1.本實用新型屬于氪氣提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高純氪氣氣體提取裝置。

背景技術(shù)：

2.高濃度甲烷會對氪氣的富集純化產(chǎn)生不利影響，二者在活性炭上的吸附-脫附行為相似，使得采用吸附-脫附法制備氪氣源的回收率和純度較低，所以有必要對氣體中的甲烷組分進(jìn)行去除。由于氪為惰性氣體，可采用氧化燃燒的方式去除氣體中的可燃成份，進(jìn)而將氪分離出來。催化燃燒是一種借助催化劑在低起燃溫度下進(jìn)行無火焰燃燒的方式，將可燃成份氧化分解為二氧化碳和水，并使用分子篩吸附催化燃燒生成的二氧化碳和水，進(jìn)而將甲烷和氪初步分離。

3.目前在使用催化燃燒法進(jìn)行氪氣提純時，甲烷的轉(zhuǎn)化率受到催化溫度的影響，甲烷的轉(zhuǎn)化率隨著催化溫度的升高而升高，因此，在為催化柱升溫和降溫的階段，通入催化柱內(nèi)的氣體中含有的甲烷不能得到高效的處理分離；另外，催化柱的尾氣溫度能夠達(dá)到數(shù)百攝氏度，并且分子篩使用前需要保持高溫在負(fù)壓下抽真空再生一定時間，而高溫的氣體會造成甲烷傳感器和真空泵的快速損壞，影響氪氣的提純工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

4.針對以上問題，本實用新型的目的在于：提供一種高純氪氣氣體提取裝置，解決催化柱升溫和降溫階段甲烷不能得到高效的處理，以及催化柱和分子篩的高溫尾氣會造成電氣設(shè)備的快速損壞的問題。

5.為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案：一種高純氪氣氣體提取裝置，包括催化柱，所述催化柱的側(cè)面的中端貼裝有熱電偶，所述催化柱內(nèi)置于管式爐的爐腔內(nèi)，所述催化柱的進(jìn)氣端通過管道連接混氣罐的出氣口，所述混氣罐的進(jìn)氣口通過兩組閥門組件連接氪氣壓力瓶和氧氣壓力瓶的出氣口，所述催化柱的出氣端連接三向閥一的一端，所述三向閥一的另外兩端連接回收管路和分子篩柱，且所述三向閥一連接分子篩柱的管路上安裝有進(jìn)氣閥，所述分子篩柱的外側(cè)纏繞有加熱帶，所述分子篩柱的出氣口連接板式換熱器的進(jìn)氣端，所述板式換熱器的出氣端連接三向閥二的一端，且所述板式換熱器連通三向閥二的管路上安裝有甲烷傳感器，所述三向閥二的另外兩端連接有成品管路和真空泵。

6.本實用新型的有益效果為：設(shè)置在分子篩柱后方的板式換熱器避免甲烷傳感器和真空泵受到高溫尾氣的影響，切換三向閥一的閥路使催化柱恒溫階段的尾氣單獨收集，保證氪氣的純度。

7.為了使裝置在分子篩柱的活化工作和氪氣的催化燃燒工作之間進(jìn)行便捷的調(diào)整；

8.作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述三向閥二的一個閥路狀態(tài)為板式換熱器至成品管路貫通，所述三向閥二的另一個閥路狀態(tài)為板式換熱器至真空泵貫通。

9.本改進(jìn)的有益效果為：通過調(diào)整三向閥二的閥路可便捷的切換板式換熱器的出氣方向。

10.為了避免真空泵工作時，甲烷傳感器受到負(fù)壓的影響；

11.作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述甲烷傳感器與板式換熱器之間的連接管道上安裝有閥門。

12.本改進(jìn)的有益效果為：真空泵工作時，可關(guān)閉閥門隔離甲烷傳感器與負(fù)壓管路。

13.為了便捷的調(diào)整收集恒溫柱溫下處理合格的氪氣；

14.作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述三向閥一的一個閥路狀態(tài)為催化柱至回收管路貫通，所述三向閥一的另一個閥路狀態(tài)為催化柱至分子篩柱貫通。

