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氮氣發(fā)生器常見的三種原理
點擊次數(shù):4570 更新時間:2023-05-10
  氮氣發(fā)生器是一種先*的氣體分離技術(shù),它主要應(yīng)用領(lǐng)域為:航空航天、核電核能、食品醫(yī)藥、石油化工、電子工業(yè)、材料工業(yè)、工和科學(xué)實驗等領(lǐng)域。
 
  氮氣發(fā)生器主要由電解系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)組成。氮氣發(fā)生器能否很好地應(yīng)用于氣相色譜分析實驗,與發(fā)生器的原理有很大關(guān)系。
 
  氮氣發(fā)生器的工作原理大致分為三種:1.以電化學(xué)分離法和物理吸附法相結(jié)合的方式;2.采用中空纖維膜分離;3.采用氣相色譜技術(shù)用新型合成分子篩分離。
 
  下面我們就具體來介紹一下:
 
  一、電化學(xué)法制氮。在氫氣電解池的陰極(產(chǎn)氫氣一側(cè))通入高壓空氣,在催化劑作用下,氫氣和氧氣形成微觀燃料電池,完成氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)水,宏觀上表現(xiàn)即為空氣中的氧氣被除去,剩余氮氣。這種方法可以產(chǎn)出高99.995%的氮氣,這類氮氣發(fā)生器作為一種小流量氮氣來源,總費用不過幾千元,常被用于色譜載氣和小容量保護,是一種低成本的解決方案。
 
  二、膜分離制氮。高壓空氣通過中空纖維膜組件,氮氣分子和氧氣分子的擴散速度差別積累,在膜組件輸出端形成高純度的氮氣,終形成的產(chǎn)品氣純度高可達99%,氣體流量>5000ml/min,并且可以累加使用,不影響產(chǎn)品質(zhì)量,在不考慮其它限制條件的情況下,氣體裝置可以無限擴充。這種膜分離制氮在工業(yè)上有不少的應(yīng)用,在實驗室主要用于對氣體純度要求不特別高的吹掃、保護、對氧氣的置換等。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點是流量大,實驗室級別產(chǎn)品一般在50L/min上下,并可隨意擴充,同時壽命長,膜組件作為核心部件,在空氣源穩(wěn)定的情況下,壽命可達10年,且維護成本極低;缺點是氮氣純度不能達到高純級,膜組件目前均為進口,國內(nèi)不能提供,成本較高,儀器價格也相對高。我公司生產(chǎn)的氮氣發(fā)生器中,型號QPN-30L即為膜分離制氮產(chǎn)品,可供對氮氣使用量在幾升、幾十升到幾百升每分鐘的用戶選用;膜分離氮氣發(fā)生器可以很好的適用液質(zhì)聯(lián)用儀的用氮要求。
 
  三、PSA變壓吸附制氮。利用氮氣與其它氣體分子在分子篩中的吸附能力差異,形成濃度差異的積累,在分子篩柱末端產(chǎn)出高純度氮氣。同時利用兩根分子篩柱,一根吸附的同時引出一部分產(chǎn)品氣為另一根解析,實現(xiàn)分子篩在線再生,整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮氣。這類發(fā)生器可根據(jù)需要,調(diào)節(jié)氮氣的純度和流量,可生產(chǎn)99.999%的氮氣產(chǎn)品,流量可從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鐘,純度大小配置靈活,可根據(jù)每個需求具體定制, PSA變壓吸附技術(shù)在工業(yè)中應(yīng)用很廣泛,已發(fā)展幾十年,是很成熟的技術(shù)。技術(shù)難點主要是分子篩柱填裝技術(shù),分子篩填裝不好,會造成分子篩在氣體高低壓頻繁變化中互相摩擦碰撞粉化,微孔數(shù)量減少,分子篩性能急劇降低。
 
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