氮气、氢气、氧气和氩气等是流程工业常见辅助气体,昌晖仪表在本文分享这些高纯气体等级划分及其纯化方法,供大家参考。
各级纯气的等级划分
各级纯气的等级划分见下表。
表中的“N” 是英文Nine的缩写,表示其纯度百分比中有 几个“9”。高纯气体的纯度≥5N,超纯气体的纯度≥6N。
◆高纯氮纯化方法
氮气一般是由空气分离制得,从液态空气中制取的氮气,含氮量在99%以上,其中含有少量的水、氧和二氧化碳等杂质。高纯氮的主要技术指标应满足国家标准GB/T8979《纯氮、高纯氮和超纯氮》的要求。
如果使用的氮气不纯,可参考下表方法加以纯化。
◆高纯氢纯化方法
氢气一般由电解水制取,其纯度为99.5%~99.9%,主要杂质有水、氧、氮、二氧化碳等。纯氢、高纯氢和超纯氢的主要技术指标应满足国家标准GB/T3634.2《氢气 第2部分: 纯氢、高纯氢和超纯氢》的要求。
目前,关于氢气的纯化,国内外有许多方法,但是所有的方法均是以脱除氢气中的水和氧为基本点。对于氢气中的氧,一般采用脱氧剂或催化剂,将氧与氢化合生成水,然后再利用干燥剂或冷阱把水除去,并选择高效纯化剂除去其他微量杂质。
常用的氢气脱水方法有三种:
①化学吸附法,采用氯化钙、浓硫酸等脱水剂,通过化学反应将氢中的水除去。
②物理吸附法,常用硅胶、分子筛和活性炭等吸附剂,通过物理作用将氢中的水除去。
③冷冻法,让氢气通过低温冷阱而使水汽凝结除去,常用的冷阱有分子筛冷阱、活性炭冷阱、液态空气冷阱和液氮冷阱等。
下表给出氢气的纯化方法、纯化效果和主要用途。
◆高纯氧纯化方法
氧气多数是从液态空气中制取的,其中含有微量的水、氮、二氧化碳及一些惰性气体。高纯氧应达到国家标准GB/T14599《纯氧、高纯氧和超纯氧》规定的主要技术指标。
氧气的纯化有催化反应法和吸附法。一般采用氯化钙、105催化剂、分子筛液氮冷阱和玻璃滤球去除其杂质,将低纯度的氧净化为高纯度的氧。
下表给出氧气的纯化方法、纯化效果和适用范围。
◆高纯氩
氩气一般由液态空气分馏制取,氩含量在99.7%以上,所含的杂质主要有氧、氮、氢、二氧化碳、水和有机气体。高纯氩的主要技术指标应满足国家标准GB/T4842《氩》的要求。
如果使用的氩气不纯,可参考下表方法加以纯化。
◆高纯氦纯化方法
氦气以天然气为原料,采取分离提纯法制得。另一种是以空气为原料,对空气加压降温液化,经过分离、精馏和提纯制得。用液氖冷凝法可制取纯度为99%的粗氦,经过常压液氮为冷源的低温吸附器净化后,再经负压液氢为冷源的低温固化分离器进一步净化,从而可获得99.999%~99.99999%的高纯氦气。高纯氦应达到国家标准GB/T4844《纯氦、高纯氦和超纯氦》规定的技术指标。
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