15.本改進(jìn)的有益效果為：通過調(diào)整三向閥二的閥路可便捷的切換氣體的流動方向，從而將升、降溫階段以及恒溫階段下的氣體分離收集。

16.為了準(zhǔn)確的控制氪氣壓力瓶、氧氣壓力瓶內(nèi)氣體的流量；

17.作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述閥門組件包括減壓閥、手動閥、質(zhì)量流量控制器和單向閥，且所述減壓閥、手動閥、質(zhì)量流量控制器和單向閥依次安裝在氪氣壓力瓶與混氣罐以及氧氣壓力瓶與混氣罐之間的管道上。

18.本改進(jìn)的有益效果為：閥門組件中組合使用的閥門可準(zhǔn)確的控制氪氣壓力瓶、氧氣壓力瓶內(nèi)氣體的流量。

19.為了保證催化柱的催化燃燒效果；

20.作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述催化柱的中部裝填有粒長50——100mm的鈀催化劑，且剩余腔內(nèi)體積填充有石英微球。

21.本改進(jìn)的有益效果為：鈀催化劑配合石英微球保證催化柱的催化效果。

22.該裝置中未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。

附圖說明

23.圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

24.圖2為本實用新型中催化柱的局部剖視圖；

25.圖中：1、氪氣壓力瓶；2、氧氣壓力瓶；3、閥門組件；31、減壓閥；32、手動閥；33、質(zhì)量流量控制器；34、單向閥；4、混氣罐；5、管式爐；6、催化柱；7、三向閥一；8、回收管路；9、進(jìn)氣閥；10、分子篩柱；11、加熱帶；13、板式換熱器；14、閥門；15、甲烷傳感器；16、三向閥二；17、成品管路；18、真空泵；20、熱電偶；21、鈀催化劑；22、石英微球。

具體實施方式

26.為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。

27.實施例1：

28.如圖1—2所示：一種高純氪氣氣體提取裝置，包括催化柱6，所述催化柱6的側(cè)面的中端貼裝有熱電偶20，所述催化柱6內(nèi)置于管式爐5的爐腔內(nèi)，所述催化柱6的進(jìn)氣端通過管道連接混氣罐4的出氣口，所述混氣罐4的進(jìn)氣口通過兩組閥門組件3連接氪氣壓力瓶1和氧氣壓力瓶2的出氣口，所述催化柱6的出氣端連接三向閥一7的一端，所述三向閥一7的另外兩端連接回收管路8和分子篩柱10，且所述三向閥一7連接分子篩柱10的管路上安裝有進(jìn)氣

閥9，所述分子篩柱10的外側(cè)纏繞有加熱帶11，所述分子篩柱10的出氣口連接板式換熱器13的進(jìn)氣端，所述板式換熱器13的出氣端連接三向閥二16的一端，且所述板式換熱器13連通三向閥二16的管路上安裝有甲烷傳感器15，所述三向閥二16的另外兩端連接有成品管路17和真空泵18。

29.本技術(shù)方案的工作原理為：分子篩柱10使用前，切換三向閥一7的閥路為催化柱6至回收管路8貫通，切換三向閥二16的閥路為板式換熱器13至真空泵18貫通，確保閥門14關(guān)閉，開啟進(jìn)氣閥9，啟動加熱帶11和真空泵18，對分子篩柱10進(jìn)行加熱，使分子篩柱10內(nèi)填裝的分子篩在200℃下抽真空再生一小時，板式換熱器13對進(jìn)入真空泵18內(nèi)的氣體進(jìn)行降溫處理，再生結(jié)束后，復(fù)位三向閥二16，關(guān)閉進(jìn)氣閥9、加熱帶11和真空泵18；氪氣壓力瓶1和氧氣壓力瓶2內(nèi)的氣體經(jīng)閥門組件3進(jìn)入混氣罐4進(jìn)行混合，開啟管式爐5，使混合氣體進(jìn)入催化柱6內(nèi)催化燃燒，當(dāng)熱電偶20反饋催化柱6的柱溫穩(wěn)定的達(dá)到所需工藝溫度時，切換三向閥一7的閥路，使催化柱6至分子篩柱10貫通，此時催化燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和水經(jīng)分子篩柱10內(nèi)的分子篩吸附，高純度的氪氣經(jīng)成品管路17排出收集。

