氮(dan)氣(qi)發生器(qi)幾種(zhong)制氮(dan)原(yuan)理(li)

氮(dan)氣(qi)發生器(qi)是壹(yi)套能提取(qu)氮(dan)氣(qi)的(de)設備，它主(zhu)要(yao)應用(yong)領(ling)域(yu)為(wei)：航(hang)空航(hang)天(tian)、核(he)電核(he)能、食品(pin)醫藥(yao)、石(shi)油(you)化(hua)工、電(dian)子(zi)工業(ye)、材料工業(ye)、國(guo)防(fang)jun工和(he)科(ke)學(xue)實(shi)驗等(deng)領(ling)域(yu)。為(wei)便於(yu)大(da)家了解現狀(zhuang)，下(xia)面(mian)我(wo)來介紹(shao)幾(ji)種(zhong)應用(yong)於(yu)氣(qi)相(xiang)色(se)譜(pu)分析(xi)實(shi)驗的(de)氮(dan)氣(qi)發生器(qi)原(yuan)理(li)，僅供(gong)大家(jia)參(can)考(kao)。

1、電化(hua)學(xue)法制氮(dan)；

2、采(cai)用(yong)中(zhong)空纖(xian)維膜分(fen)離法；

3、PSA變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)制氮(dan)。

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電化(hua)學(xue)法制氮(dan)（需“加液(ye)"）

采(cai)用(yong)電(dian)化(hua)學(xue)法制氮(dan)的發生器(qi)可(ke)以制取(qu)純(chun)氮(dan)、氧氣(qi)等(deng)氣(qi)體(ti)。它利(li)用(yong)恒定(ding)電位(wei)電解法，采(cai)用(yong)微孔膜（例(li)如石(shi)棉(mian)膜）作為(wei)兩(liang)電(dian)極的分(fen)隔(ge)板(ban)，多孔氣(qi)體(ti)擴散型(xing)氧電(dian)極為(wei)陰(yin)極，鎳(nie)網(wang)為(wei)陽極，且(qie)電極安(an)裝(zhuang)是采(cai)用(yong)硬(ying)支撐結構(gou)。該發生器(qi)可(ke)在(zai)氮(dan)、氧氣(qi)室(shi)壓(ya)差（1MPa）下穩(wen)定(ding)工作(zuo)，可(ke)避免陰(yin)極氫(qing)析(xi)出(chu)，保證產(chan)生(sheng)氣(qi)體(ti)的(de)純(chun)度(du)氮(dan)。具體制取(qu)氮(dan)氣(qi)的(de)方(fang)法是以空氣(qi)為(wei)原(yuan)料將氣(qi)體(ti)送(song)入(ru)有電解液(ye)的電解槽(cao)，在(zai)兩(liang)電(dian)極間加(jia)上(shang)電壓(ya)≤1.5V的(de)直(zhi)流電，此時在(zai)槽(cao)內空氣(qi)中(zhong)氧氣(qi)被吸(xi)收而獲得(de)氮(dan)氣(qi)。其(qi)電(dian)解液(ye)采(cai)用(yong)“強制循環(huan)方式"，由電(dian)磁(ci)泵(beng)帶(dai)動(dong)電(dian)解液(ye)在(zai)液(ye)路中(zhong)循環(huan)，提高(gao)了(le)電解效率(lv)。

這種(zhong)方法可(ke)以產(chan)出(chu)*高(gao)99.995%的(de)氮(dan)氣(qi)，但(dan)有幾(ji)個明(ming)顯的缺陷(xian)：其(qi)壹(yi)，需用(yong)到(dao)高(gao)濃(nong)度(du)氫(qing)氧化(hua)鉀(jia)溶(rong)液(ye)做電解液(ye)，這種(zhong)強堿溶(rong)液(ye)與氣(qi)體(ti)直(zhi)接接觸(chu)，對(dui)氣(qi)體(ti)質(zhi)量有潛在(zai)影(ying)響(xiang)，並(bing)有隨氣(qi)路輸(shu)出(chu)的可(ke)能性；其(qi)二(er)，單位(wei)成本(ben)高(gao)，不(bu)適合(he)做大(da)流量氮(dan)氣(qi)發生器(qi)；其三，反(fan)應過(guo)程(cheng)只去除(chu)了空氣(qi)中(zhong)的(de)氧氣(qi)，其(qi)它雜(za)質(zhi)氣(qi)體(ti)並(bing)沒有涉(she)及(ji)，並(bing)且(qie)反應過(guo)程(cheng)對(dui)電解池(chi)制作(zuo)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu)很(hen)高(gao)，不(bu)合(he)適的電解池(chi)制作(zuo)技(ji)術(shu)會(hui)造成氮(dan)氣(qi)純(chun)度(du)數量級(ji)的降低。但(dan)是，這類氮(dan)氣(qi)發生器(qi)作為(wei)壹(yi)種(zhong)小流(liu)量氮(dan)氣(qi)來(lai)源，常被用(yong)於(yu)色(se)譜(pu)載氣(qi)和(he)小(xiao)容(rong)量保護(hu)，總(zong)費用(yong)不(bu)過(guo)幾千(qian)元，是壹(yi)種(zhong)低成本(ben)的(de)解決方案(an)。

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采(cai)用(yong)中(zhong)空纖(xian)維膜法（無(wu)需“加液(ye)"）

兩(liang)種(zhong)或兩(liang)種(zhong)以上的(de)氣(qi)體(ti)混(hun)合(he)通(tong)過高(gao)分(fen)子膜時，由(you)於(yu)各(ge)種(zhong)氣(qi)體(ti)在(zai)膜(mo)中的溶(rong)解度(du)和(he)擴散系(xi)數的(de)差異(yi)，導(dao)致不(bu)同氣(qi)體(ti)在(zai)膜(mo)中相對(dui)滲透(tou)速(su)率(lv)有(you)所(suo)不(bu)同。根據這壹(yi)特性，可(ke)將(jiang)氣(qi)體(ti)分(fen)為(wei)“快(kuai)氣(qi)"和(he)“慢氣(qi)"。

