氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)的應(ying)用領(ling)域(yu)

氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)是壹(yi)套能提取(qu)氮氣(qi)的設(she)備，它(ta)主要(yao)應(ying)用領(ling)域(yu)為：航空航天(tian)、核電(dian)核能、食(shi)品醫(yi)藥(yao)、石(shi)油化(hua)工、電(dian)子工(gong)業、材(cai)料(liao)工(gong)業(ye)、工(gong)和科學(xue)實(shi)驗(yan)等領域。為(wei)便(bian)於(yu)大(da)家了解現狀，下面我(wo)來(lai)介(jie)紹(shao)幾(ji)種應(ying)用於(yu)氣(qi)相色(se)譜(pu)分(fen)析(xi)實(shi)驗(yan)的氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)原(yuan)理，僅(jin)供(gong)大(da)家參考(kao)。

 

 1、電(dian)化(hua)學法(fa)制(zhi)氮；

 

  2、采(cai)用中(zhong)空(kong)纖維(wei)膜分(fen)離(li)法；

 

 3、變壓吸附(fu)制(zhi)氮。

 

氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)采用電(dian)化(hua)學法(fa)制(zhi)氮的發(fa)生器(qi)可以(yi)制(zhi)取(qu)純(chun)氮、氧氣(qi)等氣(qi)體。它(ta)利(li)用恒(heng)定(ding)電(dian)位電(dian)解法，采用微(wei)孔(kong)膜（例如石棉(mian)膜）作(zuo)為兩(liang)電(dian)極的分(fen)隔(ge)板，多(duo)孔氣(qi)體擴(kuo)散(san)型(xing)氧電(dian)極為陰(yin)極，鎳網(wang)為(wei)陽極，且電(dian)極安裝是(shi)采(cai)用硬(ying)支(zhi)撐結構(gou)。該發生器(qi)可在氮、氧氣(qi)室壓(ya)差（1MPa）下穩(wen)定(ding)工作(zuo)，可避(bi)免陰(yin)極氫析出，保(bao)證(zheng)產生氣(qi)體的純(chun)度(du)氮。具體(ti)制(zhi)取(qu)氮氣(qi)的方(fang)法是(shi)以空(kong)氣(qi)為原(yuan)料(liao)將(jiang)氣(qi)體送(song)入有(you)電(dian)解液(ye)的電(dian)解槽(cao)，在兩(liang)電(dian)極間加(jia)上電(dian)壓≤1.5V的直(zhi)流(liu)電(dian)，此時(shi)在槽(cao)內(nei)空(kong)氣(qi)中氧氣(qi)被(bei)吸收(shou)而獲得氮氣(qi)。其(qi)電(dian)解液(ye)采用“強(qiang)制(zhi)循環方式(shi)"，由電(dian)磁泵(beng)帶動(dong)電(dian)解液(ye)在液(ye)路(lu)中循環，提高(gao)了電(dian)解效率。

 

 這種(zhong)方(fang)法(fa)可以(yi)產出高99.995%的氮氣(qi)，但(dan)有(you)幾(ji)個明(ming)顯的缺陷(xian)：其(qi)壹(yi)，需用到(dao)高(gao)濃度(du)氫(qing)氧化(hua)鉀(jia)溶液(ye)做電(dian)解液(ye)，這種(zhong)強(qiang)堿(jian)溶液(ye)與(yu)氣(qi)體直(zhi)接接觸(chu)，對(dui)氣(qi)體質量有潛在影(ying)響(xiang)，並有(you)隨(sui)氣(qi)路(lu)輸(shu)出的可能性；其(qi)二(er)，單位成本(ben)高(gao)，不(bu)適(shi)合(he)做(zuo)大(da)流(liu)量氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)；其(qi)三(san)，反應過程只(zhi)去除了空氣(qi)中的氧氣(qi)，其(qi)它(ta)雜(za)質氣(qi)體並沒有涉及(ji)，並且反應過程對(dui)電(dian)解池制(zhi)作(zuo)技術(shu)要(yao)求很(hen)高(gao)，不(bu)合適(shi)的電(dian)解池制(zhi)作(zuo)技術(shu)會造成氮氣(qi)純(chun)度(du)數(shu)量級的降低(di)。但(dan)是(shi)，這類氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)作(zuo)為壹(yi)種小(xiao)流(liu)量氮氣(qi)來源(yuan)，常(chang)被(bei)用於(yu)色(se)譜(pu)載氣(qi)和小(xiao)容量保(bao)護(hu)，總費(fei)用不(bu)過幾(ji)千元(yuan)，是(shi)壹(yi)種低(di)成本(ben)的解決方案。

