鋼瓶氮?dú)庑枰驓怏w供應(yīng)商購(gòu)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?dú)獍l(fā)生器的種類、原理和結(jié)構(gòu)多種多樣，從原理上來(lái)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?dú)獍l(fā)生器使用電解法制氮原理的氮?dú)獍l(fā)生器，其主要特點(diǎn)就是儀器具有電解液儲(chǔ)液桶

　　其主要原理是：原料空氣進(jìn)入到電解池中，空氣中的氧在陰極被附而獲得電子，進(jìn)口氮?dú)獍l(fā)生器，與水作用生成氫氧根離子并遷移到陽(yáng)極，在陽(yáng)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?dú)怆S氣路被輸出。

氮?dú)獍l(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(dāng)兩種或兩種以上的氣體混合物通過(guò)中空纖維膜時(shí)， 由于氣體在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)有差異， 因而這些氣體在膜中的相對(duì)滲透率是不同的。當(dāng)混合氣體在驅(qū)動(dòng)力(膜兩側(cè)壓力差) 作用下通過(guò)中空纖維膜時(shí)， 滲透速率相對(duì)快的氣體， 如水、氫氣、硫i化氫、二氧化碳等， 快速透過(guò)膜進(jìn)入膜的另一側(cè)。

　　一般而言，采用膜分離制氮得到的氮?dú)饧兌?lt;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?dú)獍l(fā)生器變壓吸附是用于分離混合氣體，氮?dú)獍l(fā)生器，提取某一氣體組分的技術(shù)，是指在系統(tǒng)溫度維持不變的情況下，通過(guò)升高或降低系統(tǒng)的壓力來(lái)不斷地改變吸附劑的吸附量從而達(dá)到組分分離的方法;主要體現(xiàn)在較高壓力下進(jìn)行吸附，在較低壓力下(常壓或真空)使吸附的組分解吸出來(lái)，從而得到得到氣體產(chǎn)物。

　　2 變壓吸附用于氧氮分離

　　實(shí)驗(yàn)室制氮過(guò)程中常使用分子篩作為變壓吸附中的吸附劑，因此有的廠家稱之為碳分子篩法。

　　制氮的基本過(guò)程為：

　　(1)在采用碳分子篩為吸附劑時(shí)，碳分子篩對(duì)氧氮的吸附速度相差很大。

　　(2)氮?dú)饬鞒龊?，通過(guò)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。

PSA變壓吸附制氮原理

碳分子篩可以同時(shí)吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也隨著壓力的升高而升高，而且在同一壓力下氧和氮的平衡吸附量無(wú)明顯的差異。因而，僅憑壓力的變化很難完成氧和氮的有效分離。如果進(jìn)一步考慮吸附速度的話，就能將氧和氮的吸附特性有效地區(qū)分開(kāi)來(lái)。氧分子直徑比氮分子小，因而擴(kuò)散速度比氮快數(shù)百倍，故碳分子篩吸附氧的速度也很快，吸附約1分鐘就達(dá)到90%以上；而此時(shí)氮的吸附量?jī)H有5%左右，氮?dú)獍l(fā)生器原理，所以此時(shí)吸附的大體上都是氧氣，而剩下的大體上都是氮?dú)狻＿@樣，如果將吸附時(shí)間控制在1分鐘以內(nèi)的話，就可以將氧和氮初步分離開(kāi)來(lái)，也就是說(shuō)，吸附和解吸是靠壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)的，壓力升高時(shí)吸附，壓力下降時(shí)解吸。而區(qū)分氧和氮是靠?jī)烧弑晃降乃俣炔?，通過(guò)控制吸附時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的，將時(shí)間控制的很短，氧已充分吸附，而氮還未來(lái)得及吸附，就停止了吸附過(guò)程。因而變壓吸附制氮要有壓力的變化，液質(zhì)氮?dú)獍l(fā)生器，也要將時(shí)間控制在1分鐘以內(nèi)。

深冷制氮機(jī)可制取純度≧99.999%的氮?dú)?。氮?dú)饧兌仁艿?de dan qi _dan qi chun du shou dao)氮?dú)庳?fù)荷、塔板數(shù)量、塔板效率和液空中氧純度等的限制，調(diào)節(jié)范圍很小。因此，對(duì)于一套深冷制氮設(shè)備其產(chǎn)品純度基本是一定的，不便調(diào)節(jié)。變壓吸附制氮制取的氮?dú)饧兌纫话阍?5%-99.9%范圍內(nèi)，假如需要更高純度的氮?dú)庑柙黾拥獨(dú)鈨艋O(shè)備。氮?dú)饧兌戎皇墚a(chǎn)品氮?dú)庳?fù)荷的影響，在其他條件不變情況下，氮?dú)馀懦隽吭酱?，氮?dú)獾募兌染驮降?；反之則越高。因此，對(duì)于一套變壓吸附制氮設(shè)備只要負(fù)荷答應(yīng)其產(chǎn)品純度可以在90-99.9%之間任意調(diào)節(jié)。

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