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2025


三种不同类别的氮气发生器的原理介绍

时间:2024-11-30 16:03:26   访客:149

氮气发生器主要基于气体分离原理进行工作,以下是三种不同类别的氮气发生器及其原理介绍:

氮气发生器

一、电化学分离与物理吸附法结合的氮气发生器

工作原理:

电化学分离:通常涉及氢气电解池,在阴极通入高压空气,利用催化剂的作用,氢气和氧气形成微观燃料电池,完成氧化还原反应生成水,宏观上表现为空气中的氧气被除去,剩余氮气。这一过程中需要使用高浓度氢氧化钾溶液作为电解液。

物理吸附:利用吸附剂(如分子筛、活性炭等)吸附空气中的氧气和其他杂质,氮气因为不易被吸附而得以保留。

特点:

单位成本高,实际产氮量可能低于标称值。

反应过程复杂,对电解池制作技术要求高。

可以获得一定纯度的氮气,但可能含有其他杂质气体。

二、膜分离法氮气发生器

工作原理:

利用特殊的高分子膜材料作为分离膜,当混合气体(主要是空气)通过分离膜时,由于氧气和其他杂质的分子与氮气分子的速率和平均自由路径存在差异,氧气和其他杂质在通过膜时被拦截,而氮气则通过膜孔被富集,从而实现氮气的分离和纯化。

特点:

产品气纯度可达99.99%以上。

气体流量大,实验室级别产品一般在50L/min左右,并可任意扩充。

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。

维护成本较低,但膜组件成本较高,导致仪器价格相对较高。

三、PSA变压吸附制氮法氮气发生器(分子筛吸附法)

工作原理:

利用氮气与其他气体分子在碳分子筛中的吸附差异,形成浓度差异的积累。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,然后带有CMS(碳分子筛)的吸附塔。在此过程中,氧气分子被吸附在碳分子筛表面,氮气从吸附塔上端流出,进入氮气缓冲罐。一段时间后,吸附塔中的碳分子筛被吸附的氧饱和,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。

特点:

氮气纯度和产气量可按客户需求调节。

技术成熟,应用广泛。

需要定期更换吸附剂,但整体维护成本相对较低。

三种不同类别的氮气发生器各有其工作原理和特点,用户可以根据实际需求选择适合的氮气发生器。



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