 

  兩(liang)種或兩(liang)種以上的氣(qi)體混(hun)合(he)通(tong)過高(gao)分(fen)子(zi)膜時(shi)，由於(yu)各(ge)種氣(qi)體在膜中的溶解度(du)和擴(kuo)散(san)系(xi)數(shu)的差異(yi)，導致不(bu)同(tong)氣(qi)體在膜中相對(dui)滲(shen)透(tou)速率有(you)所(suo)不(bu)同(tong)。根據這壹(yi)特性，可將(jiang)氣(qi)體分(fen)為(wei)“快氣(qi)"和“慢氣(qi)"。

 

 當混(hun)合(he)氣(qi)體在驅(qu)動(dong)力——膜(mo)兩(liang)側壓差的作(zuo)用下(xia)，滲(shen)透(tou)速率相(xiang)對較快的氣(qi)體和水、氧、二(er)氧化(hua)碳等(deng)透(tou)過(guo)膜(mo)後(hou)在膜滲(shen)透(tou)側(ce)被(bei)富(fu)集(ji)，而滲(shen)透(tou)速率相(xiang)對較慢的氣(qi)體如氮氣(qi)、壹(yi)氧化(hua)碳、氬(ya)氣(qi)等則(ze)在滯留側被(bei)富(fu)集(ji)，從而(er)達到(dao)混(hun)合(he)氣(qi)體分(fen)離(li)之目的。

 

  當以(yi)加壓(ya)凈(jing)化(hua)空氣(qi)為氣(qi)源時(shi)，氮氣(qi)等惰(duo)性(xing)氣(qi)體被(bei)富(fu)集(ji)成高純(chun)度(du)供(gong)生(sheng)產應用，由(you)滲(shen)透(tou)側(ce)排(pai)空(kong)的為(wei)富(fu)氧空(kong)氣(qi)。氮膜(mo)系(xi)統(tong)可將(jiang)廉(lian)價(jia)的空(kong)氣(qi)中氮從(cong)78%提(ti)高到(dao)95%以(yi)上，可得到(dao)99.9%的純(chun)氮。

 

 這種(zhong)制(zhi)氮方(fang)法(fa)膜分(fen)離(li)制(zhi)氮在工業上有(you)不(bu)少(shao)的應(ying)用，在實(shi)驗(yan)室主要用於(yu)對(dui)氣(qi)體純(chun)度(du)要(yao)求不(bu)特別高的吹(chui)掃(sao)、保(bao)護(hu)、對氧氣(qi)的置(zhi)換等(deng)。這類發生(sheng)器(qi)的主(zhu)要優點(dian)是流(liu)量大(da)，同(tong)時(shi)壽命長，且維護(hu)成本(ben)極低(di)；缺點(dian)是(shi)氮氣(qi)純(chun)度(du)不(bu)能達到(dao)高純(chun)級，膜(mo)組(zu)件(jian)目前均(jun)為進(jin)口，不(bu)能提供(gong)，成本(ben)較(jiao)高，儀器(qi)價格(ge)也相對(dui)高。

 

