烟台市福山区福源气体有限公司
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在制取高纯气体时,控制杂质的引入可以通过以下几种方法:
1.原料选择与预处理
-严格筛选原料:选择纯度高、杂质含量少的原料用于气体制取。例如,在水电解制取氢气时,使用去离子水作为原料,减少水中的杂质离子进入所制取的氢气中。
-原料预处理:对原料进行净化、干燥、过滤等预处理操作,去除其中的杂质。比如,在空气分离制取氮气和氧气时,先通过吸附、冷凝等方法去除空气中的水分、二氧化碳和碳氢化合物等杂质。
2.设备与管路清洁
-设备清洁:制取高纯气体的设备在使用前需进行严格的清洗和消毒,去除设备内表面的油脂、灰尘、金属氧化物等杂质。可以采用化学清洗(如酸洗、碱洗)、超声波清洗、高温烘烤等方法。
-管路选择与清洁:选用抗腐蚀、不易吸附和释放杂质的管路材料,如不锈钢、聚四氟乙烯等。安装前对管路进行清洗和吹扫,使用过程中定期检查和清洁管路,防止杂质在管路内积累和释放。
3.密封与防漏
-密封材料选择:选用耐高低温、耐腐蚀性强、气体渗透率低的密封材料,如优质的橡胶密封圈、金属密封垫等,确保设备和管路连接处的密封性。
-泄漏检测与修复:定期对设备和管路进行泄漏检测,如采用压力检测、氦质谱检漏等方法,及时发现并修复泄漏点,防止外界空气或其他杂质气体进入系统。
4.过程控制
-控制反应条件:在化学反应制取气体的过程中,精确控制反应温度、压力、反应物浓度、反应时间等参数,避免副反应的发生,减少杂质的生成。
-气体净化:在制取过程中设置多级净化装置,如吸附塔、精馏塔、膜分离器等,对气体进行逐步净化,去除杂质。
5.环境控制
-净化工作环境:保持制取气体的工作环境清洁、干燥,控制工作环境的温度和湿度,减少空气中的灰尘、水分和其他污染物进入制取系统。
-建立洁净室或隔离区:对于对纯度要求极高的气体制取,可以在洁净室内或隔离区内进行生产,严格控制进入该区域的人员、物料和空气,减少杂质的引入。
例如,在制取高纯氩气的过程中,选用高纯度的空气作为原料,并通过预冷、吸附等预处理去除空气中的杂质;对空气分离设备进行严格的清洗和消毒,使用耐低温、低渗透的密封材料;在制取过程中精确控制精馏温度和压力,通过多级精馏和吸附净化去除杂质;将生产设备置于洁净室内,工作人员穿戴洁净服、手套等进入工作区域,从而有效控制杂质的引入,提高氩气的纯度。
又如,在通过化学反应制取高纯氢气时,选择高纯度的反应物,反应前对反应釜进行清洗和干燥处理;控制反应温度和压力在最佳范围,减少副产物的生成;反应后通过钯膜扩散、变压吸附等净化装置去除杂质气体;在洁净的实验室内进行操作,减少环境对制取过程的污染。
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