高纯氖气制备技术的探讨

高纯氖气，指其纯度不低于99.999%，即杂质含量小于10x10^-6（体积分数）的高纯氖气。

工业上提供的出气体其杂质总量一般都小于100x10^-6（体积分数）。因此为得到高纯氖气，必须将工业纯氖气通过进一步纯化，使杂质脱除到10x10^-6（体积分数）以下。 工业纯氖主要杂质除氦以外，一般都含有微量氮、氧、氢、水分、一氧化碳、二氧化碳和烃类等杂质，它们可用以下方法脱除。

一、脱除氮。

脱除氮时，有时伴随着氧的脱除，主要用金属吸气剂经行吸收。常用的金属吸气剂有钙、钛、铀和锆-铝-16等。 用金属钙做吸气剂时，同时吸收氮和氧，反应温度650~680度，进口气体的杂质浓度相当于40x10^-6（体积分数）空气时，出口杂质小于50x10^-6（体积分数）【用新鲜钙时可降至20x10^-6体积分数】。金属钙的利用率为50%~60%。 用海绵状的金属钛或锆-铝-16做吸气剂同时吸收氧、氮、氢、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳和烃类等杂质。

二、脱除氧。

脱除氧一般用化学法。常用的脱氧剂有氧化锰或Ag-X分子筛等。氧化锰脱氧剂吸收氧，总反应式为：6MnO+3O2→6MnO2 在反应温度为150度，空速为1000h-1，可将体积分数为0.1%的氧脱除到2x10^-6。 在常温下用Ag-X分子筛脱氧。杂质氧含量可由44x10^-6降至3x10^-6。氧化锰与Ag-X分子筛脱氧剂使用后均需用氢气还原，还原后的脱氧剂可重新使用。

三、脱氧氢。

脱除氢用氧化铜或Pd-X分子筛。氧化铜脱氢，反应温度为350~400度，空速为200h-1气体中的氢的体积分数可由1%降至1x10^-6,氧化铜吸收氢后需用含氧2%~5%的惰性气体再生，以便重新使用。 用Pd-X分子筛时，在常温下可将氖中微量的氢和一氧化碳的体积分数由11x10^-6脱除到0.1x10^-6。

四、含碳化合物的脱除。

含碳化合物主要是碳氧化合物和碳氢化合物，主要为一氧化碳、二氧化碳和甲烷等。如前所述，采用金属吸气剂（如锆-铝-16）可以在脱氮的同时，一次性脱除一氧化碳、二氧化碳和烃类等杂质，脱除深度均可以达到1x10^-6体积分数。

五、低温吸附。

由于氖相当于氧、氮、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等杂质组成而言，沸点很低，因而，可采用低温吸附法一次性除去所有这些杂质。吸附温度为液氮温度，吸附剂可选用细孔硅胶，氧化铝或分子筛，脱除深度亦可达到1x10^-6体积分数。

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