KNF 隔膜泵如何优化惰性气体的回收

惰性气体的来源

氦、氖、氩、氪、氙和氡等惰性气体在地球大气中极为稀有。大多数氦气来自于天然气田，是天然气开采的副产品，而氖、氩和氪则是来自空气液化的副产品。更为稀有的氙和氡通常是从核反应中获得的。由于这些贵重气体浓度低，纯化要求复杂，因此回收这些气体是一个复杂且极具挑战性的过程。

惰性气体通常以微量浓度存在，往往不到空气的 1%，需要高效的捕获和净化技术。它们的化学惰性增加了难度，使其与其他气体的分离成为一项复杂的任务。鉴于其中一些工艺非常耗能，回收成本也会非常高昂。

惰性气体回收的创新方法

工业和实验室使用各种技术来有效回收惰性气体。为提取和净化这些贵重气体，这些技术通常需要结合各种物理和化学过程。以下是部分可用的方法：

• 低温蒸馏：低温蒸馏是一种常见的惰性气体回收工艺，它利用气体的不同沸点将其分离。首先，使用低温恒温器将空气冷却成液体，然后进行分馏，因为氦气的沸点比其他气体低，所以可分离出氦气等气体。这种方法虽然可用于批量生产，但却非常耗能，而且需要先进的设备。
• 吸附：活性炭和沸石等吸附剂可用于选择性地去除气体混合物中的惰性气体。由于亲和力强，它们能与惰性气体结合，同时放其他气体通过。当气体混合物流经吸附剂床时，惰性气体会被保留下来，随后通过加热进行释放和净化。虽然这种工艺具有能耗低、运行成本低的优点，但需要精心选择吸附剂和最佳运行条件，才能提高效率。
• 膜分离：膜分离采用聚合物或陶瓷制成的半透膜，根据分子大小选择性地过滤气体，是一种非常适合从低浓度混合物中回收惰性气体的技术。与其他气体相比，惰性气体在这些膜中的扩散速度更快，因此可以对其进行分离和回收。尽管当惰性气体浓度较高时，分离效果可能并不理想，该工艺因其操作简单、设计紧凑和能够连续运行而备受青睐。
• 残余气体排空：这种方法使用真空泵将气瓶有效地抽空至真空水平，从而去除气瓶中的残余气体。虽然从一个气瓶中回收的气体量可能微乎其微，但面对大量容器时，累积效应会变得非常显著。这种方法虽然简单，但却能确保惰性气体的最佳利用率，避免残余的惰性气体流失。

用于气体精确化回收的隔膜泵

诸如 KNF N 630.15 的双级隔膜泵尤其适用于惰性气体回收。它们既能在苛刻条件下提供高效可靠的性能，又能灵活处理各种流量、压力和气体成分。此外，它们还非常通用和可定制，既适用于小量回收，也适用于批量使用，其紧凑的设计和一如既往的气密性可最大限度地减少泄漏。为确保这一点，这些泵在装运前都要进行额外的氦气泄漏测试。

KNF 隔膜泵和压缩机能有效地应对气体压缩的挑战，因为在气体压缩过程中，机械能会转化为热能。惰性气体尤其如此，由于其绝热系数较高，产生的热量也更多。为了保持惰性气体回收的完整性和效率，KNF 泵可根据客户要求进行定制，如泵头加装水冷却回路、降低入口气体温度、在中间板上集成温度传感器等，所有这些都有助于在压缩过程中更好地进行热管理。

KNF 在压缩工艺的热量管理以及提高惰性气体回收的完整性和效率方面拥有丰富的经验，可联系我们专业的工程师咨询，为您所面对的高挑战性应用找到理想的解决方案。