第6章气体净化及控制
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第六章 气体净化及控制技术
第6章气体净化及控制
第一节 气源
常用气源： 1、钢瓶 注：1）阀门的安全性，是否漏气？ 2）气体纯度，几个9？ 3）气瓶容量 4）主要杂质 5) 是否需要进一步提纯？ 2、气体发生器 注：1）特殊气源，如H2S HCN等 2）用于气量需求小的场合
第6章气体净化及控制
KOH溶液 含KI的碘溶液
KOH溶液 KI溶液
Ca或Mg（500～6第060章℃气）体净化及控制
吸气反应
CO2+2KOH＝K2CO3+H2O CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O
SO2+2KOH＝K2SO3+H2O SO2+I2+2H2O＝H2SO4+2HI 2CO+Cu2Cl2＝2Cu2Cl2.2CO
第6章气体净化及控制
2）常用的干燥剂
第6章气体净化及控制
P2O5：在以上干燥剂中，干燥效果最好，但使用受限。
硅胶：它是以SiO2为主体的玻璃状物质，试验中最常用的。 注： A. 用于处理湿度较大的气体，湿度低于35%，吸附容量迅速降低。
B.硅胶能吸附易液化的气体，影响干燥效果；
C.硅胶吸水时要放出热量，因此吸附高温气体时，需要冷却装置；
D.可再生,在 120～150℃的烘箱中除水；
E.对许多气体都适用；
D.硅胶为乳白色，在其中加入无水氯化钴，其颜色会随吸附水量增
加，颜色发生变化：
X 64 2
1.5
1
0
颜色 粉红 红 淡红紫 暗红紫 紫蓝 浅蓝
第6章气体净化及控制
3）干燥的步骤 ① 粗脱水：采用吸附容量大，快速，残留水蒸气压稍
大、便宜的干燥剂； ② 精细脱水：选择残留水蒸气压小的干燥剂； ③ 最后经冷陷阱进行低温冷却干燥。
第6章气体净化及控制
(3) 气表及氧气钢瓶的使用
气表即减压阀，由高压和低压室组成。氧气钢瓶用 的减压阀即为氧气表。
第6章气体净化及控制
第二节 气体的净化
一、气体的净化过程 气体的净化主要包括以下三个方面： 1）液雾与固体颗粒的除去 2）气体的干燥 3）杂质去除
第6章气体净化及控制
1、液雾与固体颗粒的除去
物理法： 气体液化 1、加压 2、降温
干燥剂的使用
1）干燥剂的选择 ① 干燥剂吸附水的容量越大越好； ② 吸附速率越快越好； ③ 吸附达平衡后，气体中残留水蒸气压越小越好； ④ 干燥剂的再生能力强，且容易处理。
★ 潮解：加热除水 ★ 吸附：加热、减压、吹洗。
就是靠提高温度和降低被吸气体分 压促进被吸附物质解析。
2）要求比表面积大，例：硅胶、活性炭、分子筛等。
3）
动态平衡
再生
吸附
解析（加热、降压）
4）吸附法可以净化到液体吸收所不能达到的程度。
干燥气体的方法：
（1）压缩法：利用恒温下饱和水蒸气是随着总压 力的增加而减小的原理，但一般需要100～200标准 压力，而且会液化许多气体，所以使用受限。
来自百度文库
（2）降温法：在-78℃，水的饱和蒸气压降为
1.33×10-7Pa。 （3）使用干燥剂
化学干燥法： 1、吸附 2、潮解 3、发生反应
第6章气体净化及控制
（2）脱氮：使用钙、钠、钾、钡等碱、碱土金属及其合金。 （3）脱CO2：苛性钠或苛性钾水溶液。 （4）Cl2、SO2等有毒气第体6章气：体活净化性及控炭制
二、气体净化方法
实验室中净化气体常用的方法有： 吸收、吸附、化学催化和冷凝。
1.吸收：气体通过吸收剂时，其中的杂质能被吸收剂吸收， 吸收剂与被吸收杂质要发生化学反应。 注：1）合理选择吸收剂，不要把待净化的气体也吸收了；
-
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(2) 使用钢瓶的注意事项
<1> 已充气的钢瓶如受热，将会使内部气体膨胀，当压力 超过钢瓶最大负荷时将会爆炸，所以钢瓶应存放在阴凉、 干燥、远离阳光、暖气等热源，远离易燃物。 <2> 使用时要用气表(CO2、NH3 可例外)，各种气表一般
不得混合。一般可燃性气体的钢瓶是正扣的(逆时针方向进)
<3> 开启气门时,应站在气压表的另一侧，更不允许把头或 身体对钢瓶总阀门，以防万一阀门或气压表冲出伤人，开 启气门时用力要轻而均匀，速度不可太快。 <4>使用时随时观察钢瓶内的压力，钢瓶使用一段时间后 (如两年)要进行检验。对不合格的气瓶应坚决报废或降级使 用，以防发生事故。