30.實施例2：

31.如圖1—2所示，作為上述實施例的進(jìn)一步優(yōu)化，一種高純氪氣氣體提取裝置，包括催化柱6，所述催化柱6的側(cè)面的中端貼裝有熱電偶20，所述催化柱6內(nèi)置于管式爐5的爐腔內(nèi)，所述催化柱6的進(jìn)氣端通過管道連接混氣罐4的出氣口，所述混氣罐4的進(jìn)氣口通過兩組閥門組件3連接氪氣壓力瓶1和氧氣壓力瓶2的出氣口，所述催化柱6的出氣端連接三向閥一7的一端，所述三向閥一7的另外兩端連接回收管路8和分子篩柱10，且所述三向閥一7連接分子篩柱10的管路上安裝有進(jìn)氣閥9，所述分子篩柱10的外側(cè)纏繞有加熱帶11，所述分子篩柱10的出氣口連接板式換熱器13的進(jìn)氣端，所述板式換熱器13的出氣端連接三向閥二16的一端，且所述板式換熱器13連通三向閥二16的管路上安裝有甲烷傳感器15，所述三向閥二16的另外兩端連接有成品管路17和真空泵18。所述三向閥二16的一個閥路狀態(tài)為板式換熱器13至成品管路17貫通，所述三向閥二16的另一個閥路狀態(tài)為板式換熱器13至真空泵18貫通。

32.實施例3：

33.如圖1—2所示，作為上述實施例的進(jìn)一步優(yōu)化，一種高純氪氣氣體提取裝置，包括催化柱6，所述催化柱6的側(cè)面的中端貼裝有熱電偶20，所述催化柱6內(nèi)置于管式爐5的爐腔內(nèi)，所述催化柱6的進(jìn)氣端通過管道連接混氣罐4的出氣口，所述混氣罐4的進(jìn)氣口通過兩組閥門組件3連接氪氣壓力瓶1和氧氣壓力瓶2的出氣口，所述催化柱6的出氣端連接三向閥一7的一端，所述三向閥一7的另外兩端連接回收管路8和分子篩柱10，且所述三向閥一7連接分子篩柱10的管路上安裝有進(jìn)氣閥9，所述分子篩柱10的外側(cè)纏繞有加熱帶11，所述分子篩柱10的出氣口連接板式換熱器13的進(jìn)氣端，所述板式換熱器13的出氣端連接三向閥二16的一端，且所述板式換熱器13連通三向閥二16的管路上安裝有甲烷傳感器15，所述三向閥二16的另外兩端連接有成品管路17和真空泵18。所述甲烷傳感器15與板式換熱器13之間的連接管道上安裝有閥門14。

34.實施例4：

35.如圖1—2所示，作為上述實施例的進(jìn)一步優(yōu)化，一種高純氪氣氣體提取裝置，包括催化柱6，所述催化柱6的側(cè)面的中端貼裝有熱電偶20，所述催化柱6內(nèi)置于管式爐5的爐腔

內(nèi)，所述催化柱6的進(jìn)氣端通過管道連接混氣罐4的出氣口，所述混氣罐4的進(jìn)氣口通過兩組閥門組件3連接氪氣壓力瓶1和氧氣壓力瓶2的出氣口，所述催化柱6的出氣端連接三向閥一7的一端，所述三向閥一7的另外兩端連接回收管路8和分子篩柱10，且所述三向閥一7連接分子篩柱10的管路上安裝有進(jìn)氣閥9，所述分子篩柱10的外側(cè)纏繞有加熱帶11，所述分子篩柱10的出氣口連接板式換熱器13的進(jìn)氣端，所述板式換熱器13的出氣端連接三向閥二16的一端，且所述板式換熱器13連通三向閥二16的管路上安裝有甲烷傳感器15，所述三向閥二16的另外兩端連接有成品管路17和真空泵18。所述三向閥一7的一個閥路狀態(tài)為催化柱6至回收管路8貫通，所述三向閥一7的另一個閥路狀態(tài)為催化柱6至分子篩柱10貫通。

