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高純氮氣發(fā)生器的制氮原理

高純氮氣發(fā)生器是科研實驗室常見的通用儀器設(shè)備，采用色譜分離方法技術(shù)可以連續(xù)產(chǎn)生高純度的氮氣，將空氣壓縮泵供給的氣體導(dǎo)入分子篩，氧氣、二氧化碳、水份及其他雜質(zhì)在通過分子篩除去，只允許氮氣通過分子篩并進(jìn)入蓄氣池，在儲氣罐里調(diào)節(jié)合適的壓力和流速后就可以直接使用。分子篩筒采用自動可再生裝置，分子篩無需進(jìn)行更換。
1.PSA變壓吸附制氮。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。
2.電化學(xué)法制氮。在氫氣電解池的陰*(產(chǎn)氫氣一側(cè))通入高壓空氣，在催化劑作用下，氫氣和氧氣形成微觀燃料電池，完成氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)水，宏觀上表現(xiàn)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。這類氮氣發(fā)生器作為一種小流量氮氣來源，總費用不過幾千元，常被用于色譜載氣和小容量保護(hù)，是一種低成本的解決方案；
3.膜分離制氮。高壓空氣通過中空纖維膜組件，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，*終形成的產(chǎn)品氣純度*高可達(dá)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，氣體裝置可以無限擴充。
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(hù)、對氧氣的置換等。
高純氮氣發(fā)生器的主要優(yōu)點是流量大，實驗室級別產(chǎn)品一般在50L/min上下，并可隨意擴充，同時壽命長，膜組件作為核心部件，在空氣源穩(wěn)定的情況下，壽命可達(dá)10年，且維護(hù)成本*低；缺點是氮氣純度不能達(dá)到高純級，膜組件目前均為進(jìn)口，國內(nèi)不能提供，成本較高，儀器價格也相對高。