet, Outlet, Pollution content Pollution content (ppm) (ppm) 02 0.4 0.006 CH4 _ 0.01 0.01 CO 0.06 0.008 CO 2 0.04 0.007 H 2 O 3.0 no traces The content of pollutants in the exhaust gas remained constant in 1030 h.

EXEMPEL 2 Man framställde pellets med en diamater av 3 mm och en höjd av 4 mm genom att pressa och pelletera en icke-förångningsbar getterlegering, som hade en samman- sättning och partikelstorlek identisk med de hos getter- legeringen i exempel l. Pelletsen infördes i superrenings- 463 149 10 15 20 25 30 35 14 anordningen enligt fig 2. Cylindern av rostfritt stål (SUS 304) hade en ytterdiameter av 89,1 mm och inner- diameter av 83,1 mm. Dess längd var 660 mm. Den längd hos cylindern som upptogs av pelletsen av gettermaterial, inbegripet tjocklekarna hos de övre och undre buffertarna (av aluminiumoxidsfärer), som vardera hade en bäddhöjd av 5 cm, var 185 mm. Orent kväve infördes i superrenings- anordningen vid en temperatur av 25°C och ett tryck av 4 kg/cmz (mätartryck) vid en flödeshastighet av 12 liter per minut. 3 Det orena kvävet strömmade genom den icke-förångnings- bara getterbädden, som hölls vid en temperatur av 375°C med hjälp av ett spiralformat motståndsupphettningsorgan, och utkom vid ett tryck av 3,95 kg/cmz (mätartryck) från utloppet. Dess föroreningshalt bestämdes för olika gaser 40 min efter igângsättning av kväveflödet. De erhållna resultaten visas i tabell II.EXAMPLE 2 Pellets having a diameter of 3 mm and a height of 4 mm were prepared by pressing and pelletizing a non-vaporizable getter alloy having a composition and particle size identical to those of the getter alloy of Example 1. The pellets were introduced into the super-cleaning 463 149 10 15 20 25 30 35 14 device of Fig. 2. The stainless steel cylinder (SUS 304) had an outer diameter of 89.1 mm and an inner diameter of 83.1 mm. Its length was 660 mm. The length of the cylinder occupied by the pellets of getter material, including the thicknesses of the upper and lower buffers (of alumina spheres), each having a bed height of 5 cm, was 185 mm. Crude nitrogen was introduced into the supercleaner at a temperature of 25 ° C and a pressure of 4 kg / cm2 (gauge pressure) at a flow rate of 12 liters per minute. The crude nitrogen flowed through the non-evaporable getter bed, which was maintained at a temperature of 375 ° C by means of a helical resistance heating means, and came out at a pressure of 3.95 kg / cm 2 (gauge pressure) from the outlet. Its impurity content was determined for different gases 40 minutes after the start of the nitrogen flow. The results obtained are shown in Table II.

TABELL II Förorening Inlopp, Utlopp, föroreningshalt föroreningshalt (ppm) (ppm) 02 11,29 0,006 CH4 0,01 0,01 CO 8,8 0,008 coz 0 9,3 o,oo7 H20 5,0 inga spår Halten av föroreningar i utloppsgasen förblev kon- stant i 760 h.TABLE II Pollution Inlet, Outlet, Pollution content Pollution content (ppm) (ppm) 02 11.29 0.006 CH4 0.01 0.01 CO 8.8 0.008 coz 0 9.3 o, oo7 H20 5.0 no traces The content of impurities in the exhaust gas remained constant for 760 h.

EXEMPEL 3 Å Man framställde pellets med exakt samma sätt som i exempel 2 och placerade dem i patronen enligt fig 3.EXAMPLE 3 Å Pellets were prepared in exactly the same manner as in Example 2 and placed in the cartridge according to Fig. 3.

Patronen hade en ytterdiameter av 80 mm, en innerdiameter av 78 mm och en längd av 244 mm. Samma massa av pellets användes som i exempel 2. Patronen placerades sedan i en 10 15 20 25 30 35 465 149 15 cylinder identisk med den i exempel 2 (utom att dess längd var 719 mm). Orent kväve fick strömma genom super- reningsanordningen vid samma inloppstryck, temperatur och flödeshastighet som beskrivits i exempel 2. Patronen hölls vid 375°C. Utloppsgasens tryck och sammansättning befanns vara identiska med de i exempel 2 vid tidpunkten 40 min efter igångsättning av kväveflödet. Halten av föroreningar i utloppsgasen förblev återigen konstant i 760 h.The cartridge had an outer diameter of 80 mm, an inner diameter of 78 mm and a length of 244 mm. The same mass of pellets was used as in Example 2. The cartridge was then placed in a cylinder identical to that of Example 2 (except that its length was 719 mm). Crude nitrogen was allowed to flow through the supercooler at the same inlet pressure, temperature and flow rate as described in Example 2. The cartridge was maintained at 375 ° C. The pressure and composition of the exhaust gas were found to be identical to those of Example 2 at the time 40 minutes after the start of the nitrogen flow. The content of pollutants in the exhaust gas again remained constant for 760 hours.

