GArP-3  氩气净化器技术说明书

一、概述

氩气(Ar)是当今半导体器件、集成电路、金属热处理、碳纤维、合成纤维、化工及科研等部门生产中不可缺少的保护气和载气气源。氩气纯度的高低，直接影响产品的质量和经济效益。

氩气净化之目的，不仅要深度脱氧，而且要深度脱水。因为氩中若含有氧和水，在高温中都会对工件有氧化作用。

为此，我所在氩气净化的催化剂及催化燃烧反应方面，做了大量的科研工作。目的在于找寻既不需脱氧前配氢；也不要脱氧后加氢再生催化剂，而又能使氩深度脱氧的净化方法。经过反复探索，终于研制成功“C-3093”高 效催化脱氧剂”，每克脱氧量约1500ml，是目前国内已有的铜、锰催化剂脱氧容量的70余倍，该脱氧剂可直接脱除氮、氩、氦、二氧化碳等气体中的氧。

而且价格较低。因此，“C-3093高 效催化脱氧剂”以优异特性荣获国家科委颁发的二等发明奖。

为了加速此项重大科研成果的推广应用，将科研尽快转化为生产力，我们又在气体净化的工艺流程与设备加工方面，做了大量细致的工作，成功地设计制造了“氮、氩、氦、二氧化碳等气体净化器”系列产品，并在生产和科研中普遍应用，取得了满意效果。

二、设备性能与指标

1、处理气量：1—3NM3／hr

2、原料气： 液氩99.99%O2<5ppm露 点<-45℃

H20<1ppm  CO2、CO<2ppm

3、净化后气体质量：

O2<1ppm  H2<1PPm  CO<1ppm CO2<1ppm

露 点<-76℃    尘埃<100级

   4、操作压力： 0．8Mpa

   5、操作温度：

反应温度：280—320℃    干燥温度：300—320℃

   6、电能耗量：

3.0KW(反应器1.5千瓦长期使用干燥器只有干燥再生使用)

   7、冷却水：水温15℃左右，水耗量0.2T／hr

8、外型尺寸：宽×深×高(mm)750×650×1550  

三、设备外观和流程

   1、净化器流程图，见图1

2、电器原理图、面板图、见图2、图3。

   3、流程说明

   (1)由汇流排输出的高压原料气，经过定压装置(高压汇流排系统及定压装置，我所均可供应)。将压力控制在0.8MPa左右，经“总进气阀”输入“氩气净化器”，先进入脱氧反应器，其中装有“C-3093”高 效脱氧剂”，工作温度在280℃-320℃左右，这时氩气中所含氧则与“C-3093高 效催化脱氧剂”发生反应。随后，气体进到盘管式的冷却器内，气体被冷却到水温，则进入左(右)干燥罐中，籍罐内5A分子筛的吸附作用，彻底脱除气体中的H20和C02。再经高 效滤尘器除尘，从而获得高纯氩气，供用户使用。

   (2)本设备反应器和干燥罐操作温度，均由温度自动控制系统控制。“C-3093高 效脱氧剂”在净化过程中，不必活化再生。

   (3)干燥罐中装有吸附剂5A分子筛，在工作中它将吸附气体中的水份和C02并逐渐被饱和。此时，左右两干燥罐要切换使用，并用一部分干纯氩气作为再生载气，对已饱和干燥罐中的分子筛进行活化再生。这样，设备可连续工作，并能保证净化后气体的干燥度。

四、设备的安装

   (1)“GArP-3氩气净化器”应放在便于操作的地方。距离墙或其它设备少要600mm，以便正常操作和维修。净化设备的安置尽量靠近用气点。

   (2)电源；配电功率

三相五线制功率；3.0千瓦  

(3)冷却水源一般为自来水，水温度越低越好，安装时要接好进出水管《用φ15mm左右的胶管或塑料管均可》。

   (4)连接设备的进、出气嘴，应用φ8或(φ10)的不锈钢管即可。

上述工作完毕后，对输送气的管接头，进出水接头，电器部分都进行认真的检查，以提高设备的可靠性。

五、设备启用前的准备工作

   1、对温度系统的检测。操作程序为：

按电源启动按钮，将“反应温控表”设定到50℃，“干燥温控表”设定温度到50℃。看温控表当温度到达设定值时，看它是否能自动恒温控制。

   2、对冷却水的检测

打开冷却水，水量调节为0．2T／hr，看水是否正常流通。

上述工作进行后，说明设备情况正常，这时将设备复原待用。(反应温度设置为300℃，干燥温度设置为300℃)

   3、左、右干燥罐再生操作：

设备安装好后，对干燥罐再进行一次再生处理，为的是使其内的干燥剂有好的吸附干燥性。其操作程序如下：

左干燥罐再生(设氩气已进设备)

