氮氣發生器幾種製氮原理

氮氣發生器是一套能提取氮氣的設備，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) 、國防jun工和科學實驗等領域。為(wei) 便於(yu) 大家了解現狀，下麵我來介紹幾種應用於(yu) 氣相色譜分析實驗的氮氣發生器原理，僅(jin) 供大家參考。

1、電化學法製氮；

2、采用中空纖維膜分離法；

3、PSA變壓吸附製氮。

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電化學法製氮（需“加液"）

采用電化學法製氮的發生器可以製取純氮、氧氣等氣體(ti) 。它利用恒定電位電解法，采用微孔膜（例如石棉膜）作為(wei) 兩(liang) 電極的分隔板，多孔氣體(ti) 擴散型氧電極為(wei) 陰極，鎳網為(wei) 陽極，且電極安裝是采用硬支撐結構。該發生器可在氮、氧氣室壓差（1MPa）下穩定工作，可避免陰極氫析出，保證產(chan) 生氣體(ti) 的純度氮。具體(ti) 製取氮氣的方法是以空氣為(wei) 原料將氣體(ti) 送入有電解液的電解槽，在兩(liang) 電極間加上電壓≤1.5V的直流電，此時在槽內(nei) 空氣中氧氣被吸收而獲得氮氣。其電解液采用“強製循環方式"，由電磁泵帶動電解液在液路中循環，提高了電解效率。

這種方法可以產(chan) 出*高99.995%的氮氣，但有幾個(ge) 明顯的缺陷：其一，需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液，這種強堿溶液與(yu) 氣體(ti) 直接接觸，對氣體(ti) 質量有潛在影響，並有隨氣路輸出的可能性；其二，單位成本高，不適合做大流量氮氣發生器；其三，反應過程隻去除了空氣中的氧氣，其它雜質氣體(ti) 並沒有涉及，並且反應過程對電解池製作技術要求很高，不合適的電解池製作技術會(hui) 造成氮氣純度數量級的降低。但是，這類氮氣發生器作為(wei) 一種小流量氮氣來源，常被用於(yu) 色譜載氣和小容量保護，總費用不過幾千元，是一種低成本的解決(jue) 方案。

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采用中空纖維膜法（無需“加液"）

兩(liang) 種或兩(liang) 種以上的氣體(ti) 混合通過高分子膜時，由於(yu) 各種氣體(ti) 在膜中的溶解度和擴散係數的差異，導致不同氣體(ti) 在膜中相對滲透速率有所不同。根據這一特性，可將氣體(ti) 分為(wei) “快氣"和“慢氣"。

當混合氣體(ti) 在驅動力——膜兩(liang) 側(ce) 壓差的作用下，滲透速率相對較快的氣體(ti) 和水、氧、二氧化碳等透過膜後在膜滲透側(ce) 被富集，而滲透速率相對較慢的氣體(ti) 如氮氣、一氧化碳、氬氣等則在滯留側(ce) 被富集，從(cong) 而達到混合氣體(ti) 分離之目的。

當以加壓淨化空氣為(wei) 氣源時，氮氣等惰性氣體(ti) 被富集成高純度供生產(chan) 應用，由滲透側(ce) 排空的為(wei) 富氧空氣。氮膜係統可將廉價(jia) 的空氣中氮從(cong) 78%提高到95%以上，*高可得到99.9%的純氮。

這種製氮方法膜分離製氮在工業(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，同時壽命長，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。

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PSA變壓吸附製氮（無需“加液"）

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，*高可生產(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，適用於(yu) 各種氣相色譜檢測器。

如上所述，采用PSA變壓吸附製氮技術的氮氣發生器優(you) 於(yu) 采用電化學分離法和物理吸附法以及中空纖維膜法的氮氣發生器。它可以應用於(yu) 國內(nei) 外各種不同類型的氣相色譜儀(yi) 用作載氣，是一款性能優(you) 良，維護方便的新一代氮氣發生器，具有世界*水平。