EXEMPEL 4 I detta exempel följdes förfarandet enligt exempel 2 i alla avseenden, utom att cylinderns inneryta hade en ytojämnhet av Ra = 0,5 um (normalt Ra = 2,5 um) och att utloppsröret av rostfritt stål hade en ytterdiameter av 9,5 mm, en innerdiameter av 7,5 mm, och en ytojämnhet hos innerytan av Ra = 0,2 um. De resultat som visas i tabell III erhölls 40 min efter igångsättning av kväve- flödet.EXAMPLE 4 In this example, the procedure of Example 2 was followed in all respects, except that the inner surface of the cylinder had a surface roughness of Ra = 0.5 μm (normally Ra = 2.5 μm) and that the stainless steel outlet pipe had an outer diameter of 9.5 mm, an inner diameter of 7.5 mm, and a surface roughness of the inner surface of Ra = 0.2 μm. The results shown in Table III were obtained 40 minutes after the start of the nitrogen flow.

TABELL III Förorening Inlopp, Utlopp, föroreningshalt föroreningshalt (ppm) (ppm) 02 11,29 0,003 CH4 p 0,01 0,01 CO 8,8 0,008 C02 8,3 0,003 H20 5,0 inga spår Halten av föroreningar i utloppsgasen förblev kon- stant i 760 h.TABLE III Pollution Inlet, Outlet, Pollution content Pollution content (ppm) (ppm) 02 11.29 0.003 CH4 p 0.01 0.01 CO 8.8 0.008 CO 2 8.3 0.003 H 2 O 5.0 No traces The content of pollutants in the exhaust gas remained constant in 760 h.

EXEMPEL 5 I detta exempel leddes kvävgas, som skulle renas, först genom en cylinder av rostfritt stål (SUS 304), som hade en ytterdiameter av 89,1 mn, en innerdiameter av 83,1 mm, och en längd av 660 mm och som var fylld till en bäddhöjd av 185 mm med pellets (3 mm i diameter 463 149 10 15 20 25 30 35 16 och 4 mm i längd) och hölls vid en temperatur av 450°C.EXAMPLE 5 In this example, nitrogen gas to be purified was first passed through a stainless steel cylinder (SUS 304) having an outer diameter of 89.1 mm, an inner diameter of 83.1 mm, and a length of 660 mm and was filled to a bed height of 185 mm with pellets (3 mm in diameter 463 149 10 15 20 25 30 35 16 and 4 mm in length) and kept at a temperature of 450 ° C.

Därefter reducerades vattenánghalten hos den kvävgas som skulle renas genom att leda den genom en torkanord- ning, som bestod av en cylinder av rostfritt stål (SUS 304) med en ytterdiameter av 89,l mm, en inner- diameter av 83,1 mm och en längd av 660 mm, vilken var fylld till en bäddhöjd av 200 mm med en molekylsikt av typ 5-A, varvid pelletstorleken var 3,2 mm i diameter och 24 mm i längd. Denna gas behandlades med förfarandet enligt exempel 2. Utloppstrycket från torkbädden och följaktligen inloppstrycket till superreningsanordningen var 4 kg/cm2 (mätartryck). Temperaturen varierades för att utröna inverkan av olika gettertemperaturer. Resul- taten ges i tabell IV.Thereafter, the water vapor content of the nitrogen gas to be purified was reduced by passing it through a drying device consisting of a stainless steel cylinder (SUS 304) having an outer diameter of 89.1 mm, an inner diameter of 83.1 mm and a length of 660 mm, which was filled to a bed height of 200 mm with a type 5-A molecular sieve, the pellet size being 3.2 mm in diameter and 24 mm in length. This gas was treated by the method of Example 2. The outlet pressure from the drying bed and consequently the inlet pressure to the supercleaner was 4 kg / cm 2 (gauge pressure). The temperature was varied to determine the effect of different getter temperatures. The results are given in Table IV.

