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3093系氮气纯化器获山西省科技进步一等奖

铝材加工、航空航天、化工、电子等许多行业都会用到高纯氮气,这些行业一般要求氮气纯度在99.999%以上。如果使用瓶装高纯氮气成本高,储运不方便,最经济的方法是采用变压吸附法使空气中氧氮分离制成普氮,再对普氮进行纯化。目前有两种普氮纯化方法:一种是在催化剂作用下配氢脱氧生成水,采用氧化还原法脱除剩余的氢气,再采用物理吸附法脱除水和其它杂质制成高纯氢气;另一种是利用炭脱氧剂脱氧,再采用物理吸附法脱除生成的二氧化碳和其它杂质制成高纯氢气。配氢脱氧缺点是必须有氢源,在系统中引入了第二杂质,造成二次污染,配入的氢气量难以把控,残余氢气可采用氧化还原法脱除,脱除氢气的催化剂空速通常只有炭脱氧剂的三分之一,相应反应器体积大,而且氢气的存在要求所有设备、仪表防爆和满足间距要求,这样就同时增加了能耗、占地和成本。氢气存在不安全隐患,没有氢源的地方,限制了使用。炭脱氧剂既是催化剂又作为反应原料参与反应,无需再生,流程简单,占地小、运行稳定,环境安全,氧脱除彻底纯度高,尤其对于微量氧含量的原料氮气,炭脱氧剂的消耗及其微量,其作用相当于大空速的催化剂,优势更加突出。

中科院山西煤化所研制开发的氮气纯化器是采用本所研发的炭载型催化剂3093(国家发明二等奖)使普氮中的氧与载体炭反应,生成二氧化碳,二氧化碳被吸附剂吸附脱除,吸附剂吸附饱和后可再生重复使用。普氮纯化后制成的高纯氮气纯度大于99.9995%。该氮气纯化器还可用于其它惰性气体(如氮气、氩气等)的纯化。

主要技术指标:

催化反应器高径比                 ³4

原料气                           N2ArHeCOCO2等惰性气体

使用温度                         280350°C

空速                             010000h1

脱氧容量                         1600L纯氧/Kg脱氧剂

残氧量                            £ 0.5ppm

     露点                              £ 70°C

 该设备特别适用于变压吸附制氮机的终端纯化,纯化成本只需在普氮的基础上每立方米气体增加0.2元即可。目前,该纯化器已经成功应用30余年,近年来还被应用在“神州”号宇宙飞船和“风云一号”气象卫星等尖端科技领域。 


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