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氮氣發(fā)生器的應(yīng)用領(lǐng)域

更新時間:2022-02-18  |  點擊率:1088
氮氣發(fā)生器是一套能提取氮氣的設(shè)備,它主要應(yīng)用領(lǐng)域為:航空航天、核電核能、食品醫(yī)藥、石油化工、電子工業(yè)、材料工業(yè)、工和科學(xué)實驗等領(lǐng)域。為便于大家了解現(xiàn)狀,下面我來介紹幾種應(yīng)用于氣相色譜分析實驗的氮氣發(fā)生器原理,僅供大家參考。
 
 1、電化學(xué)法制氮;
 
  2、采用中空纖維膜分離法;
 
 3、變壓吸附制氮。
 
氮氣發(fā)生器采用電化學(xué)法制氮的發(fā)生器可以制取純氮、氧氣等氣體。它利用恒定電位電解法,采用微孔膜(例如石棉膜)作為兩電極的分隔板,多孔氣體擴散型氧電極為陰極,鎳網(wǎng)為陽極,且電極安裝是采用硬支撐結(jié)構(gòu)。該發(fā)生器可在氮、氧氣室壓差(1MPa)下穩(wěn)定工作,可避免陰極氫析出,保證產(chǎn)生氣體的純度氮。具體制取氮氣的方法是以空氣為原料將氣體送入有電解液的電解槽,在兩電極間加上電壓≤1.5V的直流電,此時在槽內(nèi)空氣中氧氣被吸收而獲得氮氣。其電解液采用“強制循環(huán)方式",由電磁泵帶動電解液在液路中循環(huán),提高了電解效率。
 
 這種方法可以產(chǎn)出高99.995%的氮氣,但有幾個明顯的缺陷:其一,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;其二,單位成本高,不適合做大流量氮氣發(fā)生器;其三,反應(yīng)過程只去除了空氣中的氧氣,其它雜質(zhì)氣體并沒有涉及,并且反應(yīng)過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)會造成氮氣純度數(shù)量級的降低。但是,這類氮氣發(fā)生器作為一種小流量氮氣來源,常被用于色譜載氣和小容量保護,總費用不過幾千元,是一種低成本的解決方案。
 
  兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時,由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數(shù)的差異,導(dǎo)致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據(jù)這一特性,可將氣體分為“快氣"和“慢氣"。
 
 當(dāng)混合氣體在驅(qū)動力——膜兩側(cè)壓差的作用下,滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜后在膜滲透側(cè)被富集,而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、一氧化碳、氬氣等則在滯留側(cè)被富集,從而達到混合氣體分離之目的。
 
  當(dāng)以加壓凈化空氣為氣源時,氮氣等惰性氣體被富集成高純度供生產(chǎn)應(yīng)用,由滲透側(cè)排空的為富氧空氣。氮膜系統(tǒng)可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上,可得到99.9%的純氮。
 
 這種制氮方法膜分離制氮在工業(yè)上有不少的應(yīng)用,在實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。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點是流量大,同時壽命長,且維護成本極低;缺點是氮氣純度不能達到高純級,膜組件目前均為進口,不能提供,成本較高,儀器價格也相對高。
 
 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(chǎn)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(chǎn)品氣為另一根解析,實現(xiàn)分子篩在線再生,整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮氣。
 
 這類發(fā)生器可根據(jù)需要,調(diào)節(jié)氮氣的純度和流量,可生產(chǎn)99.999%的氮氣產(chǎn)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(jù)每個需求具體定制,適用于各種氣相色譜檢測器。
 
 氮氣發(fā)生器特點
 
 1、程序控制。儀器的控制系統(tǒng)采用專用芯片。是全部工作過程均有程序控制完成。自動恒壓,恒流,氮氣流量可根據(jù)用量實現(xiàn)0-300ml/min全自動調(diào)節(jié)。
 
 2、工藝先進:電解池采用立式單液面雙陰極。膜分離技術(shù),催化層使用PCAN載體及貴金屬催化物,使電解池催化效率高,產(chǎn)氣量大,氮氣純度高,電解池出廠前經(jīng)過100小時以上高壓,大電流老化試驗,使電解池性能和工作狀態(tài)極為穩(wěn)定。
 
  3、三級催化,除電解池中兩級催化外另有第三極催化,催化劑選用新型貴金屬,使輸出的氮氣含氧量小于3ppm
 
 4、產(chǎn)氮濕度低。氮氣發(fā)生器采用了超高分子量滲透麼分離技術(shù)及有效的除濕裝置,因而降低了原始濕度,并能在停機后自動排出水分。采用了金屬聚合物除濕及兩級吸附,是氮氣純度大大提高。
 
  5、操作方便,免運輸鋼瓶之勞,省搬運鋼瓶之苦,使用是只需打開電源開關(guān)即可產(chǎn)氮,可連續(xù)使用,也可間斷使用,產(chǎn)氮量穩(wěn)定不衰減。
 
 6、安全可靠,配有安裝裝置,靈敏可靠。


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