TABELL IV Inlopp, Utlopp, föroreningshalt (ppm) vid föroreningshalt temperaturen (ppm) 20°C 250°C 375°C 500°C O2 11,29 0,006 0,006 0,006 0,004 CH4 3,7 0,009 0,009 0,009 0,009 CO 8,8 0,008 0,008 0,008 0,004 C02 8,3 f 0,007 0,007 g 0,007 0,004 H20 5,0 inga inga inga inga spår spår spår spår Utloppsgasen förblev kon- 2l h 1050 h 2330 h 2390 h stant under Gettercylin- derns effekt- 0 0,61 kW/h- l,l kW/h 1,7 kW/h förbrukning Tabellen indikerar att gettern enligt uppfinningen uppvisar utmärkt reningsförmåga i temperaturomràdet 20-500°C. 11 ri 10 15 20 25 30 463 149 17 EXEMPEL 6 och 7 Man framställde pellets med en diameter av 3 mm och en längd av 4 mm genom pressning av icke-förångnings- bara getterpulver, som bestod av en legering av 84 vikt% Zr och 16 vikt% Fe (exempel 6) och en legering av 71 vikt% Zr och 29 vikt% Fe (exempel 7) och som hade en partikel- storlek av 50-250 pm (150 pm i genomsnitt). Dessa pellets infördes i en superreningsanordning med samma konstruk- tion och på samma sätt som i exempel 2. Kvävgas, som innehöll föroreningar, infördes i superreningsanordningen vid en temperatur av 25°C, ett tryck av 4 kg/cmz (mätar- tryck) och vid en flödeshastighet av 12 liter/min.TABLE IV Inlet, Outlet, impurity content (ppm) at impurity temperature (ppm) 20 ° C 250 ° C 375 ° C 500 ° C O2 11.29 0.006 0.006 0.006 0.004 CH4 3.7 0.009 0.009 0.009 0.009 CO 8.8 0.008 0.008 0.008 0.004 C02 8.3 f 0.007 0.007 g 0.007 0.004 H20 5.0 none none none no trace groove groove groove The exhaust gas remained constant 2l h 1050 h 2330 h 2390 h constant below the power of the Getter cylinder 0 0.61 kW / h 1.1 kW / h 1.7 kW / h consumption The table indicates that the goat according to the invention shows excellent purification capacity in the temperature range 20-500 ° C. EXAMPLES 6 AND 7 Pellets having a diameter of 3 mm and a length of 4 mm were prepared by pressing non-evaporable getter powder, which consisted of an alloy of 84% by weight of Zr and 16% by weight Fe (Example 6) and an alloy of 71% by weight Zr and 29% by weight Fe (Example 7) and having a particle size of 50-250 μm (150 μm on average). These pellets were introduced into a super-purifier of the same construction and in the same manner as in Example 2. Nitrogen gas containing contaminants was introduced into the super-purifier at a temperature of 25 ° C, a pressure of 4 kg / cm 2 (gauge pressure) and at a flow rate of 12 liters / min.

Den förorenade kvävgasen leddes genom bädden av icke-förångningsbar getter, som hölls vid en temperatur av 375°C med hjälp av ett spiralformat motstàndsupphett- ningsorgan, och utkom från utloppet vid ett tryck av 3,95 kg/cmz (mätartryck). Föroreningshalten uppmättes 40 min efter ingångsättning av kvävgasflödet och resul- taten i tabell V erhölls.The contaminated nitrogen gas was passed through the bed of non-evaporable goats, which was maintained at a temperature of 375 ° C by means of a helical resistance heater, and exited the outlet at a pressure of 3.95 kg / cm 2 (gauge pressure). The impurity content was measured 40 minutes after the start of the nitrogen flow and the results in Table V were obtained.

TABELL V Inlopp, Utlopp, förorening Gas förorening Exempel 6 Exempel 7 (ppm) (ppm) (ppm) 02 11,29 0,003 0,01 CH4 0 0,01 0,01 0,01 CO 8,8 0,005 0,009 C02 8,3 0,005 0,1 H20 5,0 inga spår inga spår Halten av föroreningar i utloppet var konstant i 960 h respektive 690 h.TABLE V Inlet, Outlet, Pollution Gas Pollution Example 6 Example 7 (ppm) (ppm) (ppm) 02 11.29 0.003 0.01 CH4 0 0.01 0.01 0.01 CO 8.8 0.005 0.009 CO 2 8, 3 0.005 0.1 H 2 O 5.0 no trace no trace The content of pollutants in the outlet was constant for 960 h and 690 h respectively.

Claims (10)

