氦气的纯化技术根据工作压力、冷源的使用等条件的不同主要分为高压低温冷凝、吸附法、膜分离法、变压吸附法、低温冷凝吸附法。
氦气高压低温冷凝、吸附法是一种经典可靠的纯化技术,该技术工艺成熟,被广泛应用在高纯度氦气的提纯工艺中。技术利用氦气沸点低的特点,通过使用液氮等冷源,冷凝并分离混合气中的氮气等杂质,再通过吸附材料二次去除氦气内所含杂质用以获得高纯度氦气。氦气高压低温冷凝、
高纯氮气标准
氦气的纯化技术根据工作压力、冷源的使用等条件的不同主要分为高压低温冷凝、吸附法、膜分离法、变压吸附法、低温冷凝吸附法。
氦气高压低温冷凝、吸附法是一种经典可靠的纯化技术,该技术工艺成熟,被广泛应用在高纯度氦气的提纯工艺中。技术利用氦气沸点低的特点,通过使用液氮等冷源,冷凝并分离混合气中的氮气等杂质,再通过吸附材料二次去除氦气内所含杂质用以获得高纯度氦气。氦气高压低温冷凝、吸附法适用于处理量大的氦气提纯场合。氦气应用于深海潜水、安全气囊、医学、核磁C共振成像机,以及包括光纤和半导体在内的技术领域。提纯过程需要提供冷源,由于要在高压操作条件下,自动化程度受到一定限制。
变压吸附法是一种气体吸附分离技术,通过改变压力来实现气体的吸附和解吸过程。吸附分离是利用吸附剂对特定气体吸附和解析能力上的差异进行分离的。为了促进这个过程的进行,常用的有加压法和真空法等。吸附过程具有体积相对较小、自动化程度高、操作简单等特点。在同一年,普利斯特里作类似的燃烧实验,发现使1/5的空气变为碳酸气,用石灰水吸收后的气体不助燃也不助呼吸,由于他同D·卢瑟福都是深信燃素学说的,因此他们把剩下来的气体叫做“被燃素饱和了的空气”。但变压吸附存在出气过程不稳定、产品气纯度有波动等问题。
低温冷凝吸附法是采用制冷机为冷源的分离方法,利用氦气沸点低的物理特性,达到分离气体的目的。此种方法适用于氦气使用量小、压力稳定且连续使用的工况。
在液氦的温度下,在一个铅环上放置一个铅球。铅球会好像失重而飘浮在环上,与环保持一定距离。在同样的温度下,用细链子系着磁铁,慢慢放到一个金属盘子里去。当磁铁快要碰到盘子的时候,可以观察到,链子松了,磁铁浮在盘子上,若此时轻轻拍打磁铁,它会自行旋转。全智能化、安全、可靠的自动控制技术亦是项目的一项关键技术和特点。这种现象只能在低温观察到,高温下不会产生。
这是低温下的超导现象。有些金属在液态氦的温度下,原子核的运动几乎停止,对电子的阻碍变得,因此电阻会消失,成为超导体;由于磁力线不可能穿过超导体 [8] ,于是在超导体与磁体中间形成了较大的磁场,磁场的斥力托住了铅球和磁铁,使它们浮在半空中。这就是迈斯纳效应(Meissner Effect),这一效应可以被利用来制造磁悬浮列车。纯度是氮气的一个重要技术参数,按氮气的纯度分为工业用氮气、纯氮和高纯氮三级,它们的纯度分别为99.5%(O2≤0.5%),99.99%(O2≤0.01%)和99.999%(O2≤0.001%)。
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