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氮?dú)獍l(fā)生器制氮的原理及分類

更新時(shí)間:2017-11-28點(diǎn)擊次數(shù):2074
   氮?dú)獍l(fā)生器制氮的原理及分類 
  氮?dú)馐莦ui常用的惰性氣體,價(jià)格低廉,易制無毒,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)鈦碓粗饕腥N,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;氮?dú)獍l(fā)生器為現(xiàn)場制氮,多為小型氣站或者實(shí)驗(yàn)室儀器或小型生產(chǎn)線單*對一配套,使用靈活費(fèi)用可控,對運(yùn)輸和保存沒有特殊要求,為越來越多的實(shí)驗(yàn)室用戶選擇。
  氮?dú)獍l(fā)生器按原理分為三種,現(xiàn)簡單介紹如下,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zui高99.995%的氮?dú)猓袔讉€(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,比如我公司生產(chǎn)的XYN-300型,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)過程只去除了空氣中的氧氣,其它雜質(zhì)氣體并沒有涉及,并且反應(yīng)過程對電解池制作技術(shù)要求很高,不合適的電解池制作技術(shù)會造成氮?dú)饧兌葦?shù)量級的降低。這類氮?dú)獍l(fā)生器作為一種小流量氮?dú)鈦碓?,總費(fèi)用不過幾千元,常被用于色譜載氣和小容量保護(hù),是一種低成本的解決方案;
  2,膜分離制氮。高壓空氣通過中空纖維膜組件,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)?,zui終形成的產(chǎn)品氣純度zui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)室主要用于對氣體純度要求不特別高的吹掃、保護(hù)、對氧氣的置換等。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點(diǎn)是流量大,實(shí)驗(yàn)室級別產(chǎn)品一般在50L/min上下,并可隨意擴(kuò)充,同時(shí)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(hù)成本極低;缺點(diǎn)是氮?dú)饧兌炔荒苓_(dá)到高純級,膜組件目前均為進(jìn)口,國內(nèi)不能提供,成本較高,儀器價(jià)格也相對高。我公司生產(chǎn)的氮?dú)獍l(fā)生器中,型號末端帶M的,例如XYN-30LMGC即為膜分離制氮產(chǎn)品,可供對氮?dú)馐褂昧吭趲咨资綆装偕糠昼姷挠脩暨x用;
  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)?。同時(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)?。這類發(fā)生器可根據(jù)需要,調(diào)節(jié)氮?dú)獾募兌群土髁浚瑉ui高可生產(chǎn)99.999%的氮?dú)猱a(chǎn)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(jù)每個(gè)需求具體定制,PSA變壓吸附技術(shù)在工業(yè)中應(yīng)用很廣泛,已發(fā)展幾十年,是很成熟的技術(shù)。技術(shù)難點(diǎn)主要是分子篩柱填裝技術(shù),分子篩填裝不好,會造成分子篩在氣體高低壓頻繁變化中互相摩擦碰撞粉化,微孔數(shù)量減少,分子篩性能急劇降低。上海析友分析儀器有限公司生產(chǎn)的PSA變壓吸附氮?dú)獍l(fā)生器產(chǎn)品,使用流行的暴風(fēng)雪填裝法,同時(shí)配合內(nèi)筒恒壓閥和中部均壓技術(shù),分子篩壽命長,針對實(shí)驗(yàn)室需求開發(fā)出多種型號,可供對純度和流量都有較高要求的中客戶選用。
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