1/2O2+2C6H3(OK)3＝ (KO)3C6H2－C6H2(OK)3+H2O
H2S+2KOH＝K2S+2H2O H2S+I2＝2HI+S
Cl2+2KOH＝KClO+KCl+H2O Cl2+2KI＝I2+2KCl N2+3Ca＝Ca3N2 N2+3Mg＝Mg3N2
2.吸附：实验室中常用多孔的固体吸附剂来吸附杂气体。注： 1）吸附与吸收的差别在于吸附仅发生在吸附剂表面。
液雾：固体颗粒和水雾形成的，液雾是一种细微粒。
除雾冷陷阱：将带有液雾的气体通入一条弯形管里， 经过一经加热到200℃的管子的上部加热，然后进入装 入液氮的下部管冷却，一冷一热反复数次，沸点高的 液雾和固体微粒就会被冷却下来，使最后出来的气体
比较纯净。
加热至200℃
第6章气体净化及控制
液氮
2、气体的干燥
(1) 标记
气体 氢气 氧气 氮气 工业氩气 纯氩气 二氧化碳 一氧化碳 硫化氢 二氧化硫 氯气 氨气 石油气
气瓶、输气管道
字样
深绿
氢
天蓝
氧
黑
氮
黑
工业氩
灰
纯氩
黑
二氧化碳
红
一氧化碳
白
硫化氢
黑
二氧化硫
草绿
氯
黄
氨
灰 第6章气体净化石及油控制气
字样颜色 红 黑 黄 天蓝 绿 黄 红 红 白 白 黑 红
线条颜色 红 棕 白 白 红 黄 白
第6章气体净化及控制
3、杂质去除
（1）脱氧
方法
金属脱氧
催化脱氧
原理
金属与氧反应生成氧化物 在催化剂作用下使氢中 的氧与氢结合成水
适用
不活泼气体的脱氧
脱氧剂/ 铜丝或铜屑、镁屑（600℃） 催化剂 海绵钛（ 800～1000℃）
铬蒸气型分子筛（ 900℃）
H2气的脱氧 铂、钯做催化剂
石棉做载体 （400℃）
2）液体吸收剂——洗涤瓶，固体吸收剂——干燥塔； 3）通过溶液吸收剂后，还需干燥脱水。
第6章气体净化及控制
气体吸收剂及吸气反应
被吸气体 CO2 SO2 CO O2 H2S Cl2 N2
吸收剂 KOH或NaOH水溶液， 33％碱石灰或碱石棉
KOH水溶液 含KI的碘溶液
氯化亚铜的氨性溶液
碱性焦性没食子酸溶液 （15℃以上效果较好）
第六章 气体净化及控制技术
第6章气体净化及控制
第一节 气源
常用气源： 1、钢瓶 注：1）阀门的安全性，是否漏气？ 2）气体纯度，几个9？ 3）气瓶容量 4）主要杂质 5) 是否需要进一步提纯？ 2、气体发生器 注：1）特殊气源，如H2S HCN等 2）用于气量需求小的场合
第6章气体净化及控制
KOH溶液 含KI的碘溶液
KOH溶液 KI溶液
Ca或Mg（500～6第060章℃气）体净化及控制
吸气反应
CO2+2KOH＝K2CO3+H2O CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O
SO2+2KOH＝K2SO3+H2O SO2+I2+2H2O＝H2SO4+2HI 2CO+Cu2Cl2＝2Cu2Cl2.2CO
第6章气体净化及控制
2）常用的干燥剂
第6章气体净化及控制
P2O5：在以上干燥剂中，干燥效果最好，但使用受限。
硅胶：它是以SiO2为主体的玻璃状物质，试验中最常用的。 注： A. 用于处理湿度较大的气体，湿度低于35%，吸附容量迅速降低。
B.硅胶能吸附易液化的气体，影响干燥效果；
C.硅胶吸水时要放出热量，因此吸附高温气体时，需要冷却装置；
D.可再生,在 120～150℃的烘箱中除水；
E.对许多气体都适用；
D.硅胶为乳白色，在其中加入无水氯化钴，其颜色会随吸附水量增
加，颜色发生变化：
X 64 2
1.5
1
0
颜色 粉红 红 淡红紫 暗红紫 紫蓝 浅蓝
第6章气体净化及控制
3）干燥的步骤 ① 粗脱水：采用吸附容量大，快速，残留水蒸气压稍
大、便宜的干燥剂； ② 精细脱水：选择残留水蒸气压小的干燥剂； ③ 最后经冷陷阱进行低温冷却干燥。
第6章气体净化及控制
(3) 气表及氧气钢瓶的使用
气表即减压阀，由高压和低压室组成。氧气钢瓶用 的减压阀即为氧气表。
第6章气体净化及控制
第二节 气体的净化
一、气体的净化过程 气体的净化主要包括以下三个方面： 1）液雾与固体颗粒的除去 2）气体的干燥 3）杂质去除
第6章气体净化及控制
