氬氣作為大氣中含量較多的惰性氣體,常用于冶金、化工、電子行業(yè),隨著氬氣應(yīng)用范圍的擴大,對氬氣的質(zhì)量要求也越來越高,所以對氬氣生產(chǎn)技術(shù)的要求也相應(yīng)提高。我們一起來了解一下氬氣是怎么制成的?生產(chǎn)方法及流程吧。
一、氬氣生產(chǎn)制備方法
氬氣是怎么制成的其實有三種方法包括空分法、蒸餾法、鉀衰變法。
1、空分法:空分法就是從空氣中分離出來氬氣,在空氣中含有0.932%的氬氣,沸點在氧、氮之間,可以用空氣分離裝置進行分離。在制氧工藝中, 將沸點為-185.9°C左右的餾分從液化分離器中分出即得液氬。
2、蒸餾法:工業(yè)氬氣制作時常使用蒸餾法,用冷凝器可以先把沸點90.2 K的氧液化,移除液氧之后繼續(xù)冷卻就可以液化沸點為87.3K的氬氣,之后留下沸點77.35K的氮氣。此方法目前在世界廣泛使用,年產(chǎn)量可達70萬噸。
3、鉀衰變法:鉀-40(K)是鉀元素的一種放射性同位素,是天然存在的放射性核素,是人體受天然核輻射的主要來源之一。用鉀-40的衰變也可以制造氬氣,但這種制備法的效率并不高,因為鉀-40的半衰期長達1.26 ×109年。 如果要制造氬的放射性同位素的話,就必須要靠回旋加速器和重離子加速器來將其他元素轉(zhuǎn)換成氬的同位素。過程十分繁瑣所以此方法并不常用。
二、氬氣蒸餾法生產(chǎn)流程
1、從上蒸餾塔抽取含氬8%~10%的氬餾分,在粗氬塔中經(jīng)過精餾獲得純度為97%~ 98%的粗氬;
2、將粗氬引入氬氣純化裝置,在除氧爐中加氫除去粗氬中的氧,獲得含氧2~ 5*10-6的工藝氬;
3、工藝氬在精氬塔中進行精餾,除去工藝氬中的氮和氫,獲得精氬。
目前,這種流程在我國制氧行業(yè)中還占有很大的比例,大多數(shù)氬氣是用這種流程生產(chǎn)的。
在氬氣的生產(chǎn)流程中提到了氬氣的純化,在研究氬氣是怎么制成的時候,應(yīng)該清楚氬氣的純化是制作氬氣不能缺少的一個部分,只有純化后的氬氣才能達到氬氣在一些領(lǐng)域的使用標(biāo)準(zhǔn)。下面一起了解一下氬氣的純化方法。
三、氬氣的純化方法
1、直接脫氧法。就是使用活性金屬、催化劑與氬氣中的氧氣進行反應(yīng),消化掉氬氣中的氧氣,從而達到脫氧的目的,經(jīng)過分子篩吸收掉氬氣中的水份,使氬氣的含水量小于1ppm。
2、吸氣劑純化。在一定溫度下,吸氣劑可吸收氮、氫、氧、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等氣體經(jīng)吸收處理后,氬氣的純度可達到6個九,這種工藝生產(chǎn)出來的高純氣體適用于各類儀器儀表適用要求。
隨著氬氣制備方法和工藝流程的不斷完善,對于氬氣質(zhì)量和生產(chǎn)效率也在穩(wěn)步上升。