36.實施例5：

37.如圖1—2所示，作為上述實施例的進(jìn)一步優(yōu)化，一種高純氪氣氣體提取裝置，包括催化柱6，所述催化柱6的側(cè)面的中端貼裝有熱電偶20，所述催化柱6內(nèi)置于管式爐5的爐腔內(nèi)，所述催化柱6的進(jìn)氣端通過管道連接混氣罐4的出氣口，所述混氣罐4的進(jìn)氣口通過兩組閥門組件3連接氪氣壓力瓶1和氧氣壓力瓶2的出氣口，所述催化柱6的出氣端連接三向閥一7的一端，所述三向閥一7的另外兩端連接回收管路8和分子篩柱10，且所述三向閥一7連接分子篩柱10的管路上安裝有進(jìn)氣閥9，所述分子篩柱10的外側(cè)纏繞有加熱帶11，所述分子篩柱10的出氣口連接板式換熱器13的進(jìn)氣端，所述板式換熱器13的出氣端連接三向閥二16的一端，且所述板式換熱器13連通三向閥二16的管路上安裝有甲烷傳感器15，所述三向閥二16的另外兩端連接有成品管路17和真空泵18。所述閥門組件3包括減壓閥31、手動閥32、質(zhì)量流量控制器33和單向閥34，且所述減壓閥31、手動閥32、質(zhì)量流量控制器33和單向閥34依次安裝在氪氣壓力瓶1與混氣罐4以及氧氣壓力瓶2與混氣罐4之間的管道上。

38.實施例6：

39.如圖1—2所示，作為上述實施例的進(jìn)一步優(yōu)化，一種高純氪氣氣體提取裝置，包括催化柱6，所述催化柱6的側(cè)面的中端貼裝有熱電偶20，所述催化柱6內(nèi)置于管式爐5的爐腔內(nèi)，所述催化柱6的進(jìn)氣端通過管道連接混氣罐4的出氣口，所述混氣罐4的進(jìn)氣口通過兩組閥門組件3連接氪氣壓力瓶1和氧氣壓力瓶2的出氣口，所述催化柱6的出氣端連接三向閥一7的一端，所述三向閥一7的另外兩端連接回收管路8和分子篩柱10，且所述三向閥一7連接分子篩柱10的管路上安裝有進(jìn)氣閥9，所述分子篩柱10的外側(cè)纏繞有加熱帶11，所述分子篩柱10的出氣口連接板式換熱器13的進(jìn)氣端，所述板式換熱器13的出氣端連接三向閥二16的一端，且所述板式換熱器13連通三向閥二16的管路上安裝有甲烷傳感器15，所述三向閥二16的另外兩端連接有成品管路17和真空泵18。所述催化柱6的中部裝填有粒長50——100mm的鈀催化劑21，且剩余腔內(nèi)體積填充有石英微球22。

40.本實用新型的工作原理及使用流程：分子篩柱10使用前，切換三向閥一7的閥路為催化柱6至回收管路8貫通，切換三向閥二16的閥路為板式換熱器13至真空泵18貫通，確保閥門14關(guān)閉，開啟進(jìn)氣閥9，啟動加熱帶11和真空泵18，對分子篩柱10進(jìn)行加熱，使分子篩柱10內(nèi)填裝的分子篩在200℃下抽真空再生一小時，板式換熱器13對進(jìn)入真空泵18內(nèi)的氣體進(jìn)行降溫處理，再生結(jié)束后，復(fù)位三向閥二16，關(guān)閉進(jìn)氣閥9、加熱帶11和真空泵18；氪氣壓力瓶1和氧氣壓力瓶2內(nèi)的氣體經(jīng)閥門組件3進(jìn)入混氣罐4進(jìn)行混合，開啟管式爐5，使混合氣體進(jìn)入催化柱6內(nèi)催化燃燒，當(dāng)熱電偶20反饋催化柱6的柱溫穩(wěn)定的達(dá)到所需工藝溫度時，切換三向閥一7的閥路，使催化柱6至分子篩柱10貫通，此時催化燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和水

