工业出口气体中的高纯度霓虹如何去除

#氖气#

高纯度霓虹是指纯度不低于99.999%的高纯度霓虹,即杂质含量小于10x10-6(体积分数)。工业出口气体中的杂质总量通常小于100 x 10-6(体积分数)。因此,在生产高纯霓虹时,必须进一步纯化纯工业霓虹,以去除小于10x10-6(体积分数)的杂质。

除氦外,工业纯氖的主要杂质通常含有微量的氮、氧、氢、水、一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物,可通过以下方法去除。

反硝化:反硝化有时伴随着脱氧,主要由金属吸收器吸收。常用的金属吸收剂有钙、钛、铀和锆铝16。当金属钙用作吸收剂时,氮和氧同时被吸收。反应温度为650-680℃。当进气中杂质浓度等于40x10-6(体积分数)空气时,出口杂质小于50x10-5(体积分数)[使用新鲜钙时可减少至20x10-7(体积分数)]。金属钙的利用率为50%~60%。海绵钛或锆铝16用作空气吸收器,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等杂质。


除氧:一般采用化学除氧。常用的脱氧剂有氧化锰或ag-x分子筛,氧化锰脱氧剂吸氧。总反应式为:6MnO+3O2→6MnO2,反应温度150℃,空速1000h-1,在2x 1 0-6时可除去体积分数为0.1%的氧,在室温下用Ag-X分子筛脱氧,杂质含氧量可由44x10-6降至3x10-5。锰氧化物和Ag-X脱氧剂使用后需要氢气还原,还原后的脱氧剂可重复使用。


氢气脱氧:采用氧化铜或PD-X分子筛脱除氢气。氧化铜脱氢,反应温度350~400℃,空速200h-1,气体中氢的体积分数可由1%降至1x10-6,含2%~5%氧气的惰性气体经氧化铜吸附后再生再利用。当使用pd-x分子筛时,在室温下,氖中微量氢和一氧化碳的体积分数可从11x10-6降低到0.1x10-6。


碳化合物的去除: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,金属吸收剂(例如锆铝-16)可用于去除一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物和其他杂质,同时去除深度达1x 10-6体积分数的氮。


低温吸附:由于氖相当于氧、氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等杂质,其沸点很低,因此可以通过低温吸附同时去除所有杂质。吸附温度是液氮的温度。吸附剂可以是微孔硅胶、氧化铝或分子筛,去除深度可达1x10-6体积分数。

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