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幾種氮氣發(fā)生器原理的介紹

更新時間:2015-01-20      點擊次數(shù):4141

下面是幾種應(yīng)用于氣相色譜分析實驗的氮氣發(fā)生器的原理:
1 以電化學(xué)分離法和物理吸附法相結(jié)合的方式
2 采用中空纖維膜分離
3 采用PSA技術(shù)用新型合成分子篩分離

 、電化學(xué)分離法和物理吸附法(需“加液" )概況:
采用電化學(xué)分離法和物理吸附法的發(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≤15V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。
    采用這種原理產(chǎn)生的氮氣存在的問題很多。主要的問題有:
1. KOH液體(水)的氮氣發(fā)生器所產(chǎn)生的氮氣中含水量高且?guī)в幸欢ǜg性,容易造成色譜儀調(diào)試不穩(wěn)定,一旦長時間使用該氮氣必然造成色譜柱柱效降低。
2.利用該原理產(chǎn)生的氮氣如果長時間在常壓(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)條件下使用,會造成嚴(yán)重的返液(回液)現(xiàn)象。為了防止返液,廠家設(shè)計了各種裝置來嘗試解決這個問題,但是均不能解決根本性的問題。畢竟它還是要加液的,一旦防返液的裝置出現(xiàn)故障就會造成氣路及色譜柱報廢,嚴(yán)重的甚至可能導(dǎo)致氣相色譜儀全部報廢。
3. 氮氣純度偏低,對色譜儀的熱導(dǎo)檢測器的熱敏元件會造成氧化,時間一久熱導(dǎo)檢測器的靈敏度降低。
鑒于存在以上三點的問題,很多色譜儀廠家、儀器經(jīng)銷商及維修人員均不建議使用該種原理產(chǎn)生氮氣的發(fā)生器來做氣相色譜儀載氣。


二、 采用中空纖維膜法(無需“加液" ):
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(dá)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,zui高可得到99.9%的純氮。該氮氣發(fā)生器可以用于氣相色譜儀做載氣,分析組分成分要求不高的行業(yè)。

三、 采用氣相色譜分離技術(shù)(無需“加液" ): 
這是一種新型的空氣分離方法,它以壓縮空氣為原料,合成分子篩為吸附劑,氣相色譜分離吸附流程,在常溫低壓下,利用空氣中的氧和氮在分子篩中的擴散速度不同,把氧和氮加以分離,氮氣的純度和產(chǎn)氣量可按客戶需要調(diào)節(jié)。所產(chǎn)生氣體 流速穩(wěn)定,氮氣純化*,產(chǎn)出的氮氣純度高,zui高可得到99.9995%的純氮,適用于各種氣相色譜檢測器。該系列高純發(fā)生器只要一按開關(guān),便可以源源不絕的生產(chǎn)出高質(zhì)量和高純度的氮氣,運行穩(wěn)定可靠,zui重要的是它不需要任何化學(xué)消耗品。操作方便,可24小時無人值守。且它可以在不需任何監(jiān)管和zui低保養(yǎng)的情況下*地運行。

    采用PSA技術(shù)用合成分子篩分離法的氮氣發(fā)生器優(yōu)于采用電化學(xué)分離法和物理吸附法以及中空纖維膜法的氮氣發(fā)生器。它可以應(yīng)用于國內(nèi)外各種不同類型的氣相色譜儀用作載氣,是一款性能優(yōu)良,維護(hù)方便的新一代氮氣發(fā)生器,具有世界水平。

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