质谱氮气发生器

变压吸附制氮与膜分离制氮技术介绍

实验室应用的氮气发生器稳定的两种技术分别为:

1. 变压吸附技术Pressure Swing Adsorption 2. 膜分离技术 Membrane

先来看看两种技术的主要差异比较表:

技术原理	变压吸附（PSA）	膜分离（MEM）
产出氮气纯度范围	95~99.999%	95~99.5%
产出氮气纯度99%所需空气	2.9:1	5.5:1
氮气露点	-60℃	-30℃
优点	纯度高，氮气干燥度高，稳定，无衰减，维保费用低	成本低，生产简单，设备体积小,重量轻。
缺点	体积大，成本高	纯度低，会衰减，维保费用高

两者主要的差异是纯度及体积重量，变压吸附技术可产生较高纯度的氮气，但是有机器相对较重、较大。膜分离式的纯度较低，但是有机器较轻、制造成本低，成本更有优势! 所以综合比较，两种技术各自都有其优缺点。

以下对于两种技术产出氮气的方式做进一步的说明:

一、 变压吸附技术(简称PSA)

以进口碳分子筛(MSC)为吸附剂，利用氧(O2)、氮(N2)两种气体分子大小不同

氮分子较大3.1A 氧分子较小 2.9A

(红色为氧气-绿色为氮气)

将空气加压的时后，直径较小的氧分子(O2)扩散速率较快，进入碳分子筛微孔较多，直径较大的氮分子(N2)扩散速率较慢，进入碳分子筛微孔较少。如此氮氧分离，将氧气吸附，氮气排出。左槽在加压吸附氧气并产生氮气时，右槽便解除压力恢复常压，排出氧气及杂气。两桶轮流加压、减压，实现持续不断地产生高纯度氮气。

PSA制氮技术成熟与否关键看以下三点:

：两塔交错吸附的阀件控制时间，须有精密的计算经验并按特定可编程序严格控制时序，才可做出稳定的高纯度氮气。

第二：碳分子筛(MSC)的质量-正常来说碳分子筛一旦填充便不需添加或更换。若使用品质不佳的碳分子筛，可能造成粉化或效能降低，导致需要添加或更换。

第三：填充技术-碳分子筛需要有良好的填充技术，否则填充不够密实也有可能在高压空气的持续增压、释压的状况下，造成分子筛的损坏。

二.、膜分离技术 Membrane

膜分离技术是以中空纤维膜组为核心技术，利用氧、氮两种气体分子大小及扩散速率不同，将氮气、氧气分离。

将高压空气由膜纤维孔中流入，在压力作用下，气体分子在膜壁上吸附、扩散、然后渗出到膜外。氧、二氧化碳、水蒸气、乙炔等渗透速率高的快气，由高压内侧经由纤维壁渗出，被排出膜组；氮气等渗透速率低的慢气，持续留在在中空纤维膜内，由膜组的末端排出，实现空气中氧、氮分离。中空纤维膜较容易受到环境温度、湿度等影响，如果比较在意纯度的应用，建议要时常检测纯度，并注意前端的精密过滤维护，维护不良可能造成纯度快速递减、需要时常更换膜的状况。

那么问题来了，到底是膜制氮好还是变压吸附制氮好呢？

需要自己回答以下两个问题：

1. 我需要用到低温吗?

需要->杜瓦罐

不需要->氮气发生器

2. 我需要的氮气纯度是多少?

97%以下: 膜式氮气发生器或变压吸附PSA氮气发生器可任意选择

97%以上: 变压吸附式氮气发生器

回答完以上问题之后，就可以初步选定自己该使用什麽样的型式，接下来说明以上的判定方式及原因。

1. 我需要用到低温吗?

需要->杜瓦罐

不需要->氮气发生器

氮气发生器出来的是常温氮气，杜瓦罐出来的是低温液态氮，再气化成氮气。因为气化过程中有耗损、及运送需要运输成本等等，对于环境资源都是一种浪费，因此，除非需要低温，否则建议使用氮气发生器，自己可以拥有气体制造权，还可降低碳排放量，节能又环保!

2. 我需要的氮气纯度是多少?

