氮氣發(fā)生器是一種先進(jìn)的氣體分離技術(shù),以?xún)?yōu)質(zhì)進(jìn)口碳分子篩(CMS)為吸附劑,采用常溫下變壓吸附原理(PSA)分離空氣制取高純度的氮氣。氮氣發(fā)生器原理: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擴散速率較快,較多的進(jìn)入碳分子篩微孔,直徑較大的氣體分子(N2)擴散速率較慢,進(jìn)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,導致短時(shí)間內氧在吸附相富集,氮在氣體相富集,如此氧氮分離。小編來(lái)帶大家了解一下常見(jiàn)的兩種工作原理!
電化學(xué)法制氮
在氫氣電解池的陰極(產(chǎn)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(guān)燃料電池,完成氧化還原反應生產(chǎn)水,宏觀(guān)上表現即為空氣中的氧氣被除去,剩余氮氣。這種方法可以產(chǎn)出高99.995%的氮氣,但有幾個(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;三反應過(guò)程只去除了空氣中的氧氣,其它雜質(zhì)氣體并沒(méi)有涉及,并且反應過(guò)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(huì )造成氮氣純度數量級的降低。這類(lèi)氮氣發(fā)生器作為一種小流量氮氣來(lái)源,總費用不過(guò)幾千元,常被用于色譜載氣和小容量保護,是一種低成本的解決方案。
膜分離制氮
高壓空氣通過(guò)中空纖維膜組件,氮氣分子和氧氣分子的擴散速度差別積累,在膜組件輸出端形成高純度的氮氣,形成的產(chǎn)品氣純度高可達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(wú)限擴充。這種制氮方法膜分離制氮在工業(yè)上有不少的應用,在實(shí)驗室主要用于對氣體純度要求不特別高的吹掃、保護、對氧氣的置換等。