液體空氣分餾法廣泛應(yīng)用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)氧氣。
首先,通過通過過濾器去除灰塵等固體雜質(zhì),進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮,然后通過分子篩凈化器去除水蒸氣、二氧化碳等雜質(zhì)氣體。
在這里,分子篩可以通過氮、氧等較小的分子篩選分子。
然后冷卻降壓。
當(dāng)溫度降至-170℃左右時,空氣開始部分液化進(jìn)入蒸餾塔,并根據(jù)空氣中不同氣體的沸點進(jìn)行分餾。
液氧沸點高于液氮沸點,比液氮更容易氣化。
經(jīng)過多步分餾,可獲得99%以上的純氧,同時獲得氮氣和稀有氣體的原料。
這種方法工藝復(fù)雜。
如果需要低純度的氧氣,可以用分子篩吸附法分離空氣,制成氧氣。
特定分子篩對氮的吸附能力大于氧。
當(dāng)空氣通過分子篩床時,流出的氣體含氧量高,多次吸附后可獲得含氧量70~80%的氣體。
該方法在室溫下操作,循環(huán)周期短,自動化方便。
此外,如需高純度氧氣,可采用電解水法生產(chǎn),成本高,僅適用于小型生產(chǎn)。
從空氣中分離出來的氧氣通常儲存在工業(yè)、醫(yī)療或其他方面的天藍(lán)色鋼瓶中。
特殊氣體的分類方法有很多種。
例如,根據(jù)氣體本身的化學(xué)成分,可分為七類:硅系統(tǒng)、砷系統(tǒng)、磷系統(tǒng)、硼系統(tǒng)、金屬氫化物、鹵化物和金屬烴化物。
根據(jù)集成電路的作用,可分為七類:摻雜氣體、外延氣體、離子注入氣體、發(fā)光二極管用氣體、蝕刻氣體、化學(xué)氣相沉積(CVD)氣體和載荷稀釋氣體。
同時,上述分類存在交叉。
例如,四氯化硅(SiCl4)不僅屬于硅系統(tǒng)氣體,也屬于外延氣體,也用于化學(xué)氣相沉積(CVD)。
特種氣體的主要生產(chǎn)工藝包括氣體合成、氣體純化、氣體混合、氣瓶處理、氣體充裝、氣體分析和檢測。
氣體合成是通過化學(xué)反應(yīng)在特定壓力、溫度、催化劑等條件下獲得的粗氣體產(chǎn)品。
氣體純化是通過蒸餾和吸附將粗產(chǎn)品精制成更高純度的產(chǎn)品。