氧化亞氮對(duì)空分設(shè)備有何危害?

發(fā)布日期：2019-10-15 00:00 來源：http://m.mulanhe.com 點(diǎn)擊：

氧化亞氮對(duì)空分設(shè)備有危害，需要用在線式氧化亞氮分析儀進(jìn)行監(jiān)測。

氧化亞氮的分子式為N₂O，也叫一氧化二氮，俗稱“笑氣”。大氣中的氧化亞氮濃度約為 3×10^-9 。隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，它的含量以每年 0.2%～0.3%的速度增加。

土壤微生物在土壤及海洋中的氧化和脫氮活動(dòng)生成的氧化亞氮占大氣中氧化亞氮含量的 1/3 ，另外 2/3 是人為生成的。例如：礦物燃料、生物體、廢棄物的燃燒、污水處理、發(fā)酵源、汽車廢氣等都會(huì)導(dǎo)致 N₂O的生成。在 N₂O生成源附近，大氣中 N₂O的含量可達(dá)到 3×10^-6 以上。雖然 N₂O的化學(xué)性質(zhì)不活潑，既不會(huì)產(chǎn)生腐蝕，也不會(huì)發(fā)生爆炸，但是它的物理性質(zhì)對(duì)空氣分離具有危害。它的臨界溫度為 309.7K，臨界壓力為 7.27MPa，其三相點(diǎn)是182.3K、0.088MPa。在空氣分離裝置的壓力和溫度的條件下，它具有升華性質(zhì)。在常壓下，其沸點(diǎn)為 185K，比 N₂、O₂、Ar 的沸點(diǎn)都高，因而，在氧、氮分離過程中，它將濃縮于液氧中。

N₂O在水中的溶解度很小，N₂O隨加工空氣經(jīng)過空氣過濾器、壓縮機(jī)、冷卻器、水分離器后不能將其分離、除去。大部分N₂O都會(huì)帶入分子篩純化器，分子篩對(duì)N₂O的吸附能力小于對(duì)CO₂的吸附能力。N₂O先穿透吸附床層而進(jìn)入精餾塔，而且在分子篩對(duì)H₂O、CO₂、C₂H₂等碳?xì)浠衔锏墓参竭^程中，CO₂能夠?qū)⒎肿雍Y已吸附的N₂O分子置換出來。所以，分子篩也不能清除N₂O。在主換熱器中，加工空氣被冷卻到接近液化溫度，N₂O首先冷凝成固體，會(huì)造成空氣通道阻塞。在加工空氣壓力為0.6MPa，N₂O含量為1×10^-6時(shí)，N₂O的凝結(jié)析出溫度為113K。

在精餾塔中，因?yàn)?/span>N₂O相對(duì)N₂、O2、Ar 組分為高沸點(diǎn)組分，故它將溶解在液氧中，致使在上塔底無法獲得高純度的液氧和氣氧產(chǎn)品。據(jù)測定，氧產(chǎn)品純度為99.5%時(shí)，N₂O的平均含量為1.4 ×10^-5 。并且，在液氧排放不充分時(shí)，N2O在液氧中不斷積累，當(dāng)液氧中的 N₂O含量大于 50×10^-6 時(shí)，就會(huì)呈固態(tài)析出，阻塞主冷凝蒸發(fā)器通道。

在稀有氣體氪、氙的生產(chǎn)中，隨著氪、氙的濃縮，N₂O也濃縮。N₂O的含量可達(dá) 100×10^-6～150×10^-6。N₂O本身不燃燒，但可以熱分解。這將影響對(duì)粗氪、氙中 CH₄的催化燃燒的清除以及利用分子篩對(duì)生成的水和二氧化碳的吸附。

由于環(huán)境的問題，空氣中的 N₂O的濃度不斷增加。況且電子等行業(yè)對(duì)氧產(chǎn)品的純度要求越來越高 (99.99%～99.9999%)，因此，對(duì)加工空氣中的N₂O的清除比過去更重要。較好的清除方法是尋找合適的分子篩，在分子篩純化器中將加工空氣中的H₂O、CO₂、C₂H₂、N₂O共吸附而清除。