高純氮氣發(fā)生器工作原理

高純氮氣發(fā)生器以物理吸附法和電化學分離法相結(jié)合的原理直接從空氣中分離高純氮氣。

高純氮氣發(fā)生器根據(jù)電催化法進行空氣分離的原理制成，其中電解池是利用燃料電池的逆過程設計而成。作為壓力穩(wěn)定且純凈的原料空氣進入到電解池中，空氣中的氧在陰極被吸附而獲得電子，與水作用生成氫氧根離子，氮氣，并遷移到陽極，**在陽極處失去電子析出氧氣，因此空氣中的氧不斷被分離。只留下氮氣隨氣路輸出。

　　鋼瓶氮氣需要向氣體供應商購買，一般采用深冷分離法從空氣中獲得，適合大規(guī)模工業(yè)制氮;氮氣發(fā)生器的種類、原理和結(jié)構(gòu)多種多樣，從原理上來講，一般分為三種，即：電解法、膜分離法，以及變壓吸附(PSA)&碳分子篩法。

　　一 電解法制氮

　　氮氣發(fā)生器使用電解法制氮原理的氮氣發(fā)生器，其主要特點就是儀器具有電解液儲液桶

　　其主要原理是：原料空氣進入到電解池中，氮氣發(fā)生器，空氣中的氧在陰極被附而獲得電子，與水作用生成氫氧根離子并遷移到陽極，在陽極處失去電子析出氧氣，因此空氣中的氧不斷被分離，只留下氮氣隨氣路被輸出。

氮氣發(fā)生器

　　二 膜分離法制氮

　　利用膜(中空纖維膜)分離法制氮的基本原理是：當兩種或兩種以上的氣體混合物通過中空纖維膜時， 由于氣體在膜中的溶解度和擴散系數(shù)有差異， 因而這些氣體在膜中的相對滲透率是不同的。當混合氣體在驅(qū)動力(膜兩側(cè)壓力差) 作用下通過中空纖維膜時， 滲透速率相對快的氣體， 如水、氫氣、硫i化氫、二氧化碳等， 快速透過膜進入膜的另一側(cè)。

　　一般而言，采用膜分離制氮得到的氮氣純度<99.9%，可以用在一般的常量分析之中。

　　三 變壓吸附(PSA)&碳分子篩法制氮

　　1 變壓吸附的原理

　　氮氣發(fā)生器變壓吸附是用于分離混合氣體，提取某一氣體組分的技術，東宇氮氣，是指在系統(tǒng)溫度維持不變的情況下，通過升高或降低系統(tǒng)的壓力來不斷地改變吸附劑的吸附量從而達到組分分離的方法;主要體現(xiàn)在較高壓力下進行吸附，在較低壓力下(常壓或真空)使吸附的組分解吸出來，從而得到得到氣體產(chǎn)物。

　　2 變壓吸附用于氧氮分離

　　實驗室制氮過程中常使用分子篩作為變壓吸附中的吸附劑，氮氣發(fā)生器廠家，因此有的廠家稱之為碳分子篩法。

　　制氮的基本過程為：

　　(1)在采用碳分子篩為吸附劑時，碳分子篩對氧氮的吸附速度相差很大。

　　(2)氮氣流出后，通過降低壓力，分子篩表面上被吸附的氧分子等被解吸排出，從而吸附劑得以再生。

深冷空分制氮原理

深冷制氮不僅可以生產(chǎn)氮氣而且可以生產(chǎn)液氮，滿意需要液氮的工藝要求，并且可在液氮貯槽內(nèi)貯存，當出現(xiàn)氮氣間斷負荷或空分設備小修時，貯槽內(nèi)的液氮進入汽化器被加熱后，送入產(chǎn)品氮氣管道滿意工藝裝置對氮氣的需求。深冷制氮的運轉(zhuǎn)周期（指兩次大加溫之間的間隔期）一般為1年以上，因此，深冷制氮一般不考慮備用。而變壓吸附制氮只能生產(chǎn)氮氣，無備用手段，單套設備不能保證連續(xù)長周期運行。

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