新技术能低成本获取氙气

2021-03-29 17:17:41 文章来源:网络
  俄罗斯门捷列夫化工大学和下诺夫哥罗德州立理工大学的研究人员提出了从天然气中提取氙气的方法,从而大大降低了氙气的生产成本。这项研究成果最近发表在《天然气科学与工程》杂志上。
  全世界氙气的消费量每年以15%-20%的速度增长。氙气广泛应用于激光、电子、照明、航天、核能等高科技领域。氙气是从空气中提取出来的,但是它的含量非常小:一立方米的空气中只含有0.08毫升的氙气。利用低温蒸馏工业技术,以1150卢布/升的成本可获得纯度为99.9995%的氙气。为此,俄罗斯研究人员提出了利用天然气生产氙气的技术。天然气中氙的体积比为0.15vol%,约为空气中氙体积比的4倍。
  从天然气中提取氙气在世界上有许多专利。但由于工艺流程多、设备复杂、最终产品中氙气浓度低,这些技术尚未在工业上得到应用。俄罗斯研究人员提出了基于天然气水合物获得氙气的更有效方法。天然气水合物是由水和气体分子组成的固态晶体化合物。它们是在高压下形成的,可以在冰点以上的温度下存在。
  论文作者之一、门捷列夫化工大学高分子材料与技术实验室主任伊利亚·沃罗滕采夫说,天然气的不同组分在结晶水合物中具有不同的解离压力。因此,通过调节压力和温度,可以从这些晶体中逐渐释放出不同的气体。基于晶体水合物的这一特性,研究人员从模拟天然气的混合气体模型中提取了93.05%的氙。
  研究人员用甲烷、二氧化碳和氙气的混合物在-1摄氏度到1摄氏度的温度下进行实验。研究人员测试了不同的模式,发现在4.17升的反应器中,连续膜气体水合物结晶效果最好。用半透膜将反应器分为高压和低压两部分,高压部分加入气体和水形成水合物。然后温度和压力逐渐变化,二氧化碳和甲烷通过膜从水合物中逐渐释放出来,将其置于低压段,让氙和水留在水合物中。最后,气体晶体被破坏,温度和压力条件再次改变,使得水留在底部,氙气集中在水面上方。
  新的氙萃取方法具有能耗低、实验装置简单、可扩展性强、气体分离效率高、不需要破坏性试剂等优点,大大降低了氙的生产成本。
上一篇:海信真空矩阵再升级,全球首创真空·全金属冰箱耀世发布

下一篇:大型强子对撞机“揪出”四个新型四夸克态
本站所刊登的各种资讯﹑信息和各种专题专栏资料,均为贵阳都市网版权所有,未经协议授权禁止下载使用。
Copyright © 2000-2020 www.gy-news.com All Rights Reserved