液體空氣分餾法廣泛應用于工業(yè)大規(guī)模生產氧氣。
首先,通過通過過濾器去除灰塵等固體雜質,進入壓縮機壓縮,然后通過分子篩凈化器去除水蒸氣、二氧化碳等雜質氣體。
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。
當溫度降至-170℃左右時,空氣開始部分液化進入蒸餾塔,并根據空氣中不同氣體的沸點進行分餾。
液氧沸點高于液氮沸點,比液氮更容易氣化。
經過多步分餾,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,成本高,僅適用于小型生產。
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色鋼瓶中。
特殊氣體的分類方法有很多種。
例如,根據氣體本身的化學成分,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,也用于化學氣相沉積(CVD)。
特種氣體的主要生產工藝包括氣體合成、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反應在特定壓力、溫度、催化劑等條件下獲得的粗氣體產品。
氣體純化是通過蒸餾和吸附將粗產品精制成更高純度的產品。