經(jīng)分子篩柱10內(nèi)的分子篩吸附，高純度的氪氣經(jīng)成品管路17排出收集。

41.需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

42.本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)、潤飾或變化，也可以將上述技術(shù)特征以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合；這些改進(jìn)潤飾、變化或組合，或未經(jīng)改進(jìn)將發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種高純氪氣氣體提取裝置，其特征在于：包括催化柱（6），所述催化柱（6）的側(cè)面的中端貼裝有熱電偶（20），所述催化柱（6）內(nèi)置于管式爐（5）的爐腔內(nèi)，所述催化柱（6）的進(jìn)氣端通過管道連接混氣罐（4）的出氣口，所述混氣罐（4）的進(jìn)氣口通過兩組閥門組件（3）連接氪氣壓力瓶（1）和氧氣壓力瓶（2）的出氣口，所述催化柱（6）的出氣端連接三向閥一（7）的一端，所述三向閥一（7）的另外兩端連接回收管路（8）和分子篩柱（10），且所述三向閥一（7）連接分子篩柱（10）的管路上安裝有進(jìn)氣閥（9），所述分子篩柱（10）的外側(cè)纏繞有加熱帶（11），所述分子篩柱（10）的出氣口連接板式換熱器（13）的進(jìn)氣端，所述板式換熱器（13）的出氣端連接三向閥二（16）的一端，且所述板式換熱器（13）連通三向閥二（16）的管路上安裝有甲烷傳感器（15），所述三向閥二（16）的另外兩端連接有成品管路（17）和真空泵（18）。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純氪氣氣體提取裝置，其特征在于：所述三向閥二（16）的一個閥路狀態(tài)為板式換熱器（13）至成品管路（17）貫通，所述三向閥二（16）的另一個閥路狀態(tài)為板式換熱器（13）至真空泵（18）貫通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純氪氣氣體提取裝置，其特征在于：所述甲烷傳感器（15）與板式換熱器（13）之間的連接管道上安裝有閥門（14）。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純氪氣氣體提取裝置，其特征在于：所述三向閥一（7）的一個閥路狀態(tài)為催化柱（6）至回收管路（8）貫通，所述三向閥一（7）的另一個閥路狀態(tài)為催化柱（6）至分子篩柱（10）貫通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純氪氣氣體提取裝置，其特征在于：所述閥門組件（3）包括減壓閥（31）、手動閥（32）、質(zhì)量流量控制器（33）和單向閥（34），且所述減壓閥（31）、手動閥（32）、質(zhì)量流量控制器（33）和單向閥（34）依次安裝在氪氣壓力瓶（1）與混氣罐（4）以及氧氣壓力瓶（2）與混氣罐（4）之間的管道上。

技術(shù)總結(jié)

本實用新型屬于氪氣提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高純氪氣氣體提取裝置，包括催化柱，催化柱中端貼裝有熱電偶，催化柱內(nèi)置于管式爐爐腔內(nèi)，催化柱進(jìn)氣端連接混氣罐出氣口，混氣罐進(jìn)氣口通過兩組閥門組件連接氪氣壓力瓶和氧氣壓力瓶，催化柱出氣端通過三向閥一連接回收管路和分子篩柱，三向閥一與分子篩柱之間安裝有進(jìn)氣閥，分子篩柱外側(cè)設(shè)有加熱帶，分子篩柱連接板式換熱器，板式換熱器通過三向閥二連接成品管路和真空泵，板式換熱器與三向閥二之間安裝有甲烷傳感器。本實用新型的有益效果為：設(shè)置在分子篩柱后方的板式換熱器避免甲烷傳感器和真空泵受到高溫尾氣的影響，切換三向閥一的閥路使催化柱恒溫階段的尾氣單獨收集，保證氪氣的純度。證氪氣的純度。證氪氣的純度。

技術(shù)研發(fā)人員：潘振環(huán) 克勞斯

受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建德天宸新材料科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.11.17

技術(shù)公布日：2023/4/21