當混合(he)氣(qi)體(ti)在(zai)驅(qu)動(dong)力——膜兩(liang)側(ce)壓(ya)差的作(zuo)用(yong)下(xia)，滲(shen)透(tou)速(su)率(lv)相(xiang)對(dui)較快(kuai)的氣(qi)體(ti)和(he)水、氧、二(er)氧化(hua)碳(tan)等透(tou)過(guo)膜(mo)後(hou)在(zai)膜(mo)滲透(tou)側(ce)被富(fu)集(ji)，而滲(shen)透(tou)速(su)率(lv)相(xiang)對(dui)較慢的氣(qi)體(ti)如氮(dan)氣(qi)、壹(yi)氧化(hua)碳(tan)、氬(ya)氣(qi)等(deng)則(ze)在(zai)滯(zhi)留側被富(fu)集(ji)，從而達(da)到混(hun)合(he)氣(qi)體(ti)分(fen)離(li)之目的。

當以加壓(ya)凈(jing)化(hua)空氣(qi)為(wei)氣(qi)源時，氮(dan)氣(qi)等(deng)惰性氣(qi)體(ti)被富(fu)集(ji)成高(gao)純(chun)度(du)供(gong)生產(chan)應用(yong)，由(you)滲(shen)透(tou)側(ce)排(pai)空的(de)為(wei)富氧空氣(qi)。氮(dan)膜系統(tong)可(ke)將(jiang)廉價(jia)的空氣(qi)中(zhong)氮(dan)從78%提高(gao)到(dao)95%以上，*高(gao)可(ke)得(de)到(dao)99.9%的純氮(dan)。

這種(zhong)制氮(dan)方法膜(mo)分(fen)離制氮(dan)在(zai)工業(ye)上(shang)有(you)不(bu)少(shao)的應用(yong)，在(zai)實(shi)驗室(shi)主(zhu)要用(yong)於(yu)對(dui)氣(qi)體(ti)純(chun)度(du)要(yao)求(qiu)不(bu)特別(bie)高(gao)的(de)吹掃(sao)、保護(hu)、對(dui)氧氣(qi)的(de)置(zhi)換(huan)等。這類發生器(qi)的主(zhu)要(yao)優(you)點(dian)是流量大，同時壽(shou)命(ming)長(chang)，且(qie)維護(hu)成(cheng)本(ben)極低；缺點是氮(dan)氣(qi)純(chun)度(du)不(bu)能達到(dao)高(gao)純(chun)級(ji)，膜組(zu)件(jian)目(mu)前均為(wei)進口(kou)，國(guo)內不能提供(gong)，成本(ben)較(jiao)高(gao)，儀(yi)器價(jia)格也(ye)相(xiang)對(dui)高(gao)。

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PSA變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)制氮(dan)（無(wu)需“加液(ye)"）

利用(yong)氮(dan)氣(qi)與其(qi)它氣(qi)體(ti)分(fen)子(zi)在(zai)分(fen)子篩中(zhong)的吸(xi)附(fu)能力差異(yi)，形(xing)成濃(nong)度(du)差異(yi)的(de)積(ji)累，在(zai)分(fen)子篩柱(zhu)末端產(chan)出(chu)高(gao)純(chun)度(du)氮(dan)氣(qi)。同(tong)時(shi)利(li)用(yong)兩(liang)根分子(zi)篩柱(zhu)，壹(yi)根吸(xi)附(fu)的同(tong)時(shi)引(yin)出(chu)壹(yi)部(bu)分產(chan)品(pin)氣(qi)為(wei)另壹(yi)根解析(xi)，實(shi)現(xian)分子篩在(zai)線(xian)再(zai)生(sheng)，整體表(biao)現(xian)即為(wei)儀器(qi)持(chi)續(xu)輸(shu)出(chu)高(gao)純(chun)氮(dan)氣(qi)。

這類發生器(qi)可(ke)根據需要，調(tiao)節氮(dan)氣(qi)的(de)純(chun)度(du)和(he)流(liu)量，*高(gao)可(ke)生(sheng)產(chan)99.999%的(de)氮(dan)氣(qi)產(chan)品(pin)，流(liu)量可(ke)從幾百(bai)毫升到(dao)幾(ji)十升到(dao)幾立(li)方(fang)每(mei)分鐘，純度(du)大(da)小(xiao)配置(zhi)靈(ling)活(huo)，可(ke)根據每(mei)個需求(qiu)具(ju)體定(ding)制，適用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)氣(qi)相(xiang)色(se)譜(pu)檢(jian)測(ce)器。

如上(shang)所(suo)述(shu)，采(cai)用(yong)PSA變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)制氮(dan)技(ji)術(shu)的(de)氮(dan)氣(qi)發生器(qi)優於(yu)采(cai)用(yong)電(dian)化(hua)學(xue)分離法和(he)物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)法以及中(zhong)空纖(xian)維膜法的(de)氮(dan)氣(qi)發生器(qi)。它可(ke)以應用(yong)於(yu)國(guo)內外各(ge)種(zhong)不同(tong)類型(xing)的(de)氣(qi)相(xiang)色(se)譜(pu)儀用(yong)作(zuo)載氣(qi)，是壹(yi)款性能優良(liang)，維護(hu)方(fang)便的新(xin)壹(yi)代氮(dan)氣(qi)發生器(qi)，具有(you)世(shi)界*水平。