如何制备超纯氮气,有哪些主流的制备工艺?
制备超纯氮气主要有以下主流工艺。
一是深冷空分法。利用空气中各成分沸点不同,在低温下将空气液化,再通过精馏分离出氮气。该工艺可生产纯度高达99.999%以上的氮气,但设备投资大、能耗高。
二是变压吸附法(PSA)。基于吸附剂对不同气体吸附能力差异,在压力变化下吸附杂质气体,如氧气、二氧化碳等,从而得到氮气。这种方法操作简单、能耗较低,能获得99.9% - 99.999%纯度的氮气。
三是膜分离法。利用特殊的高分子膜对气体选择性渗透,使氧气等气体先透过,得到纯度较高的氮气,它具有设备紧凑、启动快的特点。
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如何有效检测超纯氮气的纯度是否达标?
有效检测超纯氮气的纯度是否达标,可以采用以下方法:
1、气相色谱法:通过气相色谱仪对氮气中的杂质成分进行分离和检测,准确性高,适用于对氮气纯度要求较高的情况。
2、质谱法:利用质谱仪直接检测氮气中的微量组分,包括氧气、水汽、氢气等,提供高灵敏度和高分辨率的分析结果。
3、红外吸收光谱法:通过红外分光光度计检测氮气中吸收特定波长的光线,从而确定氮气中的杂质含量。
4、热导率检测法:通过测定氮气的热导率来判断气体中的氧气含量,进而间接检测氮气的纯度。
此外,还可以结合多种方法进行综合检测,以确保检测结果的准确性。
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超纯氮气有危险性吗?
超纯氮气有一定危险性:虽化学性质惰性,但属窒息性气体,若泄漏导致空气中氮含量过高,会稀释氧气,引发缺氧,造成头晕、呼吸困难甚至窒息;液态氮温度极低(-196℃),接触皮肤会导致;钢瓶若受剧烈撞击或高温,可能因内部压力骤升引发;
此外,超纯氮气若混入杂质,可能影响使用场景(如实验室、电子行业)的工艺或实验结果。
因此,使用和储存时需做好通风、防护及安全操作。
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