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高纯氩气制备技术是怎样的

2021-02-15 01:56:25

  一般工业提供的废气中杂质总量小于10010-6(体积分数)。因此,为了获得高纯度的氖,工业纯氖必须进一步纯化以除去低于10x10-6(体积分数)的杂质。除氦气外,工业纯氖的主要杂质一般含有微量杂质,如氮、氧、氢、水分、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物等,可通过以下方法去除。


  首先,去除氮气。


  当去除氮时,有时会去除氧,氧主要被金属吸气剂吸收。常用的金属吸气剂有钙、钛、铀、锆-铝-16等。当金属钙用作吸气剂时,氮和氧同时被吸收。反应温度为650~680。当入口气体的杂质浓度等于空气的4010-6(体积分数)时,出口的杂质浓度小于5010-6(体积分数)[,当使用新鲜钙时,可以减少到2010-6]。金属钙的利用率为50%~60%。海绵钛或锆-铝-16被用作吸气剂来吸收氧气、氮气、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物。

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  第二,除氧。


  氧气一般用化学方法去除。常用的脱氧剂有氧化锰或Ag-X分子筛。氧化锰脱氧剂吸收氧气,反应通式为6MnO 3O26MnO2。当反应温度为150,空速为1000h-1时,体积分数为0.1%的氧气可以脱除到210-6。室温下用Ag-X分子筛脱氧。杂质氧含量可从44x10-6降至3x10-6。氧化锰和Ag-X分子筛脱氧剂使用后都需要用氢气还原,还原后的脱氧剂可以重复使用。


  3.脱氧氢。


  除氢用氧化铜或PD-X分子筛。氧化铜脱氢,反应温度为350~400,空速为200h-1的气体中氢气的体积分数可由1%降至10 ~ (-6),氧化铜应在吸收氢气后用含2%~5%氧气的惰性气体再生后再利用。使用PD-X分子筛时,常温下氖气中氢气和一氧化碳的体积分数可以从11x10-6去除到0.1x10-6。


  4.含碳化合物的去除。


  含碳化合物主要是碳氧化物和碳氢化合物,主要是一氧化碳、二氧化碳和甲烷。如上所述,金属吸气剂(如锆-铝-16)可以一次去除一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物等杂质,去除深度可以达到110-6体积分数。


  5.低温吸附。


  由于氖气相当于氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等杂质,而且沸点非常低,所以这些杂质都可以通过低温吸附法一次性去除。吸附温度为液氮温度,吸附剂可以是细孔硅胶、氧化铝或分子筛,去除深度可达110-6体积分数。


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