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我国高纯气体提纯技术飞速发展!


随着我国半导体、光电技术的飞速发展,研发提纯净化水平高、耐高压、使用方便、投资少、易推广的对N2、H2、He、Ar、O2、NO气体配制用高压提纯技术及装置尤为重要。今天纽小编就为大家简单介绍几种高纯气体的提纯技术!

氢气、氦气提纯技术
提纯装置内充装两种耐低温的多孔吸附剂,经过良好的换热设计,在低温条件下吸附,可有效将H2、He中的杂质除去,其纯度可达99.9999%,由于条件十分的苛刻,操作者一定要经过严格的培训指导,否则极易发生安全事故。2006年某单位在氢气提纯时,由于诸多隐患巧合在一起,如脱氧剂失效、原料氧浓度超标、提纯装置处理不够及时等因素,气体在低温净化时发生了爆炸,幸好没有造成人身安全。由于该方法可有效除去H2中的N2、CO、CH4等,也可以推广为规模化H2提纯方式,此类低温法是高纯H2生产的重要方法之一。

氮气提纯技术
采用高效的脱氧催化剂,利用脱氧催化剂的氧化还原特点,脱除N2中的痕量O2,脱氧在室温下进行,催化剂失活后通氢还原,还原温度为350-450℃,其特点是有一定的水蒸汽排出。然后用大量的N2吹洗或抽空与通氮相结合的方式将H2吹净。经过高压脱氧器脱氧,产品瓶的氧含量可小于0.3PPM(V/V),该净化器的特点耐高压,非常适于气体的配制,脱氧效果明显,脱氧容量大,催化剂使用寿命长,实验室所用此技术已有多年,已逐步向大规模氮提纯方面推广,效果较好。

氩气提纯技术
高纯氩气的分析检测,需要标准气体。根据GB/T10642高纯氩气国家标准,高纯氩气分为3个等级,其控制成分要求较地低,通常大空分分馏出来的液态Ar质量很好,但在配制标气时,由于气瓶残余气体及系统的漏气,导致此类标准气体配制难度较大,经常出现其中的氮气指标超标,为了配制一瓶合格的标准气体时常重复多次。这样一来不但配制气体麻烦,而且也给分析增加许多的工作量,在实验室为配好此气,曾反复3次之多。氩气的净化除采用精馏的方法外,对充瓶后的氩多采用终端提纯的手段,国外如意大利赛斯等公司都有超纯氩气提纯设备,经过提纯后氩气的纯度达到6N以上,吸气剂可以同氩气中的几乎所有的杂质反应,反应的程度取决于杂质的种类及反应温度,N2是比较难除的杂质,其它如O2、CO2、H2O杂质可通过其它的常规方法除净,为了节省价格不菲的吸气剂,在提纯设备流程设计时,应考虑气体的初级净化,由于吸气剂的激化温度高达500℃以上,又是在高压下工作,所以所用设备的安全问题,是必须要高度的重视,吸气剂由于参加了化学反应,在使用时不断的消耗,其吸气能力随着床层的降低而不断下降,当发现Ar的纯度下降,应考虑是否需要更换吸气剂。在Ar提纯时可采用国产的吸气剂,成本可降低较多。

一氧化碳提纯技术
一氧化碳为底气的标准气体,市场需求尽管不大,但用户必需,该标气要求CO2、O2成分的含量较低,采用高纯CO配制从理论讲是可以的,但高纯CO的价格较高,同时高纯CO有时其中的CO2、O2含量也满足不了要求,为此,必须利用现有条件,在气体的超纯提纯上下工夫,通过完备的分析设备和分析技术,可以成功解决这一问题,根据标准气体的制造特点,采用脱氧和脱水在同一装置内内同时实现,设备工作压力15MPa,所用的催化剂为3种不同活性的复合型脱氧剂,其中的一种抗中毒容量大,测试效果十分明显,从中也获得CO脱O2、CO2技术,为电子级CO的生产提供了技术拓展基础。

氧气脱烃提纯技术
现代空分设备,空分压缩机入口处空气中的碳氢化合物即总“烃”是必须进行在线监控的,这主要是为了安全的需要,同时,产品气O2(包括液O2)也需要测定其中的碳氢化合物(C1--C4),在测定这些组分的时候,为了消除主组分的影响,减少气体分析误差,经常使用O2为底的标准气 体 ,典型的数据 :1.3-BD25ppm—CH425ppm—C2H65ppm—C2H22ppm—C2H45ppm—C3H810ppm—C3H610ppm—iC4H1225ppm—nC4H1225ppm—O2在配制这类气体时,一般首选高纯O2为原料配制此气。目前,国内高纯氧相对较少,价格较贵,运输比较麻烦,有的所谓“高纯O2”部分发现质量也较差,而医用氧可以方便的买到,而价格极为便宜,为了降低生产成本,提高市场竞争力,采用独到的简单方法,配制高难度的标准气体,在目前标准气体价格急剧下滑的市场大背景,显得尤为重要,从某种意义说也是竞争的制胜法宝。医用氧中的甲烷含量极不稳定,在对大连某外资企业生产的医用O2进行分析发现,甲烷含量在几十至几百PPM范围,有时甚至达到上千,通过采用催化氧化的办法可有效的将氧、空气中的烃类杂质及氢降到0.5PPM以下,提纯温度高达550℃,提纯效果极为明显,配气的原料成本不超过20元,显然经济效益明显。空分厂经常需要无烃“零点”气,同样可采取此种方法生产。因为催化反应器在高温、高压下操作,所以在设计、操作时应高度注意。

一氧化氮提纯技术
高纯NO气体中主要杂质为N2O、NO2、CO2 、N2及硫化物,在配制医疗用标气时,通常NO浓度为800 ppm左右),NO2是重点控制的杂质指标,否则,将酿成严重的医疗事故,国内曾发生NO标准气体中NO2超标,导致病人呼吸中毒险些致命的事故,NO标准气体中NO2超标的原因有二:
一、高纯NO气体中杂质NO2本身就超标,纯气NO 中NO2的检测多采用化学法,检测比较麻烦,国内许多NO厂是不具备条件,这样NO 中NO2的含量就失去控制的,而在NO合成时NO2是极易超标的。
二、配制标准气体配制时所用底气不纯,含氧量高,或气瓶、系统臵换不彻底甚至漏气,而NO极易同O2反应,生成NO2(NO+O2-----NO2)。
解决方式:
一、采用NO提纯装置将所用的原料NO进行在线提纯。
二、对平衡气体N2采用高压脱氧净化。
通过以上方式,可有效的保证医疗用NO标准气体的质量,通过新旧方法对比,标准气体的质量明显进步。




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