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高纯氦气的制备要领

宣布时间: 2021-06-23 11:09:38
来源: pg电子游戏试玩气体
作者: 小粤
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高纯氦气是指其组分含量大于99.999%,即杂质含量小于10×10-6(体积分数)的气体 。工业上提供的纯气体其杂质总量一般都小于100×10-6(体积分数),因此,必须通过进一步纯化,将杂质脱除到10×10-6(体积分数)以下 。

工业纯氦气体主要杂质是氮、氧、水分、一氧化碳、二氧化碳和烃类,它们用以下要领脱除 。

1、脱除氮

脱除氮时,有时陪同着氧的脱除 。主要用金属吸气剂进行吸收 。常用的金属吸气剂有钙、钛、铀和锆-铝16等 。用金属钙做吸气剂时,同时吸收氮和氧,反应温度650~680℃,进口气体的杂质浓度相当于240×10-6(体积分数)空气时,出口杂质小于50×10-6(体积分数) 。金属钙的利用率为50%~60% 。用海绵状的金属钛或锆-铝16做吸气剂可同时吸收氧、氮、氢、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳和烃类等杂质 。

2、脱除氧

脱除氧一般用化学法 。常用的脱氧剂有氧化锰或Ag-X分子筛等 。氧化锰脱氧剂吸收氧,总反应式为:2MnO+O2→2MnO2,在反应温度150℃,空速1000h-1时,可将0.1%(体积分数)的氧脱除到2×10-6(体积分数) 。在常温下用Ag-X分子筛脱氧 。杂质氧含量可由44×10-6降至3×10-6.氧化锰与Ag-X分子筛脱氧剂使用后均需用氢气还原,还原后的脱氧剂可重新使用 。

3、脱除氢

脱除氢用氧化铜或Pd-X分子筛 。氧化铜脱氢,反应温度为350~400℃,空速为200h-1,气体中的氢的体积分数可由1%降至1×10-6 。氧化铜吸收氢后需用含氧2%~5%的惰性气体进行再生,以便重新使用 。

用Pd-X分子筛时,在常温下可将氖气中微量的氢和一氧化碳的体积分数由11×10-6脱除到0.1×10-6 。

4、碳化合物的脱除

含碳化合物主要是碳氧化合物,主要为一氧化碳、二氧化碳和甲烷等 。如前所述,接纳金属吸气剂(如锆-铝-16)可以在脱氮的同时,一次性脱除一氧化碳、二氧化碳和烃类等杂质 。脱除深度均可以抵达1×10-6 。

5、低温吸附

由于氦相关于氖、氧、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等杂质组分而言,沸点很低,因此,可接纳低温吸附法一次性除去所有这些杂质 。吸附温度有负压液氮温度,吸附剂可选用细孔硅胶、氧化铝或分子筛,脱除深度亦可抵达1×10-6(体积分数)以上 。
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