氮?dú)獍l(fā)生器的工作原理
氮?dú)獍l(fā)生器的工作原理
制氮機(jī)的工作原理分為三種,1.電化學(xué)制氮法; 2、膜分離制氮; 3、PSA變壓吸附制氮,下面為大家詳細(xì)講解:
制氮機(jī)的工作原理\n1.電化學(xué)法制氮
高壓空氣進(jìn)入氫氣電解槽的陰極(產(chǎn)生氫氣的一側(cè))。在催化劑的作用下,氫氣和氧氣形成微型燃料電池,完成氧化還原反應(yīng)生成水。宏觀表現(xiàn)是除去空氣中的氧氣,留下氮?dú)狻_@種方法可以產(chǎn)生99.995%的氮?dú)?,但有幾個(gè)明顯的缺點(diǎn):需要使用高濃度氫氧化鉀溶液作為電解液。這種強(qiáng)堿性溶液與氣體直接接觸,對(duì)氣體質(zhì)量有潛在影響。 , 且有氣路輸出的可能;二、單位成本高;三反應(yīng)過(guò)程只去除空氣中的氧氣,不涉及其他雜質(zhì)氣體,反應(yīng)過(guò)程對(duì)電解槽生產(chǎn)技術(shù)要求高,不當(dāng)?shù)碾娊獠壑圃旒夹g(shù)會(huì)導(dǎo)致氮?dú)饧兌冉档蛶讉€(gè)數(shù)量級(jí)。這類制氮機(jī)是低流量制氮源,總成本只有幾千元。常用于色譜載氣和小容量保護(hù)。這是一個(gè)低成本的解決方案。
2、膜分離制氮
高壓空氣通過(guò)中空纖維膜組件,氮和氧分子擴(kuò)散速度的差異累積,在膜組件的輸出端形成高純氮?dú)?,形成的產(chǎn)品氣體純度可達(dá)99 %。氣體流量>5000ml/min,可累計(jì)使用,不影響產(chǎn)品質(zhì)量。氣體裝置可以無(wú)限膨脹,無(wú)需考慮其他限制條件。這種制氮方法膜分離制氮在工業(yè)上有很多應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)室中,主要用于氣體純度要求不高的氧氣的吹掃、保護(hù)和置換。
這種發(fā)電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是流量大。實(shí)驗(yàn)室級(jí)產(chǎn)品一般在50L/min左右,可以隨意擴(kuò)容。同時(shí),它們的壽命很長(zhǎng)。膜組件是核心部件,壽命可達(dá)氣源穩(wěn)定時(shí)。 10年,維護(hù)成本極低;缺點(diǎn)是氮?dú)饧兌冗_(dá)不到高純水平,膜組件目前為進(jìn)口,國(guó)內(nèi)無(wú)法提供,成本較高,儀器價(jià)格較高。
3、PSA變壓吸附制氮
利用分子篩中氮?dú)馀c其他氣體分子吸附能力的差異,形成濃度差的累積,在分子篩柱的末端產(chǎn)生高純氮?dú)?。同時(shí)使用了兩個(gè)分子篩柱。分篩在線再生,綜合性能是儀器持續(xù)輸出高純氮?dú)狻?/span>
該型發(fā)生器可根據(jù)需要調(diào)節(jié)氮?dú)饧兌群土髁?,可生產(chǎn)99.999%的氮?dú)猱a(chǎn)品。流量可以從每分鐘幾百毫升到幾十升到幾立方米。發(fā)生器的純度和尺寸可靈活配置。需要特定的定制。主要技術(shù)難點(diǎn)是分子篩柱填料技術(shù)。如果分子篩不裝填,會(huì)導(dǎo)致分子篩在氣體高低壓頻繁變化中相互摩擦而粉化,微孔數(shù)量減少,分子篩性能急劇下降。
制氮機(jī)主要特點(diǎn):
1、程序控制
制氮機(jī)控制系統(tǒng)采用專用芯片。所有工作過(guò)程均在程序控制下完成。自動(dòng)恒壓、恒流,氮?dú)饬髁靠筛鶕?jù)用量從0-300ml/min自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2. 先進(jìn)技術(shù)
電解槽采用立式單液面雙陰極。新型膜分離技術(shù),催化層采用PCAN載體和貴金屬催化劑,使電解槽催化效率高,產(chǎn)氣量大,氮?dú)饧兌雀摺k娊獠鄢鰪S前經(jīng)過(guò)100小時(shí)以上的高壓大電流老化測(cè)試,電解槽性能穩(wěn)定。工作狀態(tài)極其穩(wěn)定。
3. 三段催化
電解槽中除了二級(jí)催化外,還有三級(jí)催化。該催化劑采用新型貴金屬,使輸出氮氧含量小于3ppm。
4、制氮濕度低。
制氮機(jī)采用超高分子量滲透分離技術(shù)和有效的除濕裝置,降低原有濕度,停機(jī)后可自動(dòng)排水。制氮機(jī)采用金屬聚合物除濕和二級(jí)吸附,大大提高了氮?dú)獾募兌取?/span>
5、操作方便
免去搬運(yùn)鋼瓶的勞動(dòng),省去搬運(yùn)鋼瓶的痛苦。只需打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)即可用于制氮。可連續(xù)或間歇使用,產(chǎn)氮量穩(wěn)定不衰減。
6、制氮機(jī)**可靠。
配有安裝裝置,靈敏可靠。
氮?dú)獍l(fā)生器對(duì)色譜和質(zhì)譜有什么影響?
氮?dú)獍l(fā)生器對(duì)色譜圖的影響常常被忽視,即發(fā)生器中的開(kāi)關(guān)電源會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓造成一定的干擾(壓縮機(jī)的啟停也會(huì)),所以色譜儀必須穩(wěn)定電源當(dāng)然,很少有用戶不需要穩(wěn)壓電源。
對(duì)于色譜,氮?dú)獍l(fā)生器產(chǎn)生氮?dú)夂?,需要進(jìn)行脫水脫氧(加脫水脫氧管),否則會(huì)損壞ECD檢測(cè)器。
對(duì)于質(zhì)譜分析,國(guó)產(chǎn)制氮機(jī)達(dá)不到高流速,所以現(xiàn)在,許多人仍然使用液氮罐來(lái)支持 LC/MS 所需的氮?dú)饬髁俊?/span>
值得提醒的是,氮?dú)獍l(fā)生器只能收集實(shí)驗(yàn)室內(nèi)或非??拷鼘?shí)驗(yàn)室的空氣作為來(lái)源,而且實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣經(jīng)常受到污染,有機(jī)溶劑的含量是由于預(yù)實(shí)驗(yàn)的處理工藝等原因(除GC針頭清洗溶劑揮發(fā)和液相流動(dòng)相揮發(fā)外)難免超標(biāo)。
制氮機(jī)以空氣為原料,碳分子篩為吸附劑,利用變壓吸附原理,通過(guò)碳分子篩選擇性吸附氧和氮來(lái)分離氮和氧,俗稱PSA氮?dú)?。與傳統(tǒng)制氮方法相比,制氮機(jī)工藝流程簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,產(chǎn)氣快(15-30分鐘),能耗低,產(chǎn)品純度可根據(jù)用戶在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)需求、運(yùn)行維護(hù)方便、運(yùn)行成本低、裝置適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),在1000Nm3/h以下制氮機(jī)中頗具競(jìng)爭(zhēng)力,越來(lái)越受到中小型制氮用戶的青睞。制氮機(jī)已成為中小型制氮機(jī)。用戶的理想方法。