97%以下: 膜式氮气发生器

97%以上: 变压吸附式氮气发生器

因为膜分离式产气快的特性，在97%以下时，膜的空氮比转换效率较好，且因为膜的纯度会衰减，因此建议氮气纯度需求不高时使用膜分离制氮，例: 氮气吹扫、干燥箱...等等，可降低设备的采购成本。

膜分离的空氮比:

膜制氮	99.9	99.5	99	97	95
纯度	%	%	%	%	%
所需空气：	不适用	7.6:	5.5:	3.4:	2.9:
产出氮气：		1	1	1	1

而在纯度97%以上时，变压吸附式的空氮比转换效率较高，也代表仪器对氮气纯度有一定要求，因此建议使用变压吸附式。

(注:空氮比指的是，产出相同单位氮气所需空气的倍数，空氮比越低越好，代表着所需要供给的空气更少，更节能，更小的空压机和更低的设备噪音)。

PSA制氮的空氮比：

PSA制氮	99.9	99.5	99	97	95
纯度	%	%	%	%	%
所需空气：	3.98:	3：	2.8:	2.5	2.3:
产出氮气：	1	1	1	1	1

从以上两种制氮技术所需要的空氮比对比中，我们可以很明显的看到97%纯度是分界线，97%以上，变压吸附式拥有更好的转换效率，更有优势。97%以下，膜式也拥有不错的转换效率。在此纯度要求下，变压吸附制氮优势并不明显。因此，要先了解自己到底需要多少的纯度，在选择合适的应用技术。降低使用成本。

当然，以上2个问题只是做初步的检视，还交叉综合环境温度、湿度，要使用一体机、或者分体机等等(噪音考量)，才能选定适合变压吸附或是膜分离式氮气发生器。

液质联用仪LCMS氮气发生器---丹麦原装进口Flairmo

　　2010年Flairmo首台实验室空压机问世，基于在气体制造及纯化技术上建立起来的强大技术团队和知识背景，Flairmo 不断开展对空气分离技术的开发及创造性研究工作，现已成功发展成为现今世界上重要的气体发生器制造商之一。公司总部设在丹麦奥尔堡。10多年来Flairmo一直从事压缩机和氮气发生器的制造，产品满足各类实验室、科学仪器对高纯氢气、高纯氮气、零级空气、大流量氮气等气体的需求，涉及医疗，实验室，食品，工业等各个行业。

　　型号：N2G 40 – A200.6

　　氮气纯度99.5%，流量40L/min，内置空压机，壁挂式/柜式箱体，整套系统占地面积不超过0.4平方米，质谱配套氮气发生器。适配Agilent安捷伦，Thermo Fisher赛默飞，AB SCIEX，沃特世Waters ，布鲁克 Bruker，岛津Shimadzu，PerkinElmer珀金埃尔默等品牌液质联用仪LC-MS。

提供3年10000小时质保服务。

　　所用技术 PSA

　　流速 40 SLPM

　　出口压力 0 到 7 barg / 0 到 100 psig

　　空压机 内置

　　操作环境温度 5°C 到40°C

　　工作环境湿度 相对湿度≤ 70% , 不冷凝

　　高海拔 2000 米

　　尺寸 （长x宽x高 ）： 615 x 630 x 860 mm

　　重量：110 kg

液质联用仪LCMS氮气发生器

　　丹麦Flairmo原装进口氮气发生器为LCMS设计，采用的PSA技术，将空气压缩机里的气体导入碳分子筛，氧气、二氧化碳、水份及其他杂质在通过碳分子筛时被除去，只允许氮气通过碳分子筛并进入蓄气池，在蓄气池里进行压力和流速的调节后就可以与用气设备相连。

　　Flairmo N2G40-A200.6系列氮气发生器高配机型内置氧浓度分析仪，可以实现纯度在线显示，报警等功能，并且可以用手机APP或者电脑程序实施远程监测，机器的内部控制结合氧浓度分析仪实现纯度的真正可选可控，只会产出我们设定好需要的氮气。

　　Flairmo N2G40-A200.6系列氮气发生器配备了LCD 触摸显示屏可以方便查看机器状态和记录，如开机次数，运行时间，纯度设置，纯度报警，维修服务提醒等等。