氮氣發生器按原理分為三種☁·✘,現簡單介紹如下☁·✘,供各位使用者參考☁▩:
1☁·✘,電化學法制氮₪•↟。在氫氣電解池的陰極(產氫氣一側)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☁·✘,完成氧化還原反應生產水☁·✘,宏觀上表現即為空氣中的氧氣被除去☁·✘,剩餘氮氣₪•↟。這種方法可以產出99.995%的氮氣☁·✘,但有幾個明顯的缺陷☁▩:一需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液☁·✘,這種強鹼溶液與氣體直接接觸☁·✘,對氣體質量有潛在影響☁·✘,並有隨氣路輸出的可能性;二單位成本高☁·✘,比如我公司生產的MNN-300型☁·✘,標稱產氮300ml/min☁·✘,實際穩定使用150ml/min☁·✘,不適合做大流量氮氣發生器;三反應過程只去除了空氣中的氧氣☁·✘,其它雜質氣體並沒有涉及☁·✘,並且反應過程對電解池製作技術要求很高☁·✘,不合適的電解池製作技術會造成氮氣純度數量級的降低₪•↟。這類氮氣發生器作為一種小流量氮氣來源☁·✘,總費用不過幾千元☁·✘,常被用於色譜載氣和小容量保護☁·✘,是一種低成本的解決方案;
2☁·✘,膜分離制氮₪•↟。高壓空氣透過中空纖維膜元件☁·✘,氮氣分子和氧氣分子的擴散速度差別積累☁·✘,在膜元件輸出端形成高純度的氮氣☁·✘,形成的產品氣純度可達99%☁·✘,氣體流量>5000ml/min☁·✘,並且可以累加使用☁·✘,不影響產品質量☁·✘,在不考慮其它限制條件的情況下☁·✘,氣體裝置可以無限擴充₪•↟。這種制氮方法膜分離制氮在工業上有不少的應用☁·✘,在實驗室主要用於對氣體純度要求不高的吹掃✘₪✘•、保護✘₪✘•、對氧氣的置換等₪•↟。這類發生器的主要優點是流量大☁·✘,實驗室級別產品一般在50L/min上下☁·✘,並可隨意擴充☁·✘,同時壽命長☁·✘,膜元件作為核心部件☁·✘,在空氣源穩定的情況下☁·✘,壽命可達10年☁·✘,且維護成本極低;缺點是氮氣純度不能達到高純級☁·✘,膜元件目前均為進口☁·✘,國內不能提供☁·✘,成本較高☁·✘,儀器價格也相對高₪•↟。我公司生產的氮氣發生器中☁·✘,型號末端帶M的即為膜分離制氮產品☁·✘,如MNN-5LM可供對氮氣使用量在幾升✘₪✘•、幾十升到幾百升每分鐘的使用者選用;膜分離氮氣發生器可以很好的適用液質聯用儀的用氮要求₪•↟。
3☁·✘,PSA變壓吸附制氮₪•↟。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☁·✘,實現分子篩線上再生☁·✘,整體表現即為儀器持續輸出高純氮氣₪•↟。這類發生器可根據需要☁·✘,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製☁·✘,PSA變壓吸附技術在工業中應用很廣泛☁·✘,已發展幾十年☁·✘,是很成熟的技術₪•↟。技術難點主要是分子篩柱填裝技術☁·✘,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☁·✘,微孔數量減少☁·✘,分子篩效能急劇降低₪•↟。