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時間:2019/5/24 閱讀:331
   氮氣發生器三種不同的的制氮方法以及各自的優缺點
 
  一般来说,氮氣發生器主要三种不同的制氮方法,包括电化学法制氮、中空纤维膜法以及PSA变压吸附制氮等,每一种方法都有其各自的特点,包括:
 
  1、电化学法制氮:采用电化学法制氮的发生器可以制取纯氮、氧气等气体,它利用恒定电位电解法,采用微孔膜(例如石棉膜)作为两电极的分隔板,多孔气体扩散型氧电极为阴极,镍网为阳极,且电极安装是采用硬支撑结构。氮氣發生器可在氮、氧气室压差(1MPa)下稳定工作,可避免阴极氢析出,保证产生气体的纯度氮。具体制取氮气的方法是以空气为原料将气体送入有电解液的电解槽,在两电极间加上电压≤1.5V的直流电,此时在槽内空气中氧气被吸收而获得氮气。其电解液采用“强制循环方式”,由电磁泵带动电解液在液路中循环,提高了电解效率。但此方法有几个明显的缺陷:
 
  1)需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液,這種強堿溶液與氣體直接接觸,對氣體質量有潛在影響,並有隨氣路輸出的可能性;
 
  2)单位成本高,不适合做大流量氮氣發生器;
 
  3)反应过程只去除了空气中的氧气,其它杂质气体并没有涉及,并且反应过程对电解池制作技术要求很高,不合适的电解池制作技术会造成氮气纯度数量级的降低。但是,这类氮氣發生器作为一种小流量氮气来源,常被用于色谱载气和小容量保护,总费用不过几千元,是一种低成本的解决方案。
 
  2、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,在分子篩柱末端産出高純度氮氣。同時利用兩根分子篩柱,一根吸附的同時引出一部分日本一在线中文字幕氣爲另一根解析,實現分子篩在線再生,整體表現即爲儀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,最高可生産99.999%的氮氣日本一在线中文字幕,流量可從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鍾,純度大小配置靈活,可根據每個需求具體定制,適用于各種氣相色譜檢測器。
 
  3、采用中空纖維膜法:兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時,由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數的差異,導致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據這一特性,可將氣體分爲“快氣”和“慢氣”。當混合氣體在驅動力——膜兩側壓差的作用下,滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜後在膜滲透側被富集,而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、一氧化碳、氩氣等則在滯留側被富集,從而達到混合氣體分離之目的。當以加壓淨化空氣爲氣源時,氮氣等惰性氣體被富集成高純度供生産應用,由滲透側排空的爲富氧空氣。氮膜系統可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上,最高可得到99.9%的純氮。
 
  這種制氮方法膜分離制氮在工業上有不少的應用,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。這類發生器的主要優點是流量大,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,膜組件目前均爲進口,國內不能提供,成本較高,儀器價格也相對高。
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