463 149 10 15 20 25 30 35 18 PATENTKRAV463 149 10 15 20 25 30 35 18 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Superreningsanordning för rening av kvävgas, som innehåller föroreningar, k ä n n e t e c k n a d därav, att anordningen inbegriper ett ytterhölje, som är försett med ett inlopp för kvävgas som skall renas, ett utlopp för renad kvävgas, och en gasflödespassage, som förbinder gasinloppet och -utloppet, minst en getter- kammare, vilken innehåller en getterlegering, som består av 15-30 vikt% järn och 85-70 vikt% zirkonium och som är anordnad i gasflödespassagen, vilken getterkammare inbegriper minst en patron, som innefattar en perforerad metallbehållare packad med gettern och som är borttagbart installerad i ytterhöljet så att den lätt kan ersättas med en ny, varvid det material hos anordningen med vilket kvävgasen kommer i kontakt, är sådant att den innerväggs- yta som kommer i kontakt med gasen har polerats till en ytojämnhet (Ra) av 0,5 um eller mindre uttryckt som medelytavvikelsen, som ges av medelamplituden över hela mätsektionen, samt organ för att hålla gettern vid en temperatur av 20-500°C.1. A super-purification device for purifying nitrogen gas containing contaminants, characterized in that the device comprises an outer casing provided with a nitrogen gas inlet to be purified, an outlet for purified nitrogen gas, and a gas flow passage connecting the gas inlet. and the outlet, at least one getter chamber, which contains a getter alloy, which consists of 15-30% by weight of iron and 85-70% by weight of zirconium and which is arranged in the gas flow passage, which getter chamber comprises at least one cartridge, which comprises a perforated metal container packed with the getter and which is removably installed in the outer casing so that it can be easily replaced with a new one, the material of the device with which the nitrogen gas comes into contact being such that the inner wall surface which comes into contact with the gas has been polished to a surface roughness (Ra) of 0,5 μm or less expressed as the mean surface deviation, given by the mean amplitude over the whole measuring section, and means for keeping the goat at a tempe temperature of 20-500 ° C. 2. Superreningsanordning enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d i getterkammaren, har formen av pellets, som framställts därav, att getterlegeringen, som används genom pressning och pelletering av en pulverformig järn- -zirkoniumlegering.2. A super purification device according to claim 1, characterized in the getter chamber, has the form of pellets, made therefrom, of the getter alloy, which is used by pressing and pelletizing a powdered iron-zirconium alloy. 3. Superreningsanordning enligt kravet l, k ä n n e - t e c k n a d getter har en sammansättning av 22-25 vikt% järn och 75-78 vikt% zirkonium.Super-purification device according to claim 1, k e n n e - t e c k n a d goats have a composition of 22-25% by weight of iron and 75-78% by weight of zirconium. 4. Superreningsanordning enligt kravet l, t e c k n a d getter är en intermetallisk förening av järn och zirkonium. därav, att legeringen som används som k ä n n e - därav, att legeringen för användning somThe super-purification device according to claim 1, t he c k n a d goats is an intermetallic compound of iron and zirconium. hence, that the alloy used as known e - hence, that the alloy for use as 5. Superreningsanordning enligt kravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att gettermaterialet har formen 10 15 20 25 465 149 19 av kolonnliknande pellets med en diameter av ca 3 mm och en höjd av ca 4 mm.5. A super purification device according to claim 1, characterized in that the getter material has the shape of column-like pellets with a diameter of about 3 mm and a height of about 4 mm. 6. Superreningsanordning enligt något av kraven l-5, k ä n n e t e c k n a d därav, att den inbegriper eniförbehandlingsenhet för avlägsnande av kolväten. 1A super-purification device according to any one of claims 1-5, characterized in that it comprises a pre-treatment unit for removing hydrocarbons. 1 7. Sätt att superrena kväve, k ä n n e t e c k - n a t därav, att renat kväve leds genom en getterbädd, som inbegriper en getter av en legering av 15-30 vikt% järn och 85-70 vikt% zirkonium vid en temperatur av 20-500°C, varvid gettern är inrymd i en eller flera patroner hos en superreningsanordning enligt något av kraven 1-6.7. A method of super-pure nitrogen, characterized in that purified nitrogen is passed through a bed of goats, which includes a goat of an alloy of 15-30% by weight of iron and 85-70% by weight of zirconium at a temperature of 20-500. ° C, wherein the getter is housed in one or more cartridges of a super-purification device according to any one of claims 1-6. 8. Sätt enligt kravet 7, därav, att det renade kväve, som leds genom getterbädden, k ä n n e t e c k n a t erhållits genom att leda oren kvävgas genom en bädd av en metalloxidkatalysator för oxidation vid en oxida- tionsreaktionstemperatur och därefter leda gasen genom en adsorbentbädd.8. The method of claim 7, wherein the purified nitrogen passed through the getter bed is characterized by passing crude nitrogen gas through a bed of a metal oxide catalyst for oxidation at an oxidation reaction temperature and then passing the gas through an adsorbent bed. 9. Sätt enligt kravet 8, därav, att adsorbentbädden innefattar en zeolitmolekyl- sikt. 0A method according to claim 8, wherein the adsorbent bed comprises a zeolite molecular sieve. 0 10. Sätt enligt något av kraven 7-9, t e c k n a t temperatur av 350-450°C. k ä n n e t e c k n a t k ä n n e - därav, att getterbädden hålles vid enA method according to any one of claims 7-9, i.e. a temperature of 350-450 ° C. k ä n n e t e c k n a t k ä n n e - from the fact that the getter bed is kept at a