氮氣發(fā)生器原理常用解決方案「東宇」

制氮機系統(tǒng)原理

氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴散速率不同，直徑較小的氣體分子(O2)擴散速率較快，較多的進入碳分子篩微孔，直徑較大的氣體分子(N2)擴散速率較慢，進入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對氮和氧的這種選擇吸附性差異，導(dǎo)致短時間內(nèi)氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，如此氧氮分離，在PSA條件下得到氣相富集物氮氣。（三）再生塔壓力為零，均勻時兩塔壓力應(yīng)接近原工作塔壓力的一半。

碳分子篩對氧和氮在不同壓力下某一時間內(nèi)吸附量的變化差異曲線:

一段時間后，分子篩對氧的吸附達(dá)到平衡，根據(jù)碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對氧的吸附，這一過程為再生。根據(jù)再生壓力的不同，可分為真空再生和常壓再生。常壓再生利于分子篩的徹底再生，易于獲得高純度氣體。4、油水分離器、自動、手動排水雙向選擇、工作壓力可調(diào)，氣壓表顯示。

變壓吸附制氮機(簡稱PSA制氮機)是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計、制造的氮氣發(fā)生設(shè)備。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由全自動控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴(yán)格控制時序，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。

碳分子篩(CMS)的動態(tài)吸附量和分離系數(shù)的性能優(yōu)劣決定了制氮機的好壞。

高純氫氣發(fā)生器的特點

1、高純氫氣發(fā)生器 對配套設(shè)施要求低，只需220V交流電源即可工作。

2、 高純氫氣發(fā)生器操作簡單，打開電源即可產(chǎn)生氫氣。

3、 輸出壓力穩(wěn)定，數(shù)字顯示氣體流量，直觀。

4、 維護簡單，氫氣機第i一次加堿使用后，只需定期向電解池中補充蒸餾水。定期更換干燥管，無需拆卸箱體。

5、 高純氫氣發(fā)生器安全性高，儀器配有兩級過壓保護，當(dāng)壓力超過設(shè)定值，儀器自動切斷電路停止產(chǎn)氣。氣路中設(shè)有氣液分離器，保證液體不會進入氣相系統(tǒng)中。從而保證了使用堿性液體作為電解液的氣源安全性。

高純氮氣發(fā)生器工作原理

高純氮氣發(fā)生器以物理吸附法和電化學(xué)分離法相結(jié)合的原理直接從空氣中分離高純氮氣。

高純氮氣發(fā)生器根據(jù)電催化法進行空氣分離的原理制成，其中電解池是利用燃料電池的逆過程設(shè)計而成。作為壓力穩(wěn)定且純凈的原料空氣進入到電解池中，空氣中的氧在陰極被吸附而獲得電子，與水作用生成氫氧根離子，并遷移到陽極，**在陽極處失去電子析出氧氣，因此空氣中的氧不斷被分離。只留下氮氣隨氣路輸出。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點是流量大，實驗室級別產(chǎn)品一般在50L/min上下，并可隨意擴充，同時壽命長，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，且維護成本極低。

　　鋼瓶氮氣需要向氣體供應(yīng)商購買，一般采用深冷分離法從空氣中獲得，適合大規(guī)模工業(yè)制氮;氮氣發(fā)生器的種類、原理和結(jié)構(gòu)多種多樣，從原理上來講，一般分為三種，即：電解法、膜分離法，以及變壓吸附(PSA)&碳分子篩法。

　　一 電解法制氮

　　氮氣發(fā)生器使用電解法制氮原理的氮氣發(fā)生器，其主要特點就是儀器具有電解液儲液桶

　　其主要原理是：原料空氣進入到電解池中，空氣中的氧在陰極被附而獲得電子，與水作用生成氫氧根離子并遷移到陽極，在陽極處失去電子析出氧氣，因此空氣中的氧不斷被分離，只留下氮氣隨氣路被輸出。

氮氣發(fā)生器

　　二 膜分離法制氮

　　利用膜(中空纖維膜)分離法制氮的基本原理是：當(dāng)兩種或兩種以上的氣體混合物通過中空纖維膜時, 由于氣體在膜中的溶解度和擴散系數(shù)有差異, 因而這些氣體在膜中的相對滲透率是不同的。當(dāng)混合氣體在驅(qū)動力(膜兩側(cè)壓力差) 作用下通過中空纖維膜時, 滲透速率相對快的氣體, 如水、氫氣、硫i化氫、二氧化碳等, 快速透過膜進入膜的另一側(cè)。制氮機純度下降的原因和解決方案對于氮氣的純度高，一般需要達(dá)到99。

　　一般而言，采用膜分離制氮得到的氮氣純度<99.9%，可以用在一般的常量分析之中。

　　三 變壓吸附(PSA)&碳分子篩法制氮

　　1 變壓吸附的原理

　　氮氣發(fā)生器變壓吸附是用于分離混合氣體，提取某一氣體組分的技術(shù)，是指在系統(tǒng)溫度維持不變的情況下，通過升高或降低系統(tǒng)的壓力來不斷地改變吸附劑的吸附量從而達(dá)到組分分離的方法;主要體現(xiàn)在較高壓力下進行吸附，在較低壓力下(常壓或真空)使吸附的組分解吸出來，從而得到得到氣體產(chǎn)物。要使氨氣獲得充分分解，具備下列條件：1、及時充分地供給大量熱源。

　　2 變壓吸附用于氧氮分離

　　實驗室制氮過程中常使用分子篩作為變壓吸附中的吸附劑，因此有的廠家稱之為碳分子篩法。

　　制氮的基本過程為：

　　(1)在采用碳分子篩為吸附劑時，碳分子篩對氧氮的吸附速度相差很大。

　　(2)氮氣流出后，通過降低壓力，分子篩表面上被吸附的氧分子等被解吸排出，從而吸附劑得以再生。