對(duì)高純氖氣制備技術(shù)的研討

高純氖氣的定義是指其純度不能低于99.999%，也就是說(shuō)雜質(zhì)含量應(yīng)該小于10x10-6（體積

分?jǐn)?shù)）。

為了獲得高純度的氖氣，工業(yè)上提供的氖氣中的雜質(zhì)總量一般都小于100x10-6（體積分?jǐn)?shù)）。

然而，為了進(jìn)一步提高純度，必須對(duì)工業(yè)純氖氣進(jìn)行純化，將雜質(zhì)去除到10x10-6（體積分

數(shù)）以下。除了氦氣外，工業(yè)純氖氣主要含有微量的氮?dú)?、氧氣、氫氣、水分、一氧化碳?/span>

二氧化碳和烴類等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)可以通過(guò)以下方法進(jìn)行去除。

在氮從原料氣體中脫除的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)伴隨著氧的脫除。為了吸收氣體中的這些雜質(zhì)，通

常會(huì)采用金屬吸氣劑。常用的金屬吸氣劑有鈣、鈦、鈾和鋯-鋁-16等。采用金屬鈣作為吸氣

劑時(shí)，可以同時(shí)吸收氮和氧，反應(yīng)溫度為650~680度。當(dāng)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)）。如果使用新鮮的鈣，可以將出口

雜質(zhì)降低至20x10-6（體積分?jǐn)?shù)）。金屬鈣的利用率約為50%~60%。采用海綿狀的金屬鈦或

鋯-鋁-16作為吸氣劑時(shí)，可以同時(shí)吸收氧、氮、氫、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳和烴類等雜

質(zhì)。

氧氣的脫除通常使用化學(xué)方法。常用的脫氧劑包括氧化錳和Ag-X分子篩等。氧化錳脫氧劑吸

收氧氣，總反應(yīng)式為6MnO+3O2→6MnO2。在溫度為150度，空速為1000小時(shí)-1的條件下，

可以將0.1%體積分?jǐn)?shù)的氧氣脫除至2x10-6。而在常溫下，可以使用Ag-X分子篩進(jìn)行脫氧。使

用Ag-X分子篩后，雜質(zhì)氧氣含量可由44x10-6降至3x10-6。無(wú)論是氧化錳還是Ag-X分子篩的

脫氧劑使用后，都需要使用氫氣進(jìn)行還原，還原后的脫氧劑可以重新使用。

利用氧化銅或Pd-X分子篩進(jìn)行氫氣的去除。氧化銅脫氫可在350~400度的反應(yīng)溫度下進(jìn)行，

空速為200h-1。氫氣的體積分?jǐn)?shù)可從1%降至1x10-6。氧化銅吸收氫氣后，需要使用含氧2%

~5%的惰性氣體進(jìn)行再生，以便重新使用。使用Pd-X分子篩時(shí)，可將氖氣中微量的氫氣和一

氧化碳的體積分?jǐn)?shù)從11x10-6脫除到0.1x10-6，反應(yīng)條件為常溫下。

含碳化合物主要指的是碳氧化合物和碳?xì)浠衔?，如一氧化碳、二氧化碳和甲烷等。如前?/span>

述，使用金屬吸氣劑（例如鋯-鋁-16）可以同時(shí)去除氮?dú)夂吞佳趸衔镆约盁N類等雜質(zhì)，去

除效果可以達(dá)到1x10-6體積分?jǐn)?shù)。

由于氖含有氧、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等雜質(zhì)，其沸點(diǎn)較低。因此，可以采用低溫

吸附法一次性去除所有這些雜質(zhì)。吸附溫度為液氮溫度，可選擇細(xì)孔硅膠、氧化鋁或分子篩

作為吸附劑，去除深度可達(dá)到1x10-6的體積分?jǐn)?shù)。

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