氮氣發生器常見的三種原理

氮氣發生器是一種先進的氣體(ti) 分離技術，它主要應用領域為(wei) ：航空航天、核電核能、食品醫藥、石油化工、電子工業(ye) 、材料工業(ye) 、工和科學實驗等領域。

氮氣發生器主要由電解係統、壓力控製係統、淨化係統和顯示係統組成。氮氣發生器能否很好地應用於(yu) 氣相色譜分析實驗，與(yu) 發生器的原理有很大關(guan) 係。

氮氣發生器的工作原理大致分為(wei) 三種：1.以電化學分離法和物理吸附法相結合的方式；2.采用中空纖維膜分離；3.采用氣相色譜技術用新型合成分子篩分離。

下麵我們(men) 就具體(ti) 來介紹一下：

一、電化學法製氮。在氫氣電解池的陰極（產(chan) 氫氣一側(ce) ）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，完成氧化還原反應生產(chan) 水，宏觀上表現即為(wei) 空氣中的氧氣被除去，剩餘(yu) 氮氣。這種方法可以產(chan) 出高99.995%的氮氣，這類氮氣發生器作為(wei) 一種小流量氮氣來源，總費用不過幾千元，常被用於(yu) 色譜載氣和小容量保護，是一種低成本的解決(jue) 方案。

二、膜分離製氮。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(chan) 品氣純度高可達99%，氣體(ti) 流量>5000ml/min，並且可以累加使用，不影響產(chan) 品質量，在不考慮其它限製條件的情況下，氣體(ti) 裝置可以無限擴充。這種膜分離製氮在工業(ye) 上有不少的應用，在實驗室主要用於(yu) 對氣體(ti) 純度要求不特別高的吹掃、保護、對氧氣的置換等。這類發生器的主要優(you) 點是流量大，實驗室級別產(chan) 品一般在50L/min上下，並可隨意擴充，同時壽命長，膜組件作為(wei) 核心部件，在空氣源穩定的情況下，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(wei) 進口，國內(nei) 不能提供，成本較高，儀(yi) 器價(jia) 格也相對高。我公司生產(chan) 的氮氣發生器中，型號QPN-30L即為(wei) 膜分離製氮產(chan) 品，可供對氮氣使用量在幾升、幾十升到幾百升每分鍾的用戶選用；膜分離氮氣發生器可以很好的適用液質聯用儀(yi) 的用氮要求。

三、PSA變壓吸附製氮。利用氮氣與(yu) 其它氣體(ti) 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(chan) 出高純度氮氣。同時利用兩(liang) 根分子篩柱，一根吸附的同時引出一部分產(chan) 品氣為(wei) 另一根解析，實現分子篩在線再生，整體(ti) 表現即為(wei) 儀(yi) 器持續輸出高純氮氣。這類發生器可根據需要，調節氮氣的純度和流量，可生產(chan) 99.999%的氮氣產(chan) 品，流量可從(cong) 幾百毫升到幾十升到幾立方每分鍾，純度大小配置靈活，可根據每個(ge) 需求具體(ti) 定製， PSA變壓吸附技術在工業(ye) 中應用很廣泛，已發展幾十年，是很成熟的技術。技術難點主要是分子篩柱填裝技術，分子篩填裝不好，會(hui) 造成分子篩在氣體(ti) 高低壓頻繁變化中互相摩擦碰撞粉化，微孔數量減少，分子篩性能急劇降低。