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有關氮氣發生器的制氮原理介紹

點擊次數:1689 更新時間:2021-05-27

氮氣發生器利用壓縮機對氮氣進行壓縮,貯藏在貯氣罐內,方便日后使用,壓縮器主要由壓縮機、儲氣罐、過濾器、干燥器等組成;
   壓縮空氣經壓縮后進入冷干機降溫脫水,在經過過濾器除油、除塵;
   然后進入裝有碳分子篩的吸附塔,選擇性地吸附掉氧氣、二氧化碳等雜質氣體組分,產生高純度氮氣。
   空氣源中混合氣體在通過中空纖維膜時,由于溶解度以及擴散系數的差異,導致不同氣體在膜中滲透速度不同。
   氮氣滲透速率相對較慢,進而在膜中滯留,從而達到分離純化作用。
   該儀器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品氣為另一根解析,實現分子篩在線再生,整體表現即為儀器持續輸出高純氮氣。
   該儀器采用電化學分離法和物理吸附法相結合的方式制取純氮氣;
   利用恒定電位電解法,采用微孔膜作為兩電極的分隔板,多孔氣體擴散型氧電極為陰極,鎳網為陽極;
   且電極安裝是采用硬支撐結構。該發生器可在氮氣室壓差下穩定工作,可避免陰極氫析出,保證產生氣體的純度氮。
   具體制取氮氣的方法是以空氣為原料將氣體送入有電解液的電解槽,在兩電極間加上電壓≤1.5V的直流電;
   此時在槽內空氣中氧氣被吸收而獲得氮氣。其電解液采用“強制循環方式”,由電磁泵帶動電解液在液路中循環,提高了電解效率。
   可調節氮氣的純度和流量,可生產99.999%的氮氣產品,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;
   可根據每個需求具體定制,適用于各種氣相色譜檢測器。
   這種方法可以產出高純度氮氣,但有幾個小缺陷:
   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,并有隨氣路輸出的可能性;單位成本高,不適合做大流量發生器;
   反應過程只去除了空氣中的氧氣,其它雜質氣體并沒有涉及,并且反應過程對電解池制作技術要求很高,不合適的電解池制作技術會造成氮氣純度數量級的降低。
   但是,氮氣發生器作為一種小流量氮氣來源,常被用于色譜載氣和小容量保護,總費用不高,是一種低成本的解決方案。

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