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高純氣體(Purified Gases)氣體工業(yè)名詞,通常指利用現(xiàn)代提純技術(shù)能達到的某個等級純度的氣體。
高純氣體對于不同類別的氣體,純度指標不同,例如對于氮,氫,氦而言,通常指純度等于或高于99.999%的為高純氣體;5)開啟瓶閥或減壓器時動作要緩慢,以防噴出高速氣流中的靜電火花放電、固體微粒的碰撞熱和降擦熱、氣體受突然壓縮時放出的熱量(絕熱壓縮)等引起氧氣瓶和減壓器爆l炸著火。而對于氧氣,純度為99.99%即可稱高純氧;對于碳氫化合物,純度為99.99%的即可認為是高純氣體。高純氣體應用領域極寬,在半導體工業(yè),高純氮、氫、氦可作為運載氣和保護氣;高純氣體可作為配制混合氣的底氣。
高純氣體根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的不同可以分為有機高純氣體,和無機高純氣體
高純氮氣主要運用在集成電路、半導體和電真空器件制造中用作保護氣和運載氣,化學氣相淀積時的載氣,液體擴散源的攜帶氣,在高溫擴散爐中用作器件的保護氣。高純氮在外延、光刻、清洗和蒸發(fā)等工序中,作為置換、干燥、貯存和輸送用氣體。高純乙炔法煤化工新工藝采用蓄熱式電l石生產(chǎn)新工藝,將煤炭中揮發(fā)分與固定碳進行分質(zhì)梯級利用。顯像管制造中要求氮氣純度為99.99%以上。在航天技術(shù)中,液氫加注系統(tǒng)必須先用高純氮置換,再用高純氦置換。
高純氮氣現(xiàn)場生產(chǎn)裝置采用低溫工藝流程,生產(chǎn)過程中將有冷量損失,有的高純氮氣生產(chǎn)裝置為此配備了氣體膨脹機產(chǎn)生低溫以補償冷量損失;有的高純氮氣生產(chǎn)裝置雖然采用的仍是低溫精餾流程,但摒棄了補償冷量的機械設備膨脹機,取而代之的是采用外部的液氮直接補償?shù)乃璧牡蜏睾?。這種無膨脹機的高純氮氣生產(chǎn)裝置因減少了機械故障而提高了裝置運行的可靠性。無膨脹機的高純氮氣生產(chǎn)裝置的液氮補充量約占高純氮氣產(chǎn)量的3%左右 整套高純氮氣現(xiàn)場生產(chǎn)裝置除 了空氣壓縮機、熱部、冷箱之外,還有一個重要的部分即液氮(或高純液氮)系統(tǒng)。本底“本底”是指在色譜載氣中含有的被測雜質(zhì)氣體,配標準氣用底氣中含的被測雜質(zhì)氣。這個液氮(或高純液氮)系統(tǒng)有三個功能;可補償生產(chǎn)過程中的冷損;用氣量的調(diào)峰,氮氣生產(chǎn)裝置停機是產(chǎn)品氣的備用。
同時,高純氧氣高爐也有自身內(nèi)在的限制。由于爐腹氣體體積下降,在還原豎井區(qū)域的固體材料的加熱潛力比傳統(tǒng)高爐低,并且需要在軸上面注入預熱氣體去補償還原豎井區(qū)域的熱供應不足。
在高純氧氣高爐中,例如粉化煤等的注入有助于控制回旋區(qū)的火焰溫度,但粉化煤注入率終受到煤燃燒效率的限制。為了控制火焰溫度需要額外注入一些爐頂煤氣,爐頂冷氣的注入比例對降低焦比沒有貢獻,更確切的說它能增加煉鐵過程中還原劑和能量的消耗。