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氮氣是常用的惰性氣體,價格低廉,易制無毒,在實驗室中常用做色譜載氣、吹掃、保護等。2、緊湊設(shè)計可安裝于實驗臺下,避免占有寶貴的實驗室空間,降低實驗室成本。實驗室的氮氣來源主要有三種,一是鋼瓶氣,二是管道氣,三是氮氣發(fā)生器。鋼瓶氣氣體質(zhì)量高,但鋼瓶屬于壓力容器,運輸和保存需要一定的資質(zhì),偏遠地區(qū)更換麻煩,費用高;管道氣為大規(guī)模制氮,統(tǒng)一調(diào)度使用,適合大型工廠或用氣單位集中的工業(yè)園區(qū),用氣量大建設(shè)費用高;氮氣發(fā)生器為現(xiàn)場制氮,多為小型氣站或者實驗室儀器或小型生產(chǎn)線單獨一對一配套,使用靈活費用可控,對運輸和保存沒有特殊要求,為越來越多的實驗室用戶選擇。變壓吸附空分制氮是一種先進的氣體分離技術(shù),以進口碳分子篩為吸附劑,采用常溫下變壓吸附原理分離空氣制取高純度的氮氣。
制氮機的生產(chǎn)運用
制氮機簡介變壓吸附制氮機(簡稱PSA制氮機)是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計、制造的氮氣發(fā)生設(shè)備。通常使用兩吸附塔并聯(lián),由全自動控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴格控制時序,交替進行加壓吸附和解壓再生,完成氮氧分離,獲得所需高純度的氮氣。
設(shè)備特點(1)產(chǎn)氮氣方便快捷:
先進的技術(shù),獨特的氣流分布器,使氣流分布更均勻,地利用碳分子篩,20分鐘左右即可提供合格的氮氣。
(2)使用方便:
設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、整體撬裝,占地小無需基建投資,投資少,現(xiàn)場只需連接電源即可制取氮氣。
(3)比其它供氮方式更經(jīng)濟:
PSA工藝是一種簡便的制氮方法,以空氣為原料,能耗僅為空壓機所消耗的電能,具有運行成本低、能耗低、等優(yōu)點。
制氮機的穩(wěn)定性怎么樣
制氮機穩(wěn)定性制氮機是涉及機、電、儀表集一體高科技術(shù)產(chǎn)品,在長期使用中設(shè)備的穩(wěn)定尤其重要。影響制氮機整體穩(wěn)定性主要有以下兩點:
1、 控制閥門:對于科學選購制氮機來說要把控的道關(guān)就是閥門,閥門的選擇主要從以下幾方面來說: a.材質(zhì)性能好,不漏氣; b.在接受控制信號的0.02秒內(nèi)完成開或關(guān)動作; c.能承受頻繁的開、關(guān),保證足夠長的使用壽命;
2、碳分子篩主要從以下幾個指標來判斷 a.硬度 b.產(chǎn)氮量(Nm3/T-h) c.回收率(N2/Air)% d.填裝密度制氮機有兩種:膜分離制氮機,PSA制氮機。產(chǎn)品特點:1、集成無油壓縮機,保證氣體供應,無需依賴外來壓縮氣源。膜分離制氮機:產(chǎn)出的氮氣純度可達到99.9%或氧含量<=1000ppm。膜分離制氮機的優(yōu)點:啟動快2~3分鐘就可生產(chǎn)出合格氮氣,可隨時開停,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,氮氣純度波動小,維護量小,維修簡單;缺點:相對PSA制氮機投資高。 PSA制氮機:采用碳分子篩為吸附劑,利用變壓吸附工藝,直接生產(chǎn)出氮氣純度為99.99%或氧含量<=100ppm)的氮氣充入設(shè)備。 現(xiàn)在市場上基本使用的是PSA制氮機。
鋼瓶氮氣需要向氣體供應商購買,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;氮氣發(fā)生器的種類、原理和結(jié)構(gòu)多種多樣,從原理上來講,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
氮氣發(fā)生器使用電解法制氮原理的氮氣發(fā)生器,其主要特點就是儀器具有電解液儲液桶
其主要原理是:原料空氣進入到電解池中,空氣中的氧在陰極被附而獲得電子,與水作用生成氫氧根離子并遷移到陽極,在陽極處失去電子析出氧氣,因此空氣中的氧不斷被分離,只留下氮氣隨氣路被輸出。
氮氣發(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:當兩種或兩種以上的氣體混合物通過中空纖維膜時, 由于氣體在膜中的溶解度和擴散系數(shù)有差異, 因而這些氣體在膜中的相對滲透率是不同的。制氮機在電線電纜生產(chǎn)線中的經(jīng)濟性與實用性電線電纜是輸送電能、傳遞信息和制造各種電機、電器、儀表所不可缺少的基礎(chǔ)器材,是未來電氣化、信息化社會中必要的基礎(chǔ)產(chǎn)品。當混合氣體在驅(qū)動力(膜兩側(cè)壓力差) 作用下通過中空纖維膜時, 滲透速率相對快的氣體, 如水、氫氣、硫i化氫、二氧化碳等, 快速透過膜進入膜的另一側(cè)。
一般而言,采用膜分離制氮得到的氮氣純度<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
氮氣發(fā)生器變壓吸附是用于分離混合氣體,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,通過升高或降低系統(tǒng)的壓力來不斷地改變吸附劑的吸附量從而達到組分分離的方法;主要體現(xiàn)在較高壓力下進行吸附,在較低壓力下(常壓或真空)使吸附的組分解吸出來,從而得到得到氣體產(chǎn)物。裝好后的溶液可以長期運用,每次快低于水位線時因當即參加高純水,但加水需防止水漏在儀器內(nèi)部形成短路,長期不開機或長期運用后電解液殘渣堆集較多時應替換電解液,正常情況下當儀器運用半年后,請?zhí)鎿Q電解液。
2 變壓吸附用于氧氮分離
實驗室制氮過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。
制氮的基本過程為:
(1)在采用碳分子篩為吸附劑時,碳分子篩對氧氮的吸附速度相差很大。
(2)氮氣流出后,通過降低壓力,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。