实验室氮气发生器
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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
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。
液质联用仪LCMS氮气发生器---丹麦原装进口Flairmo
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。