常用高效脱氧剂性能对照

在高纯气体制备、气体分析和样气预处理过程中,除了需要去除水分外,还经常需要进一步去除气体中的微量氧。脱氧剂的材料组成、脱氧容量、工作温度以及再生条件不同,适用的工艺条件也存在明显差异。

下面根据资料中“部分国产高效脱氧剂性能”数据,对活性铜、活性镍、银X分子筛和氧化锰四类脱氧剂的主要技术参数进行整理。

一、四种高效脱氧剂性能参数对照表

性能参数活性铜活性镍银X分子筛氧化锰
组成活性铜负载在氧化铝上活性镍负载在氧化铝上银离子交换在13X分子筛上活性氧化锰水泥
外观黑色黑色灰色灰褐色,还原后呈绿色
脱氧空速,h-1~10000~10000~10000~10000
脱氧容量,ml/g15~352~103~125~16
脱氧深度,×10-6<0.1<0.1<0.1<0.1
脱氧温度,℃250~350常温~250常温~120常温~150
还原条件氢气空速100~500,250℃,4小时氢气空速100~500,250℃,4小时氢气空速100~500,110℃,4小时氢气空速100~500,350℃,6~8小时

注:空速指单位时间内通过单位体积脱氧剂的气体体积。

文章图片 - 常用高效脱氧剂性能对照表明细

二、活性铜脱氧剂

活性铜脱氧剂采用活性铜负载在氧化铝上的结构,外观呈黑色。其脱氧空速约为10000 h-1,脱氧容量为15~35 ml/g,脱氧深度可以达到小于0.1×10-6。

资料给出的脱氧工作温度为250~350℃。还原时采用氢气,空速为100~500,在250℃条件下处理4小时。

从表列数据来看,活性铜的脱氧容量为四种材料中最高,最高可达到35 ml/g。

三、活性镍脱氧剂

活性镍脱氧剂由负载在氧化铝上的活性镍组成,外观同样为黑色。脱氧空速约为10000 h-1,脱氧容量为2~10 ml/g,脱氧深度小于0.1×10-6。

其脱氧温度范围为常温~250℃,相比活性铜具有更低的工作温度范围。还原条件为氢气空速100~500、250℃、4小时。

四、银X分子筛脱氧剂

银X分子筛采用银离子交换在13X分子筛上的结构,外观呈灰色。其脱氧空速约为10000 h-1,脱氧容量为3~12 ml/g,脱氧深度同样可以达到小于0.1×10-6。

银X分子筛的脱氧温度为常温~120℃。资料中的还原条件为氢气空速100~500,在110℃下处理4小时。

与活性铜和活性镍相比,银X分子筛所需的脱氧和还原温度都相对较低。

五、氧化锰脱氧剂

资料中的氧化锰脱氧剂为活性氧化锰水泥,正常外观呈灰褐色,还原后呈绿色。其脱氧空速约为10000 h-1,脱氧容量为5~16 ml/g,脱氧深度小于0.1×10-6。

氧化锰的脱氧温度为常温~150℃。其还原条件相对较高,需要在氢气空速100~500、350℃条件下处理6~8小时。

六、哪种脱氧剂的脱氧容量更大?

脱氧剂脱氧容量(ml/g)脱氧深度
活性铜15~35<0.1×10-6
活性镍2~10<0.1×10-6
银X分子筛3~12<0.1×10-6
氧化锰5~16<0.1×10-6

按照表中给出的数据,活性铜的脱氧容量最大,为15~35 ml/g;其次是氧化锰,为5~16 ml/g;银X分子筛为3~12 ml/g;活性镍为2~10 ml/g。

需要注意,脱氧容量只是脱氧剂性能指标之一,实际选型还需要同时考虑工作温度、再生条件以及具体气体工况。

七、哪种脱氧剂可以在较低温度下工作?

脱氧剂脱氧温度
活性铜250~350℃
活性镍常温~250℃
银X分子筛常温~120℃
氧化锰常温~150℃

从工作温度来看,银X分子筛、氧化锰和活性镍均可从常温条件开始使用,而活性铜要求250~350℃的脱氧温度。

八、四种脱氧剂的脱氧深度

资料中四种脱氧剂的脱氧深度均标注为:

<0.1×10-6

也就是说,按照表列性能指标,这些高效脱氧剂均可用于非常低残余氧含量的气体净化场合。

九、脱氧剂为什么需要还原?

表中同时给出了不同脱氧剂的还原条件。活性铜和活性镍均采用氢气空速100~500,在250℃条件下还原4小时;银X分子筛的还原温度为110℃、时间4小时;氧化锰则需要350℃、6~8小时。

因此,在设计脱氧装置时,不仅需要考虑正常脱氧过程,还应考虑脱氧剂还原所需的氢气、加热条件以及再生操作时间。

十、高效脱氧剂如何选择?

如果重点关注脱氧容量,从表中数据看活性铜具有明显优势;如果要求较低的工作温度,可以重点比较活性镍、银X分子筛和氧化锰。

如果设备需要频繁进行还原处理,还应比较还原温度和时间。例如银X分子筛的表列还原条件为110℃、4小时,而氧化锰需要350℃、6~8小时,两者对设备加热系统的要求明显不同。

实际工程中还应结合气体组成、流量、压力、工作周期以及脱氧剂与其他气体组分的相容性综合确定。

总结

活性铜、活性镍、银X分子筛和氧化锰均属于资料中列出的高效脱氧剂,脱氧空速约为10000 h-1,脱氧深度均可达到小于0.1×10-6。

四者最大的差异主要体现在脱氧容量、工作温度以及还原条件。活性铜的脱氧容量最高;银X分子筛的工作及还原温度较低;氧化锰的还原温度和还原时间相对较高。在气体净化和分析系统设计中,应根据具体工况综合选择。