高纯度氮气发生器

 高纯度氮气发生器三大工作原理：
氮气发生器按原理分为三种：
1.电化学发制氮。在氢气电解池的阴极通入高压空气，在催化剂作用下，氢气和氧气形成微观染料电池，完成氧化还原反应生产水，宏观上表现即为空气中的氧气被除去，剩余氧气，这种办法可以产出99.995%的氮气，但有几个明显的缺陷：一：需用到高浓度氢氧化钾溶液做电解液，这种强碱溶液与气体直接接触，对气体质量有潜在影响，并有随气路输出的可能性；二：单位成本高，标称产氮300ml/min，实际稳定使用150ml/min，不适合做大流量氮气发生器；三：反应过程只除去了空气中的氧气，其他杂志气体并没有涉及，并且反应过程对电解池制作技术要求很高，不合适的电解池制作技术会造成氮气纯度数量级的降低，这类氮气发生器作为一种小流量氮气来源，总费用不过几千元，常被用于色谱载气和小容量保护，是一种低成本的解决方案
2.膜分别制氮：高压空气通过中空纤维膜组件，氮气分子和氧气分子的扩散速度差别积累，在膜组件输出端形成高纯度的氮气，形成的产品气纯度可达99.99%，气体流量5000ml/min，并且可以累加使用，不影响产品质量，在不考虑其他限制条件的情况下，气体装置可以无限扩充，这种制氮方法膜分别制氮在工业上有不少的应用，在实验室重要用于气体纯度要求不高的吹扫、保护、对氧气的置换等。这类发生器的重要优点是流量大，实验室级别产品一般在50L/min上下，并可任意扩充，同时寿命长，膜组件作为核心部件，在空气源稳定的情况下，寿命可达10年，且维护成本极低，缺点是氮气纯度不能达到高纯级，膜组件目前均为进口，国内不能供给，成本较高，仪器价格相对于也高，末分别氮气发生器可以很好的适用液质联用仪的用氮要求
3.PSA变压吸附制氮：利用氮气与其他气体分子在分子筛中的吸附本领差异，形成浓度差异的积累，在分子筛中的吸附本领差异，形成浓度差异的积累，在分子筛柱末端产出高纯度氮气，同时利用两根分子筛柱，一根吸附的同时引出一部分产品气位另一根解析，实现分子筛在线再生，整体表现即为仪器持续输出高纯氮气。这类发生器可依据需要，调整氮气的纯度和流量，可升产99.999%的氮气产品，流量可从几百毫升到几十升到几立方每分钟，纯度大小配置快捷，可依据每个需求制定，PSA变压吸附技术在工业中应用很广泛，已进展几十年，是很成熟的技术，技术难点重要是分子筛柱填装技术，分子筛填装不好，会造成分子筛在气体高处与低处压频繁变化中相互摩擦碰撞分化，微孔数量削减，分子筛性能急剧降低。
作为气相色谱中的载气设备，受到大家的普遍青睐，空气经压缩净化后，进入空气缓冲罐缓冲上游压力变化引起的波动，自下而上流经带有CMS(碳分子筛)的吸附塔，在此过程中O2分子被吸附在CMS表面，N2从吸附塔上端流出，进入氮气缓冲罐。一段时间后，吸附塔中的CMS被吸附的氧饱和，需要再生。两个吸附塔交替进行吸附和再生，保证氮气的连续输出。

高纯度氮气发生器所制氮气的纯度不达标时，可以先考虑以下几个问题：
　　1、分子筛的性能，分子筛是氮气发生器的核心部件，它的性能好坏对于制得的氮气纯度有着很大的联系，同时还需要根据实际需要的氮气流量和纯度来计算出分子筛的合适装填量。如果操作不当，可能会造成碳分子筛粉化，筛粉化是由于碳分子筛压不严实、碳分子筛松动造成的。仪器在生产组装过程中由于粗心大意，碳分子筛没有被压紧，碳分子冲刷成粉从氮气出口或者出口排出，有的压紧装置为气缸压紧，气缸下限报警未能及时添加碳分子筛造成碳分子粉化。仪器使用过程中受震动或者设备移动等原因导致吸附塔结构性故障如吸附塔管道脱焊，碳分子外流，碳分子筛松动而粉化。
　　2、气体原料的质量，气体是要经压缩后进入空气缓冲罐，那么压缩空气中如含有水汽、油雾，这些都会堵塞分子筛的微孔，从而严重影响分离效果及CMS的使用寿命，因此，要想获得高纯度的氮气，保证高质量的空气至关重要，并且要经多次净化过滤，滤芯需要定期检查或者更换。