專利名稱：一種氬氣保護(hù)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(hù)氣體凈化裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于一種高溫化學(xué)或冶金過程中保護(hù)氣體的預(yù)處理與凈化設(shè)備，具體涉及一種氬氣保護(hù)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(diǎn)，此高溫工藝過程中一般采用Ar 氣氛保護(hù)，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(yán)重。[0003]目前，工業(yè)上普遍使用的氣體氣氛保護(hù)方式，基本都是采用單一的Ar、He、N2等氣體保護(hù)，而未對氣體進(jìn)行預(yù)先、全面的除雜處理，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)和試驗(yàn)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(yàn)領(lǐng)域中，采用了干燥劑或除氧劑進(jìn)行了保護(hù)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(duì)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(shí)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(yàn)過程對Ar氣保護(hù)氣品質(zhì)的要求的氬氣保護(hù)氣體凈化裝置。[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種氬氣保護(hù)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，本實(shí)用新型可對Ar氣中的有害氣體(包括水汽和氧氣)進(jìn)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(yàn)過程中可使純化后的Ar保護(hù)氣水氧含量低于200ppm，對合金起到氣氛保護(hù)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(shí)用新型所提供的一種氬氣保護(hù)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(qiáng)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(shí)施方式
3[0012]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作詳細(xì)介紹[0013]如圖1所示，一種氬氣保護(hù)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?；蚬枘z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(qiáng)吸水劑4，強(qiáng)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(jìn)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(qiáng)吸水劑，弱吸水劑和強(qiáng)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(shí)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(jìn)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(gè)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(shí)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(yàn)裝置內(nèi)進(jìn)行Ar氣體置換，即可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)裝置內(nèi)的Ar氣保護(hù)氣氛控制。[0015]其中，對容器的尺寸沒有明確限制，只需按實(shí)際干燥劑的裝入量來確定容器大小。[0016]將Ar氣保護(hù)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(yàn)裝置，可對尚未進(jìn)入試驗(yàn)裝置的Ar氣進(jìn)行凈化預(yù)處理。[0017]本實(shí)用新型可應(yīng)用于高溫化學(xué)試驗(yàn)中采用此裝置對Ar氣體進(jìn)行凈化預(yù)處理，改善試驗(yàn)氣氛。頁可用于其它工業(yè)領(lǐng)域中Ar氣保護(hù)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(hù)氣中的水、氧含量予以實(shí)地測量，通過ISG-56型水氧含量測定儀測定，常用的Ar氣保護(hù)氣中水氧含量均較高，一般可達(dá)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(jìn)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(yàn)Ar氣體保護(hù)氣雜質(zhì)含量要求。[0020]試驗(yàn)檢驗(yàn)將此裝置接入反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行Ar氣置換3次后，在800 900°C的條件下，進(jìn)行Eu、Na、Nd等活潑金屬樣品的合金化試驗(yàn)，合金化后，產(chǎn)物表面金屬光澤明顯，經(jīng)檢測與計(jì)算，合金氧化損失率低于0. 05%。試驗(yàn)檢驗(yàn)進(jìn)一步表明，經(jīng)該裝置處理后的Ar氣保護(hù)氣完全滿足高溫熔鹽萃取試驗(yàn)對試驗(yàn)氣氛的要求。
權(quán)利要求1.一種氬氣保護(hù)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(qiáng)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(hù)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(hù)氣體凈化裝置，其特征在于所述的強(qiáng)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(hù)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(shí)用新型屬于一種氬氣保護(hù)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(qiáng)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(diǎn)是，它可對Ar氣中的有害氣體(包括水汽和氧氣)進(jìn)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(yàn)過程中可使純化后的Ar保護(hù)氣水氧含量低于200ppm，對合金起到氣氛保護(hù)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(hào)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(qiáng), 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