   (1)将设备板面干燥切换开关转向“左干燥温控”，干燥温度设置为300℃，将时间继电器设定为6小时，同时打开冷却水。

   (2)打开上排的“总进气阀”，打开上排的“右进气”阀、“右出气”阀，(纯气输出阀不打开)“右干压力”表指示数为0.8MPa。

   (3)打开下排的“左放空”阀，放尽左干燥罐内的存气，“左干压力”表指针回零。再缓慢开动下排的“左再生进气”阀，用“再生总进气”阀调节气体放空量为10升／分左右。

(4)要经常调节放空气量为定值，持续通气6小时后自动切断再生电源开始降温，而后将“干燥切换开关”转换到停止位置，继续通气一小时，逐渐关小下排的“左再生进气”阀，使通气量减少到2升／分左右，再通气一小时，温度降到200℃以下，即可关闭“左放空”阀、“再生总进气”阀、“左再生进气”阀，打开“左进气”阀。等“左干压力”表升到0.8MPa时，即关闭“右进气”阀、“右出气”阀和“总进气”阀，当左干温度降到室温后，后再关闭“左进气”阀。

至此，左干燥罐完成一次再生操作，等其温度降到室温时，再进行右干燥罐操作。

   (5)、右干燥罐再生操作

右干燥罐再生操作程序与左干燥罐再生操作程序所述相同只是“左”字改为“右”字即可。

而后，应对两干燥罐分别进行露 点测试，看是否可达到指标-76℃如果达不到，还需要再重复操作一次再生全过程，直至测试合格为止。

这样，净化器即可投入生产使用。

六、设备正常使用的操作

如选定下列净化流程：氩气汇流排(多瓶并联)→定压装置→GArp-3氩气净化器→滤尘器→高纯氩，经外接阀输出供使用。

则按以下程序操作：

   1、开车操作(先使用左干燥罐)

   (1)按下电源启动按钮，将“反应温控”表设定到300℃。

   (2)打开冷却水，水量调为0.2T／hr为宜。

   (3)接通气路，当原料氩气由汇流排、定压装置送来，压力为0.8MPa左右，打开设备上“总进气”阀，并打开“左进气”“左出气”阀及“纯气输出”，根据所用气量调节阀的开度。这时，净化后的氩气即进入输送管道，供用户使用。

   2停车操作：

   (1)由后向前逐个关闭阀门。即“纯气输出”、 “左出气”、“左进气”、“总进气”阀依此关。

   (2)按电源停止按钮。

   (3)关闭冷却水。

七、干燥罐的切换使用和再生

如上所述，先用左干燥罐工作，经过一段时间后，罐中分子筛逐渐被氩气中的水分所饱和。因此，需要切换到右干燥罐继续工作。而同时欲对左干燥罐进行脱水再生(此种操作一般均在设备运转中进行，即边工作边再生)。

   1、左干燥罐切换到右干燥罐的操作：

   (1)将“干燥切换开关”  转换到左干燥罐温控。

   (2)打开右进气阀和右出气阀，开度适当。而后再关闭“左进气”阀和“左出气”阀。此时，气体即通过右干燥罐进行脱水净化工作。

   2、左干燥罐再生操作(一般均在右干燥罐工作时进行)：

   (1)打开“左放空”阀，启开速度要缓慢，防止放空流量计内浮子冲到顶，待“左干压力”表指针回零后，再慢慢打开“左再生进气”阀，并用“再生总进气”阀调节其通气量，使放空流量在10升／分左右。

   (2)左干燥罐加热到300℃，应自控恒温，持续6小时后，应自动停止。将干燥切换开关转换到停止位置，继续通气1小时，而后关小“左再生进气”阀，使放空气量减少到2升／分以下，再过一小时，即关闭“左放空”阀、“左再生进气”阀、“再生总进气”阀，打开“左进气”阀。此时，“左干压力”表升到与“右干压力”表相同读数。当左干温度降到室温后，关闭“左进气”阀，这时，左干燥罐再生操作完毕，待用。

设备运转一段时间后，右干燥罐中分子筛被水所饱和，需进行右干燥罐切换到左干燥罐的操作，并对右干燥罐中分子筛进行再生。其方法及操作程序与前述相同。只是“左”字改为“右”字即可。

关于干燥罐的切换周期，需根据处理气量大小和气体含量而定，一般一星期切换再生一次，或用户根据实际情况酌定。

八、几点注意事项：

   1、本设备操作人员，需进行培训，使其熟悉设备结构与性能，能很好的操作及维修。

   2、在操作过程中，一定要注意温度控制系统是否能正常工作，若有故障及时排除，以免过温发生事故。

3、当某干燥罐活化再生时，要注意三点：(1)一定要把干燥罐加热温度控制在300℃-320℃之间；(2)放空气量要保持在10升／分左右；(3)要让该干燥罐压力表指针回零。上述三点对干燥剂的脱附再生，至关重要。