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我國高純氣體提純技術(shù)飛速發(fā)展！


隨著我國半導(dǎo)體、光電技術(shù)的飛速發(fā)展，研發(fā)提純凈化水平高、耐高壓、使用方便、投資少、易推廣的對N2、H2、He、Ar、O2、NO氣體配制用高壓提純技術(shù)及裝置尤為重要。今天紐小編就為大家簡單介紹幾種高純氣體的提純技術(shù)！

氫氣、氦氣提純技術(shù)
提純裝置內(nèi)充裝兩種耐低溫的多孔吸附劑，經(jīng)過良好的換熱設(shè)計(jì)，在低溫條件下吸附，可有效將H2、He中的雜質(zhì)除去，其純度可達(dá)99.9999%，由于條件十分的苛刻，操作者一定要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)指導(dǎo)，否則極易發(fā)生安全事故。2006年某單位在氫氣提純時，由于諸多隱患巧合在一起，如脫氧劑失效、原料氧濃度超標(biāo)、提純裝置處理不夠及時等因素，氣體在低溫凈化時發(fā)生了爆炸，幸好沒有造成人身安全。由于該方法可有效除去H2中的N2、CO、CH4等，也可以推廣為規(guī)模化H2提純方式，此類低溫法是高純H2生產(chǎn)的重要方法之一。

氮?dú)?/span>提純技術(shù)
采用高效的脫氧催化劑，利用脫氧催化劑的氧化還原特點(diǎn)，脫除N2中的痕量O2，脫氧在室溫下進(jìn)行，催化劑失活后通氫還原，還原溫度為350-450℃，其特點(diǎn)是有一定的水蒸汽排出。然后用大量的N2吹洗或抽空與通氮相結(jié)合的方式將H2吹凈。經(jīng)過高壓脫氧器脫氧，產(chǎn)品瓶的氧含量可小于0.3PPM(V/V)，該凈化器的特點(diǎn)耐高壓，非常適于氣體的配制，脫氧效果明顯，脫氧容量大，催化劑使用壽命長，實(shí)驗(yàn)室所用此技術(shù)已有多年，已逐步向大規(guī)模氮提純方面推廣，效果較好。

氬氣提純技術(shù)
高純氬氣的分析檢測，需要標(biāo)準(zhǔn)氣體。根據(jù)GB/T10642高純氬氣國家標(biāo)準(zhǔn)，高純氬氣分為3個等級，其控制成分要求較地低，通常大空分分餾出來的液態(tài)Ar質(zhì)量很好，但在配制標(biāo)氣時，由于氣瓶殘余氣體及系統(tǒng)的漏氣，導(dǎo)致此類標(biāo)準(zhǔn)氣體配制難度較大，經(jīng)常出現(xiàn)其中的氮?dú)庵笜?biāo)超標(biāo)，為了配制一瓶合格的標(biāo)準(zhǔn)氣體時常重復(fù)多次。這樣一來不但配制氣體麻煩，而且也給分析增加許多的工作量，在實(shí)驗(yàn)室為配好此氣，曾反復(fù)3次之多。氬氣的凈化除采用精餾的方法外，對充瓶后的氬多采用終端提純的手段，國外如意大利賽斯等公司都有超純氬氣提純設(shè)備，經(jīng)過提純后氬氣的純度達(dá)到6N以上，吸氣劑可以同氬氣中的幾乎所有的雜質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)的程度取決于雜質(zhì)的種類及反應(yīng)溫度，N2是比較難除的雜質(zhì)，其它如O2、CO2、H2O雜質(zhì)可通過其它的常規(guī)方法除凈，為了節(jié)省價格不菲的吸氣劑，在提純設(shè)備流程設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮氣體的初級凈化，由于吸氣劑的激化溫度高達(dá)500℃以上，又是在高壓下工作，所以所用設(shè)備的安全問題，是必須要高度的重視，吸氣劑由于參加了化學(xué)反應(yīng)，在使用時不斷的消耗，其吸氣能力隨著床層的降低而不斷下降，當(dāng)發(fā)現(xiàn)Ar的純度下降，應(yīng)考慮是否需要更換吸氣劑。在Ar提純時可采用國產(chǎn)的吸氣劑，成本可降低較多。

