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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(dá)到的某個(gè)等級(jí)純度的氣體。
高純氣體對(duì)于不同類別的氣體,純度指標(biāo)不同,例如對(duì)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(kāi)啟瓶閥或減壓器時(shí)動(dòng)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(shí)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(duì)于氧氣,純度為99.99%即可稱高純氧;對(duì)于碳?xì)浠衔?,純度?9.99%的即可認(rèn)為是高純氣體。高純氣體應(yīng)用領(lǐng)域極寬,在半導(dǎo)體工業(yè),高純氮、氫、氦可作為運(yùn)載氣和保護(hù)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(jī)高純氣體,和無(wú)機(jī)高純氣體
高純氮?dú)庵饕\(yùn)用在集成電路、半導(dǎo)體和電真空器件制造中用作保護(hù)氣和運(yùn)載氣,化學(xué)氣相淀積時(shí)的載氣,液體擴(kuò)散源的攜帶氣,在高溫?cái)U(kuò)散爐中用作器件的保護(hù)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(jìn)行分質(zhì)梯級(jí)利用。顯像管制造中要求氮?dú)饧兌葹?9.99%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?dú)猬F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置采用低溫工藝流程,生產(chǎn)過(guò)程中將有冷量損失,有的高純氮?dú)馍a(chǎn)裝置為此配備了氣體膨脹機(jī)產(chǎn)生低溫以補(bǔ)償冷量損失;有的高純氮?dú)馍a(chǎn)裝置雖然采用的仍是低溫精餾流程,但摒棄了補(bǔ)償冷量的機(jī)械設(shè)備膨脹機(jī),取而代之的是采用外部的液氮直接補(bǔ)償?shù)乃璧牡蜏睾俊_@種無(wú)膨脹機(jī)的高純氮?dú)馍a(chǎn)裝置因減少了機(jī)械故障而提高了裝置運(yùn)行的可靠性。無(wú)膨脹機(jī)的高純氮?dú)馍a(chǎn)裝置的液氮補(bǔ)充量約占高純氮?dú)猱a(chǎn)量的3%左右 整套高純氮?dú)猬F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置除 了空氣壓縮機(jī)、熱部、冷箱之外,還有一個(gè)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(cè)雜質(zhì)氣體,配標(biāo)準(zhǔn)氣用底氣中含的被測(cè)雜質(zhì)氣。這個(gè)液氮(或高純液氮)系統(tǒng)有三個(gè)功能;可補(bǔ)償生產(chǎn)過(guò)程中的冷損;用氣量的調(diào)峰,氮?dú)馍a(chǎn)裝置停機(jī)是產(chǎn)品氣的備用。
同時(shí),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(yù)熱氣體去補(bǔ)償還原豎井區(qū)域的熱供應(yīng)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(duì)降低焦比沒(méi)有貢獻(xiàn),更確切的說(shuō)它能增加煉鐵過(guò)程中還原劑和能量的消耗。