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      一種氬氣保護氣體凈化裝置的制作方法

      文檔序號:3444420閱讀:789來源:國知局
      專利名稱:一種氬氣保護氣體凈化裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      1/2頁一種氬氣保護氣體凈化裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于一種高溫化學(xué)或冶金過程中保護氣體的預(yù)處理與凈化設(shè)備,具體涉及一種氬氣保護氣體凈化裝置。
      背景技術(shù)
      [0002]由于钚金屬的貴重性和化學(xué)性質(zhì)較活潑的特點,此高溫工藝過程中一般采用Ar 氣氛保護,使金屬氧化損失盡量降低,而工業(yè)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(yè)上普遍使用的氣體氣氛保護方式,基本都是采用單一的Ar、He、N2等氣體保護,而未對氣體進行預(yù)先、全面的除雜處理,導(dǎo)致實際生產(chǎn)和試驗過程中,樣品材料由于水汽、氧的存在而造成的不明損失。某些稀土金屬的生產(chǎn)和試驗領(lǐng)域中,采用了干燥劑或除氧劑進行了保護氣體的預(yù)處理,但未采用全面的除雜處理,使氣體中仍含有其它雜質(zhì)氣體如隊等,不能從根本上解決金屬的損失過大問題。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型的目的是提供一種能夠滿足高溫化學(xué)和冶金試驗過程對Ar氣保護氣品質(zhì)的要求的氬氣保護氣體凈化裝置。[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的,一種氬氣保護氣體凈化裝置,它包括水汽去除容器,水汽去除容器的一端設(shè)有氬氣入口,水汽去除容器的中間設(shè)有金屬篩板,靠近氬氣入口的一側(cè)填充有弱吸水劑,金屬篩板的另一側(cè)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(zhì)氣體去除容器的一端連接,雜質(zhì)氣體去除容器內(nèi)填充有Ca顆粒,雜質(zhì)氣體去除容器的另一端與氬氣出口連接,在雜質(zhì)氣體去除容器的外部設(shè)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?;蚬枘z顆粒。[0007]所述的強吸水劑為P2O5、無水CuSO4或Ca屑。[0008]所述的雜質(zhì)氣體去除容器(8)為耐中高溫的陶瓷容器或不銹鋼容器。[0009]本實用新型的優(yōu)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(yīng)而起到純化Ar氣體的效果。這樣在高溫化學(xué)試驗過程中可使純化后的Ar保護氣水氧含量低于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凈化裝置示意圖。[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(zhì)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(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細介紹[0013]如圖1所示,一種氬氣保護氣體凈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(cè)填充有弱吸水劑5,弱吸水劑5包括無水氯化鈣顆粒、無水氯化鎂顆粒或硅膠顆粒,其裝入量應(yīng)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(dāng)減少。金屬篩板3的另一側(cè)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(zhì)氣體去除容器8的一端連接,雜質(zhì)氣體去除容器8內(nèi)填充有Ca顆粒6,雜質(zhì)氣體去除容器8的另一端與氬氣出口 10連接,在雜質(zhì)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(zhì)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(nèi)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,便于在需要時更換里面的吸水劑。通過第一道屏障水汽去除容器后,初步凈化的Ar氣體通過管線流入第二道屏障——雜質(zhì)氣體去除容器,在此容器內(nèi),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(nèi)裝大量鈣塊體、Ca屑或Ca顆粒。由于需對整個容器加熱,故該容器一般為耐中高溫的陶瓷容器或不銹鋼容器等,其中容器兩端均有開口,可封閉,也可打開,便于在使用一段時間后更換里面的Ca材料。通過這兩道屏障后,Ar氣從該裝置出口接入試驗裝置內(nèi)進行Ar氣體置換,即可實現(xiàn)試驗裝置內(nèi)的Ar氣保護氣氛控制。[0015]其中,對容器的尺寸沒有明確限制,只需按實際干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(jīng)除氧除水裝置雙重過濾后再流入試驗裝置,可對尚未進入試驗裝置的Ar氣進行凈化預(yù)處理。[0017]本實用新型可應(yīng)用于高溫化學(xué)試驗中采用此裝置對Ar氣體進行凈化預(yù)處理,改善試驗氣氛。頁可用于其它工業(yè)領(lǐng)域中Ar氣保護氣體的除水干燥、除氣除雜與預(yù)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(zhì)量稍高的一瓶Ar氣水氧含量仍分別為624ppm和531ppm。經(jīng)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進行處理后,對從此裝置流出的Ar氣經(jīng)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于IOOppm和50ppm,經(jīng)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(zhì)含量要求。[0020]試驗檢驗將此裝置接入反應(yīng)系統(tǒng)進行Ar氣置換3次后,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,合金化后,產(chǎn)物表面金屬光澤明顯,經(jīng)檢測與計算,合金氧化損失率低于0. 05%。試驗檢驗進一步表明,經(jīng)該裝置處理后的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(quán)利要求1.一種氬氣保護氣體凈化裝置,其特征在于它包括水汽去除容器O),水汽去除容器 (2)的一端設(shè)有氬氣入口(1),水汽去除容器O)的中間設(shè)有金屬篩板(3),靠近氬氣入口(1)的一側(cè)填充有弱吸水劑(5),金屬篩板(3)的另一側(cè)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(zhì)氣體去除容器(8)的一端連接,雜質(zhì)氣體去除容器(8) 內(nèi)填充有Ca顆粒(6),雜質(zhì)氣體去除容器(8)的另一端與氬氣出口(10)連接,在雜質(zhì)氣體去除容器(8)的外部設(shè)有加熱器(9)。
      2.如權(quán)利要求1所述的一種氬氣保護氣體凈化裝置,其特征在于所述的弱吸水劑(5) 為無水氯化鈣顆粒、無水氯化鎂顆?;蚬枘z顆粒。
      3.如權(quán)利要求1所述的一種氬氣保護氣體凈化裝置,其特征在于所述的強吸水劑(4) 為P2O5、無水CuSO4或Ca屑。
      4.如權(quán)利要求1所述的一種氬氣保護氣體凈化裝置,其特征在于所述的雜質(zhì)氣體去除容器(8)為耐中高溫的陶瓷容器或不銹鋼容器。
      專利摘要本實用新型屬于一種氬氣保護氣體凈化裝置。它包括水汽去除容器,水汽去除容器的一端設(shè)有氬氣入口,水汽去除容器的中間設(shè)有金屬篩板,靠近氬氣入口的一側(cè)填充有弱吸水劑,金屬篩板的另一側(cè)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(zhì)氣體去除容器的一端連接,雜質(zhì)氣體去除容器內(nèi)填充有Ca顆粒,雜質(zhì)氣體去除容器的另一端與氬氣出口連接,在雜質(zhì)氣體去除容器的外部設(shè)有加熱器。其優(yōu)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(yīng)而起到純化Ar氣體的效果。這樣在高溫化學(xué)試驗過程中可使純化后的Ar保護氣水氧含量低于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(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
      發(fā)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
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