高纯氮气发生器的制氮原理
高纯氮气发生器是科研实验室常见的通用仪器设备,采用色谱分离方法技术可以连续产生高纯度的氮气,将空气压缩泵供给的气体导入分子筛,氧气、二氧化碳、水份及其他杂质在通过分子筛除去,只允许氮气通过分子筛并进入蓄气池,在储气罐里调节合适的压力和流速后就可以直接使用。分子筛筒采用自动可再生装置,分子筛无需进行更换。
1.PSA变压吸附制氮。利用氮气与其它气体分子在分子筛中的吸附能力差异,形成浓度差异的积累,在分子筛柱末端产出高纯度氮气。
2.电化学法制氮。在氢气电解池的阴*(产氢气一侧)通入高压空气,在催化剂作用下,氢气和氧气形成微观燃料电池,完成氧化还原反应生产水,宏观上表现即为空气中的氧气被除去,剩余氮气。这种方法可以产出*高99.995%的氮气。这类氮气发生器作为一种小流量氮气来源,总费用不过几千元,常被用于色谱载气和小容量保护,是一种低成本的解决方案;
3.膜分离制氮。高压空气通过中空纤维膜组件,氮气分子和氧气分子的扩散速度差别积累,在膜组件输出端形成高纯度的氮气,*终形成的产品气纯度*高可达99%,气体流量>5000ml/min,并且可以累加使用,不影响产品质量,在不考虑其它限制条件的情况下,气体装置可以无限扩充。
这种制氮方法膜分离制氮在工业上有不少的应用,在实验室主要用于对气体纯度要求不特别高的吹扫、保护、对氧气的置换等。
高纯氮气发生器的主要优点是流量大,实验室级别产品一般在50L/min上下,并可随意扩充,同时寿命长,膜组件作为核心部件,在空气源稳定的情况下,寿命可达10年,且维护成本*低;缺点是氮气纯度不能达到高纯级,膜组件目前均为进口,国内不能提供,成本较高,仪器价格也相对高。