




在当今科技日新月异的时代,高纯氧气作为一种重要的工业气体,其制备技术与应用领域均取得了显著进展。
高纯氧气,通常指氧气纯度达到99.99%以上的气体,广泛应用于半导体制造、航空航天、环保及新能源等多个领域。
制备高纯氧气的主要方法包括低温蒸馏法(也称深冷分离法)、变压吸附法(PSA)和膜分离技术等。
低温蒸馏法利用氧气与氮气等杂质的沸点差异,在极低温度下实现分离,能获得极高纯度的氧气,但能耗较高。
变压吸附法则通过特定的吸附剂,在压力变化下选择性吸附杂质,实现氧气的提纯,具有能耗低、操作简便的优点。
膜分离技术则是利用高分子膜的渗透性差异,使氧气优先透过膜层,达到分离目的,适用于中小规模生产。
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高纯氧气主要有哪些用途?
在医学领域,高纯氧气是和呼吸困难患者的气体,用于辅助呼吸,提高患者的血氧饱和度。在潜水作业中,潜水员携带的氧气瓶装有高纯氧气,帮助他们在水下呼吸。
在冶金工业,高纯氧气可用于钢铁的冶炼,它能与铁水中的碳、硅、锰等元素发生反应,有效降低钢铁中的杂质含量,提高钢铁质量。
在电子工业方面,芯片制造过程中的氧化工序需要高纯氧气,保证芯片生产的精度和质量。
此外,在航空航天领域,也用于飞机和航天器内的生命支持系统。
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高纯氧气的制备技术
制备高纯氧气的技术多样。深冷分离法利用空气各组分沸点差异,先将空气液化,再通过精馏分离出氧气,该法能产出高纯度氧气,适用于大规模生产,但设备庞大、能耗高。
变压吸附法借助分子筛对不同气体吸附选择性的不同,在加压时吸附氮气等杂质,减压时释放,从而获取高纯氧气,此方法设备简单、操作便捷、能耗较低,适合中小规模制备。
膜分离法依靠特殊的高分子膜,依据气体在膜中渗透速率的差别实现氧气分离,具有装置紧凑、启动迅速的优点,不过目前产品纯度相对有限。企业可依据自身规模与需求合理选用。
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