制冷與低溫技術之氣體分離與提純

制冷與低溫技術之氣體分離與提純
氣體分離提純是指將混合氣中的雜質分離出來，以此提高所需氣體成分的純度。分離提純作為一種重要的化學方法，不僅在化學研究中具有重要作用，在化工生產中也同樣具有十分重要的作用。不少重要的化學研究與化工生產，都是以分離提純為主體的。
氣體的分離與提純經常要用到低溫的技術手段。比較常用與空氣分離、稀有氣體提取、石油氣的分離、重氫的分離等方面。
1.空氣分離
用于空氣分離的裝置，我們稱之為空分裝置，是利用深低溫原理將空氣液化，然后根據各組分沸點的不同，在精餾塔內進行精餾，最后獲得氧、氮，同時獲得稀有氣體等附屬產品的裝置。
2.稀有氣體分離提取
稀有氣體通常是指氦、氖、氬、氪和氙。
氦廣泛應用于宇宙航行、核反應堆、深水呼吸、檢漏、超高真空技術及超低溫研究等方向、液氦是低溫工程中理想的制冷劑，可獲得低于4.2K的深低溫環境。氦氣可在空分裝置中提取氦氖的混合氣，再把氦氖分離提純；氦可在合成氨尾氣中提??；氦也可在天然氣中提取。
氖在真空放電時發紅光，因此廣泛用于港口和機場的航標燈，鈉蒸汽燈以及閘流管等各種放電管。氖和氦的混合氣可用于氣體激光器。氖、氦和氧的混合氣用于深水呼吸。液氖是26～40K溫度下常用的制冷劑，常用于氣泡室中進行高能物理研究、導彈制導系統、宇宙通訊系統的紅外探測器等方面。氖從空分裝置的的氦氖混合氣中得到。
氬具有密度大、導熱性小和化學惰性好等特點。可廣泛用于照明、電子工業、金屬的焊接、稀有金屬（如鋯、鈦）冶煉和半導體材料冶煉等。氬氣來源為空分裝置和合成氨尾氣。
氪具有密度大，導熱性小，透射率大，能吸收X射線等特性。可廣泛應用于電光源工業、激光技術和等離子技術。氙廣泛應用于電子工業、電光源工業和等離子工業。氪氙可從空分裝置中的液氧成分中提取其混合氣，在對二者進行分離；也可從合成氨尾氣提氬得到的甲烷成分中提取；還可從核反應堆的裂變氣中提取。

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