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高純氖氣的制備

2015-10-11 15:45:45

高純氖氣是指其純度不低于99.999%，即雜質(zhì)含量小于10x10-6（體積分?jǐn)?shù)）的高純氖氣。工業(yè)上提供的出氣體其雜質(zhì)總量一般都小于100x10-6（體積分?jǐn)?shù)）。因此為得到高純氖氣，必須將工業(yè)純氖氣通過(guò)進(jìn)一步純化，使雜質(zhì)脫除到10x10-6（體積分?jǐn)?shù)）以下。

工業(yè)純氖主要雜質(zhì)除氦以外，一般都含有微量氮、氧、氫、水分、一氧化碳、二氧化碳和烴類等雜質(zhì)，它們可用以下方法脫除。

1：脫除氮

脫除氮時(shí)，有時(shí)伴隨著氧的脫除，主要用金屬吸氣劑經(jīng)行吸收。常用的金屬吸氣劑有鈣、鈦、鈾和鋯-鋁-16等。

用金屬鈣做吸氣劑時(shí)，同時(shí)吸收氮和氧，反應(yīng)溫度650~680度，進(jìn)口氣體的雜質(zhì)濃度相當(dāng)于40x10-6（體積分?jǐn)?shù)）空氣時(shí)，出口雜質(zhì)小于50x10-6（體積分?jǐn)?shù)）【用新鮮鈣時(shí)可降至20x10-6體積分?jǐn)?shù)】。金屬鈣的利用率為50%~60%。

用海綿狀的金屬鈦或鋯-鋁-16做吸氣劑同時(shí)吸收氧、氮、氫、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳和烴類等雜質(zhì)。

2：脫除氧

脫除氧一般用化學(xué)法。常用的脫氧劑有氧化錳或Ag-X分子篩等。氧化錳脫氧劑吸收氧，總反應(yīng)式為：6MnO+3O2→6MnO2

在反應(yīng)溫度為150度，空速為1000h-1，可將體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氧脫除到2x10-6。

在常溫下用Ag-X分子篩脫氧。雜質(zhì)氧含量可由44x10-6降至3x10-6。氧化錳與Ag-X分子篩脫氧劑使用后均需用氫氣還原，還原后的脫氧劑可重新使用。

3:脫氧氫

脫除氫用氧化銅或Pd-X分子篩。氧化銅脫氫，反應(yīng)溫度為350~400度，空速為200h-1氣體中的氫的體積分?jǐn)?shù)可由1%降至1x10-6,氧化銅吸收氫后需用含氧2%~5%的惰性氣體再生，以便重新使用。

用Pd-X分子篩時(shí)，在常溫下可將氖中微量的氫和一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)由11x10-6脫除到0.1x10-6。

4：含碳化合物的脫除

含碳化合物主要是碳氧化合物和碳?xì)浠衔铮饕獮橐谎趸?、二氧化碳和甲烷等。如前所述，采用金屬吸氣劑（如?font face="Times New Roman">-鋁-16）可以在脫氮的同時(shí)，一次性脫除一氧化碳、二氧化碳和烴類等雜質(zhì)，脫除深度均可以達(dá)到1x10-6體積分?jǐn)?shù)。

5：低溫吸附

由于氖相當(dāng)于氧、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等雜質(zhì)組成而言，沸點(diǎn)很低，因而，可采用低溫吸附法一次性除去所有這些雜質(zhì)。吸附溫度為液氮溫度，吸附劑可選用細(xì)孔硅膠，氧化鋁或分子篩，脫除深度亦可達(dá)到1x10-6體積分?jǐn)?shù)

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