销售咨询热线:
13181278603
技术文章
首页 > 技术中心 > 氮气发生器的三种原理你都知道吗

氮气发生器的三种原理你都知道吗

 发布时间:2021-08-23 点击量:3409
  氮气发生器是一种先进的气体分离技术,以优质进口碳分子筛(CMS)为吸附剂,采用常温下变压吸附原理(PSA)分离空气制取高纯度的氮气。
  氮气发生器的种类、原理和结构多种多样,从原理上来讲,一般分为三种,即:电解法、膜分离法,以及变压吸附(PSA)&碳分子筛法。
  一 电解法制氮
  使用电解法制氮原理的氮气发生器,其主要特点就是仪器具有电解液储液桶。
  其主要原理是:原料空气进入到电解池中,空气中的氧在阴极被附而获得电子,与水作用生成氢氧根离子并迁移到阳极,最后在阳极处失去电子析出氧气,因此空气中的氧不断被分离,只留下氮气随气路被输出。
  一般而言,加KOH液体(水)的电解法氮气发生器所产生的氮气中含水量高且带有一定腐蚀性,虽然气路出口具有净化装置,但是如果净化效果不佳或者净化装置失效,容易造成色谱仪不稳定,长时间使用还会造成色谱柱柱效降低等后果。因此,不建议使用该种原理产生的发生器来做气相色谱仪载气。
  二 膜分离法制氮
  利用膜(中空纤维膜)分离法制氮的基本原理是:当两种或两种以上的气体混合物通过中空纤维膜时, 由于气体在膜中的溶解度和扩散系数有差异, 因而这些气体在膜中的相对渗透率是不同的。当混合气体在驱动力(膜两侧压力差) 作用下通过中空纤维膜时, 渗透速率相对快的气体, 如水、氢气、硫化氢、二氧化碳等, 快速透过膜进入膜的另一侧。而渗透速率相对较慢的气体, 如甲烷、氮气、一氧化碳等, 则被膜滞留在这一侧而富集, 从而达到使混合气体分离的目的。
  三 变压吸附(PSA)&碳分子筛法制氮
  1 变压吸附的原理
  变压吸附是用于分离混合气体,提取某一气体组分的技术,是指在系统温度维持不变的情况下,通过升高或降低系统的压力来不断地改变吸附剂的吸附量从而达到组分分离的方法;主要体现在较高压力下进行吸附,在较低压力下(常压或真空)使吸附的组分解吸出来,从而得到得到气体产物。
  2 变压吸附用于氧氮分离
  实验室制氮过程中常使用分子筛作为变压吸附中的吸附剂,因此有的厂家称之为碳分子筛法。
  制氮的基本过程为:
  (1)在采用碳分子筛为吸附剂时,碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大。在高压下,空气进入碳分子筛后,在短时间内,氧的吸附速度大大超过氮的吸附速度(碳分子筛对二氧化碳等也有吸附能力),从而将气体由空气变成富氮的组分。
  (2)氮气流出后,通过降低压力,分子筛表面上被吸附的氧分子等被解吸排出,从而吸附剂得以再生。
  变压吸附方法制得的氮气的纯度在95. 0%~99. 9%之间,甚至可以得99 .9995 %以上纯度的氮气。一般而言,如果需要更高纯度的氮气则需增加氮气净化设备,并且在其他条件不变情况下(如输入气体量),氮气的纯度越高,氮气输出量则越小。
  最后,如果使用氮气发生器,尤其是高纯氮气发生器,应当做好入口空气的除油和除水。如果用户的除油和除水过滤器效果不佳,氮气发生器的分离膜或者碳分子筛的分离效果会随着使用年限的增加而慢慢失效。
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站