1、液雾与固体颗粒的除去
物理法： 气体液化 1、加压 2、降温
干燥剂的使用
1）干燥剂的选择 ① 干燥剂吸附水的容量越大越好； ② 吸附速率越快越好； ③ 吸附达平衡后，气体中残留水蒸气压越小越好； ④ 干燥剂的再生能力强，且容易处理。
★ 潮解：加热除水 ★ 吸附：加热、减压、吹洗。
就是靠提高温度和降低被吸气体分 压促进被吸附物质解析。
2）要求比表面积大，例：硅胶、活性炭、分子筛等。
3）
动态平衡
再生
吸附
解析（加热、降压）
4）吸附法可以净化到液体吸收所不能达到的程度。
干燥气体的方法：
（1）压缩法：利用恒温下饱和水蒸气是随着总压 力的增加而减小的原理，但一般需要100～200标准 压力，而且会液化许多气体，所以使用受限。
来自百度文库
（2）降温法：在-78℃，水的饱和蒸气压降为
1.33×10-7Pa。 （3）使用干燥剂
化学干燥法： 1、吸附 2、潮解 3、发生反应
第6章气体净化及控制
（2）脱氮：使用钙、钠、钾、钡等碱、碱土金属及其合金。 （3）脱CO2：苛性钠或苛性钾水溶液。 （4）Cl2、SO2等有毒气第体6章气：体活净化性及控炭制
二、气体净化方法
实验室中净化气体常用的方法有： 吸收、吸附、化学催化和冷凝。
1.吸收：气体通过吸收剂时，其中的杂质能被吸收剂吸收， 吸收剂与被吸收杂质要发生化学反应。 注：1）合理选择吸收剂，不要把待净化的气体也吸收了；
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(2) 使用钢瓶的注意事项
<1> 已充气的钢瓶如受热，将会使内部气体膨胀，当压力 超过钢瓶最大负荷时将会爆炸，所以钢瓶应存放在阴凉、 干燥、远离阳光、暖气等热源，远离易燃物。 <2> 使用时要用气表(CO2、NH3 可例外)，各种气表一般
不得混合。一般可燃性气体的钢瓶是正扣的(逆时针方向进)
<3> 开启气门时,应站在气压表的另一侧，更不允许把头或 身体对钢瓶总阀门，以防万一阀门或气压表冲出伤人，开 启气门时用力要轻而均匀，速度不可太快。 <4>使用时随时观察钢瓶内的压力，钢瓶使用一段时间后 (如两年)要进行检验。对不合格的气瓶应坚决报废或降级使 用，以防发生事故。
1/2O2+2C6H3(OK)3＝ (KO)3C6H2－C6H2(OK)3+H2O
H2S+2KOH＝K2S+2H2O H2S+I2＝2HI+S
Cl2+2KOH＝KClO+KCl+H2O Cl2+2KI＝I2+2KCl N2+3Ca＝Ca3N2 N2+3Mg＝Mg3N2
2.吸附：实验室中常用多孔的固体吸附剂来吸附杂气体。注： 1）吸附与吸收的差别在于吸附仅发生在吸附剂表面。
液雾：固体颗粒和水雾形成的，液雾是一种细微粒。
除雾冷陷阱：将带有液雾的气体通入一条弯形管里， 经过一经加热到200℃的管子的上部加热，然后进入装 入液氮的下部管冷却，一冷一热反复数次，沸点高的 液雾和固体微粒就会被冷却下来，使最后出来的气体
比较纯净。
加热至200℃
第6章气体净化及控制
液氮
2、气体的干燥
(1) 标记
气体 氢气 氧气 氮气 工业氩气 纯氩气 二氧化碳 一氧化碳 硫化氢 二氧化硫 氯气 氨气 石油气
气瓶、输气管道
字样
深绿
氢
天蓝
氧
黑
氮
黑
工业氩
灰
纯氩
黑
二氧化碳
红
一氧化碳
白
硫化氢
黑
二氧化硫
草绿
氯
黄
氨
灰 第6章气体净化石及油控制气
字样颜色 红 黑 黄 天蓝 绿 黄 红 红 白 白 黑 红
线条颜色 红 棕 白 白 红 黄 白
第6章气体净化及控制
3、杂质去除
（1）脱氧
方法
金属脱氧
催化脱氧
原理
金属与氧反应生成氧化物 在催化剂作用下使氢中 的氧与氢结合成水
适用
不活泼气体的脱氧
脱氧剂/ 铜丝或铜屑、镁屑（600℃） 催化剂 海绵钛（ 800～1000℃）
铬蒸气型分子筛（ 900℃）
H2气的脱氧 铂、钯做催化剂
石棉做载体 （400℃）
2）液体吸收剂——洗涤瓶，固体吸收剂——干燥塔； 3）通过溶液吸收剂后，还需干燥脱水。
第6章气体净化及控制
气体吸收剂及吸气反应
被吸气体 CO2 SO2 CO O2 H2S Cl2 N2
吸收剂 KOH或NaOH水溶液， 33％碱石灰或碱石棉
KOH水溶液 含KI的碘溶液
氯化亚铜的氨性溶液
碱性焦性没食子酸溶液 （15℃以上效果较好）