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氪氣、氙氣堪稱(chēng)高級(jí)、尖端、精細(xì)的高科技含量氣體,一般均以大氣為原料提取。但是,氪氣在空氣中的含量為百萬(wàn)分之1.14(即1.14×10一,l稈空氣中只有1.14ml氪氣),氙氣在空氣中的含量?jī)H為億分之8.6(即0.086×10一,lo空氣中只有0.086ml氙氣),含量極微,非常寶貴,故稱(chēng)之為“稀有氣體”、“黃金氣體”,氙氣、氪氣的價(jià)格高昂。正因?yàn)?ldquo;稀有”,故提取困難,只有大型、特大型空氣分離設(shè)備才能提取。
工業(yè)上提取氪和氙有以下幾個(gè)途徑:從空分設(shè)備的副產(chǎn)品中提取、從合成氨排放氣中提取、從核反應(yīng)堆的裂變氣中提取。
目前我國(guó)主要是從空分設(shè)備的副產(chǎn)品中提取氪、氙氣。常壓下,氪的沸點(diǎn)為-15312e,氙的沸點(diǎn)為-10911e,均高于氧的沸點(diǎn)(-182197e),因而在空分設(shè)備中,氪和氙主要存在于液氧中,通常隨產(chǎn)品氧氣或產(chǎn)品液氧排出。
隨著煤化工、石油化工、大化肥、鋼鐵冶煉等特大型工程項(xiàng)目的興建和擴(kuò)建,為其配套的空分設(shè)備也日益趨向大型化,同時(shí)提取氪、氙的原料,液氧產(chǎn)量也呈幾何數(shù)值增長(zhǎng)。因此,從液氧中回收氪、氙蘊(yùn)藏著巨大的經(jīng)濟(jì)前景。
提取空氣中氪、氙氣時(shí),首先是從空分設(shè)備中獲得貧氪氙液氧,再進(jìn)一步濃縮液氧中所含的氪、氙,以獲得氪氙混合物,最后通過(guò)對(duì)混合物的進(jìn)一步分離、精制,分別制得純氪和純氙。
氖、氦、氪、氙氣的產(chǎn)量決定于空分設(shè)備的原料空氣量和各氣體的提取效率。一臺(tái)氧氣產(chǎn)量為10000m3/h的空分設(shè)備在較佳回收率下可提取純度為99.99%以上的稀有氣體的產(chǎn)量大約為:氖氣,13m3/d;氦氣,3.8m3/d;氪氣,0.9m3/d;氙氣,0.06m3/d。一臺(tái)氧氣產(chǎn)量為30000m3/h的空分設(shè)備可提取純度為99.99%以上的稀有氣體的產(chǎn)量大約為:氖氣,40m3/d;氦氣,11.5m3/d;氪氣,2.4m3/d;氙氣,0.195m3/d。
隨著近幾年在建筑門(mén)窗、平板電視、電子芯片、空間衛(wèi)星及醫(yī)療領(lǐng)域的大量應(yīng)用,氙氪全球尤其我國(guó)市場(chǎng)供應(yīng)緊張,導(dǎo)致氙氣、氪氣的價(jià)格居高不下。