用物理或化學(xué)的方法來降低氣體和蒸汽混合物中有害成分分壓的裝置叫阱(或捕集器)。采用低溫方法進(jìn)行捕集可凝氣體的裝置叫做冷阱。
冷阱是在低溫的表面上以凝結(jié)方式捕集氣體的阱,是置于真空容器和泵之間,用于吸附氣體或捕集油蒸汽的裝置。制冷方式有種類很多,但最方便的是壓縮機(jī)制冷形式的低溫冷阱。
低溫冷阱的溫度,可選-50、-80、-110、-135℃:溫度越低,吸附能力越強(qiáng),主要與減壓濃縮裝置配套使用,吸收濃縮過程中的氣體,防止進(jìn)入真空泵,起到保護(hù)環(huán)境和真空泵的作用。
常見的冷阱,低溫表面呈圓筒狀,上面有密封法蘭或冷阱蓋板,設(shè)置氣體進(jìn)出的接口,分別與真空泵和抽氣容器相連接。當(dāng)被抽出氣體經(jīng)過冷阱的低溫表面時(shí),氣體中的水蒸氣和其他一些可凝氣體,在冷阱內(nèi)部凝固,減少了這些有害氣體進(jìn)入真空泵,同時(shí)提高了真空度。
另一類冷阱的使用,是為了冷凝收集某種可凝氣體,或者是為了分離目標(biāo)氣體??捎脕硎占骋蝗埸c(diǎn)范圍內(nèi)的物質(zhì)。把一支U形管放在冷凍劑中,當(dāng)氣體通過U形管時(shí),熔點(diǎn)高的物質(zhì)變成液體,熔點(diǎn)低的物質(zhì)通過U形管,起到分離的作用。
比如在核化工中,冷阱(也稱冷凝器)是指在六氟化鈾生產(chǎn)過程中從含六氟化鈾、氟氣、氮?dú)?、氧氣的混合氣體中冷凝收集六氟化鈾,使六氟化鈾與不凝氣(氟氣、氮?dú)獾?分離的裝置。
真空室中的油氣和水汽,被冷阱的低溫表面冷凝成液態(tài)或固態(tài),減少了對(duì)真空度的影響。以1g冰為例,在0.1Torr時(shí)產(chǎn)生可以產(chǎn)生10000L水汽。干燥箱內(nèi)的水分將產(chǎn)生數(shù)量巨大的水汽。這些水汽如果僅靠真空泵來排除,真空泵的工作效率將會(huì)嚴(yán)重降低。這就是低溫干燥箱,離心濃縮儀都要配備冷阱的原因。
低溫冷阱有內(nèi)冷式和外冷式兩種,用戶可以按需選用。
低溫冷阱可按需定制,使用非常方便,可連續(xù)工作,除了通電之外,無需特殊照管,比液氮冷阱的使用簡(jiǎn)單得多,因此受到廣大用戶的歡迎。