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    高純氬的生產過程中有哪些關鍵技術?

    2024-01-13 16:58:26

    高純氬是一種純度高達99.9999%的氬氣,廣泛應用于電子、半導體、光電、金屬加工、化學分析等領域。其生產過程中涉及到多個關鍵技術,包括氬氣提純、氬氣液化、氬氣純化和氬氣儲存等。

    起初,氬氣提純是高純氬生產的關鍵技術之一。目前常用的氬氣提純方法有多槽分餾法、冷卻分餾法和吸附分離法。多槽分餾法是將空氣經過壓縮、冷卻后再通過多級分餾塔,利用氣體組分在不同高度的分理能力差異,實現不同組分的分離和提純。冷卻分餾法則是通過改變氣體壓力和溫度,在冷卻器中使不同組分的氣體冷卻至液態,然后通過分裝提取純氬。吸附分離法則是利用吸附劑對氣體的選擇性吸附特性進行氣體組分的分離和提純,常用的吸附劑有活性炭、分子篩等。這些方法在氬氣提純過程中能夠有效去除雜質氣體,提高氬氣純度。

    其次,氬氣液化是實現高純氬生產的另一關鍵技術。氬氣在常壓下的沸點為-185.7°C,因此需要將氬氣冷卻至其沸點以下,使其轉化為液態。目前常用的氬氣液化方法有制冷機液化法、噴霧液化法和深冷循環液化法。制冷機液化法是利用制冷機對氬氣進行連續冷卻,使其溫度降低至沸點以下,并通過升降溫器控制氬氣流速和溫度,終液化氬氣收集存儲。噴霧液化法則是將高速冷卻的氬氣噴霧到液化器中,利用液化器內的制冷介質對氬氣進行冷卻和液化。深冷循環液化法是利用深冷循環系統對氬氣進行連續冷卻和循環,從而達到液化目的。這些液化方法能夠有效地將氬氣液化,并確保其高純度。

    此外,氬氣純化也是高純氬生產過程中的一個重要環節。氬氣中常常含有少量的氧氣、水蒸氣、氫氣、氮氣等雜質,需要通過純化技術去除。常用的純化方法有吸附法、膜分離法和化學反應法。吸附法是利用吸附劑對雜質氣體的物理吸附特性進行分離,常用的吸附劑有活性炭、分子篩等。膜分離法則是利用薄膜的選擇性透過特性進行氣體組分的分離和純化,常用的膜材料有聚合物膜、無機膜等?;瘜W反應法則是通過與雜質氣體發生化學反應,使其轉化為易于分離的產物進行純化,常用的反應有氫氧化鋁吸收法和催化氧化法。這些純化方法能夠有效去除氬氣中的雜質,提高氬氣的純度。

    另外,氬氣儲存也是高純氬生產過程中不可或缺的一步。氬氣儲存既可以是氣體儲存,也可以是液態儲存。氣體儲存常用的方法有高壓儲存和液氮制冷儲存。高壓儲存是將氬氣充填到高壓容器中,通過增加氣體壓力來保持氬氣在氣態的狀態。液氮制冷儲存則是將液氮用作冷媒,通過制冷器對氬氣進行冷卻和儲存。液態儲存則是將液態氬氣儲存在特定容器中,通過保持恒定的溫度和壓力來保持氬氣的液態。這些儲存方法能夠有效地保持氬氣的純度和穩定性。

    綜上所述,高純氬的生產過程中涉及到氬氣提純、氬氣液化、氬氣純化和氬氣儲存等多個關鍵技術。通過采用適當的方法和工藝,可以實現高純度氬氣的生產,并廣泛應用于各個領域。

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