一氧化碳提純技術(shù)
一氧化碳為底氣的標(biāo)準(zhǔn)氣體，市場需求盡管不大，但用戶必需，該標(biāo)氣要求CO2、O2成分的含量較低，采用高純CO配制從理論講是可以的，但高純CO的價格較高，同時高純CO有時其中的CO2、O2含量也滿足不了要求，為此，必須利用現(xiàn)有條件，在氣體的超純提純上下工夫，通過完備的分析設(shè)備和分析技術(shù)，可以成功解決這一問題，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氣體的制造特點(diǎn)，采用脫氧和脫水在同一裝置內(nèi)內(nèi)同時實(shí)現(xiàn)，設(shè)備工作壓力15MPa，所用的催化劑為3種不同活性的復(fù)合型脫氧劑，其中的一種抗中毒容量大，測試效果十分明顯，從中也獲得CO脫O2、CO2技術(shù)，為電子級CO的生產(chǎn)提供了技術(shù)拓展基礎(chǔ)。

氧氣脫烴提純技術(shù)
現(xiàn)代空分設(shè)備，空分壓縮機(jī)入口處空氣中的碳?xì)浠衔锛纯偂盁N”是必須進(jìn)行在線監(jiān)控的，這主要是為了安全的需要，同時，產(chǎn)品氣O2(包括液O2)也需要測定其中的碳?xì)浠衔铮–1--C4），在測定這些組分的時候，為了消除主組分的影響，減少氣體分析誤差，經(jīng)常使用O2為底的標(biāo)準(zhǔn)氣 體 ，典型的數(shù)據(jù) ：1.3-BD25ppm—CH425ppm—C2H65ppm—C2H22ppm—C2H45ppm—C3H810ppm—C3H610ppm—iC4H1225ppm—nC4H1225ppm—O2在配制這類氣體時，一般首選高純O2為原料配制此氣。目前，國內(nèi)高純氧相對較少，價格較貴，運(yùn)輸比較麻煩，有的所謂“高純O2”部分發(fā)現(xiàn)質(zhì)量也較差，而醫(yī)用氧可以方便的買到，而價格極為便宜，為了降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力，采用獨(dú)到的簡單方法，配制高難度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，在目前標(biāo)準(zhǔn)氣體價格急劇下滑的市場大背景，顯得尤為重要，從某種意義說也是競爭的制勝法寶。醫(yī)用氧中的甲烷含量極不穩(wěn)定，在對大連某外資企業(yè)生產(chǎn)的醫(yī)用O2進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，甲烷含量在幾十至幾百PPM范圍，有時甚至達(dá)到上千，通過采用催化氧化的辦法可有效的將氧、空氣中的烴類雜質(zhì)及氫降到0.5PPM以下，提純溫度高達(dá)550℃，提純效果極為明顯，配氣的原料成本不超過20元，顯然經(jīng)濟(jì)效益明顯�？辗謴S經(jīng)常需要無烴“零點(diǎn)”氣，同樣可采取此種方法生產(chǎn)。因?yàn)榇呋磻?yīng)器在高溫、高壓下操作，所以在設(shè)計(jì)、操作時應(yīng)高度注意。

一氧化氮提純技術(shù)
高純NO氣體中主要雜質(zhì)為N2O、NO2、CO2 、N2及硫化物，在配制醫(yī)療用標(biāo)氣時，通常NO濃度為800 ppm左右)，NO2是重點(diǎn)控制的雜質(zhì)指標(biāo)，否則，將釀成嚴(yán)重的醫(yī)療事故，國內(nèi)曾發(fā)生NO標(biāo)準(zhǔn)氣體中NO2超標(biāo)，導(dǎo)致病人呼吸中毒險些致命的事故，NO標(biāo)準(zhǔn)氣體中NO2超標(biāo)的原因有二：
一、高純NO氣體中雜質(zhì)NO2本身就超標(biāo)，純氣NO 中NO2的檢測多采用化學(xué)法，檢測比較麻煩，國內(nèi)許多NO廠是不具備條件，這樣NO 中NO2的含量就失去控制的，而在NO合成時NO2是極易超標(biāo)的。
二、配制標(biāo)準(zhǔn)氣體配制時所用底氣不純，含氧量高，或氣瓶、系統(tǒng)臵換不徹底甚至漏氣，而NO極易同O2反應(yīng)，生成NO2（NO+O2-----NO2）。
解決方式：
一、采用NO提純裝置將所用的原料NO進(jìn)行在線提純。
二、對平衡氣體N2采用高壓脫氧凈化。
通過以上方式，可有效的保證醫(yī)療用NO標(biāo)準(zhǔn)氣體的質(zhì)量，通過新舊方法對比，標(biāo)準(zhǔn)氣體的質(zhì)量明顯進(jìn)步。




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