淺析高純氮?dú)獍l(fā)生器的三種工作原理

　　氮?dú)馐莦常用的惰性氣體，價(jià)格低廉，易制無(wú)毒，在實(shí)驗(yàn)室中常用做色譜載氣、吹掃、保護(hù)等。實(shí)驗(yàn)室的氮?dú)鈦?lái)源主要有三種，一是鋼瓶氣，二是管道氣，三是氮?dú)獍l(fā)生器。鋼瓶氣氣體質(zhì)量高，但鋼瓶屬于壓力容器，運(yùn)輸和保存需要一定的資質(zhì)，偏遠(yuǎn)地區(qū)更換麻煩，費(fèi)用高;管道氣為大規(guī)模制氮，統(tǒng)一調(diào)度使用，適合大型工廠或用氣單位集中的工業(yè)園區(qū)，用氣量大建設(shè)費(fèi)用高;高純氮?dú)獍l(fā)生器為現(xiàn)場(chǎng)制氮，多為小型氣站或者實(shí)驗(yàn)室儀器或小型生產(chǎn)線單*對(duì)一配套，使用靈活費(fèi)用可控，對(duì)運(yùn)輸和保存沒(méi)有特殊要求，為越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)室用戶選擇。
 

　　高純氮?dú)獍l(fā)生器按原理分為三種，現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹如下，供各位用戶參考：
 

　　1、電化學(xué)法制氮。在氫氣電解池的陰極(產(chǎn)氫氣一側(cè))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(yīng)生產(chǎn)水，宏觀上表現(xiàn)即為空氣中的氧氣被除去，剩余氮?dú)?。這種方法可以產(chǎn)出z高99.995%的氮?dú)?，但有幾個(gè)明顯的缺陷：一需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液，這種強(qiáng)堿溶液與氣體直接接觸，對(duì)氣體質(zhì)量有潛在影響，并有隨氣路輸出的可能性;二單位成本高，標(biāo)稱產(chǎn)氮300ml/min，實(shí)際穩(wěn)定使用150ml/min，不適合做大流量氮?dú)獍l(fā)生器;三反應(yīng)過(guò)程只去除了空氣中的氧氣，其它雜質(zhì)氣體并沒(méi)有涉及，并且反應(yīng)過(guò)程對(duì)電解池制作技術(shù)要求很高，不合適的電解池制作技術(shù)會(huì)造成氮?dú)饧兌葦?shù)量級(jí)的降低。
 

　　2、膜分離制氮。高壓空氣通過(guò)中空纖維膜組件，氮?dú)夥肿雍脱鯕夥肿拥臄U(kuò)散速度差別積累，在膜組件輸出端形成高純度的氮?dú)?，z終形成的產(chǎn)品氣純度z高可達(dá)99%，氣體流量>5000ml/min，并且可以累加使用，不影響產(chǎn)品質(zhì)量，在不考慮其它限制條件的情況下，氣體裝置可以無(wú)限擴(kuò)充。這種制氮方法膜分離制氮在工業(yè)上有不少的應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)室主要用于對(duì)氣體純度要求不特別高的吹掃、保護(hù)、對(duì)氧氣的置換等。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點(diǎn)是流量大，實(shí)驗(yàn)室級(jí)別產(chǎn)品一般在50L/min上下，并可隨意擴(kuò)充，同時(shí)壽命長(zhǎng)，膜組件作為核心部件，在空氣源穩(wěn)定的情況下，壽命可達(dá)10年，且維護(hù)成本極低;缺點(diǎn)是氮?dú)饧兌炔荒苓_(dá)到高純級(jí)，膜組件目前均為進(jìn)口，國(guó)內(nèi)不能提供，成本較高，儀器價(jià)格也相對(duì)高。
 

　　3、PSA變壓吸附制氮。利用氮?dú)馀c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(chǎn)出高純度氮?dú)狻Ｍ瑫r(shí)利用兩根分子篩柱，一根吸附的同時(shí)引出一部分產(chǎn)品氣為另一根解析，實(shí)現(xiàn)分子篩在線再生，整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮?dú)狻?br />