 利(li)用氮氣(qi)與(yu)其(qi)它(ta)氣(qi)體分(fen)子(zi)在分(fen)子(zi)篩中(zhong)的吸附(fu)能力差異(yi)，形成濃度(du)差異(yi)的積(ji)累，在分(fen)子(zi)篩柱(zhu)末(mo)端產出高純(chun)度(du)氮氣(qi)。同(tong)時(shi)利用兩(liang)根分(fen)子(zi)篩柱(zhu)，壹(yi)根吸附(fu)的同(tong)時(shi)引出壹(yi)部(bu)分(fen)產品氣(qi)為另(ling)壹(yi)根解析，實(shi)現(xian)分(fen)子(zi)篩在線再生，整(zheng)體表現(xian)即(ji)為(wei)儀器(qi)持續(xu)輸(shu)出高純(chun)氮氣(qi)。

 

 這類發生(sheng)器(qi)可根據需(xu)要，調節氮氣(qi)的純(chun)度(du)和流(liu)量，可生(sheng)產99.999%的氮氣(qi)產品，流(liu)量可從(cong)幾(ji)百毫(hao)升(sheng)到(dao)幾(ji)十升(sheng)到(dao)幾(ji)立(li)方(fang)每(mei)分(fen)鐘，純(chun)度(du)大(da)小(xiao)配置(zhi)靈(ling)活(huo)，可根據每(mei)個需(xu)求具體(ti)定(ding)制(zhi)，適(shi)用於(yu)各(ge)種氣(qi)相色(se)譜(pu)檢測器(qi)。

 

 氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)特點(dian)

 

 1、程(cheng)序(xu)控制(zhi)。儀器(qi)的控制(zhi)系(xi)統(tong)采用專(zhuan)用芯片(pian)。是全(quan)部(bu)工作(zuo)過程均(jun)有程(cheng)序(xu)控制(zhi)完(wan)成。自動(dong)恒壓(ya)，恒流(liu)，氮氣(qi)流(liu)量可根據用量實(shi)現(xian)0-300ml/min全自動(dong)調節。

 

 2、工(gong)藝(yi)先進(jin)：電(dian)解池采用立(li)式(shi)單液(ye)面雙陰(yin)極。膜分(fen)離(li)技術(shu)，催化(hua)層使用PCAN載(zai)體(ti)及(ji)貴金(jin)屬催化(hua)物，使電(dian)解池催化(hua)效率高(gao)，產氣(qi)量大(da)，氮氣(qi)純(chun)度(du)高(gao)，電(dian)解池出廠前經(jing)過(guo)100小(xiao)時(shi)以上高(gao)壓(ya)，大(da)電(dian)流(liu)老(lao)化(hua)試驗(yan)，使電(dian)解池性能和工作(zuo)狀態極為穩(wen)定(ding)。

 

  3、三(san)級催化(hua)，除電(dian)解池中兩(liang)級催化(hua)外(wai)另有(you)第三(san)極催化(hua)，催化(hua)劑選(xuan)用新(xin)型(xing)貴金(jin)屬，使輸(shu)出的氮氣(qi)含氧量小(xiao)於(yu)3ppm

 

 4、產氮濕度(du)低(di)。氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)采用了超高(gao)分(fen)子(zi)量滲(shen)透(tou)麼(me)分(fen)離(li)技術(shu)及(ji)有效(xiao)的除(chu)濕裝置(zhi)，因(yin)而降低(di)了原(yuan)始(shi)濕度(du)，並能在停(ting)機後自動(dong)排出水分(fen)。采(cai)用了金(jin)屬聚(ju)合(he)物(wu)除(chu)濕及(ji)兩(liang)級吸附(fu)，是氮氣(qi)純(chun)度(du)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。

 

  5、操(cao)作(zuo)方便，免(mian)運輸(shu)鋼(gang)瓶之勞(lao)，省搬運鋼瓶之苦(ku)，使用是(shi)只(zhi)需打(da)開電(dian)源開關即(ji)可產氮，可連(lian)續使用，也(ye)可間斷(duan)使用，產氮量穩(wen)定(ding)不(bu)衰減。

 

 6、安(an)全(quan)可靠(kao)，配有安(an)裝裝(zhuang)置(zhi)，靈(ling)敏可靠(kao)。