1,,電化學法制氮,。在氫氣電解池的陰極(產氫氣一側)通入高壓空氣,在催化劑作用下,,氫氣和氧氣形成微觀燃料電池,,完成氧化還原反應生產水,,宏觀上表現(xiàn)即為空氣中的氧氣被除去,剩余氮氣,。這種方法可以產出高99.995%的氮氣,,但有幾個明顯的缺陷:一需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液,這種強堿溶液與氣體直接接觸,,對氣體質量有潛在影響,,并有隨氣路輸出的可能性;二單位成本高,,不適合做大流量氮氣發(fā)生器,;三反應過程只去除了空氣中的氧氣,其它雜質氣體并沒有涉及,,并且反應過程對電解池制作技術要求很高,,不合適的電解池制作技術會造成氮氣純度數(shù)量級的降低。這類氮氣發(fā)生器作為一種小流量氮氣來源,,總費用不過幾千元,,常被用于色譜載氣和小容量保護,是一種低成本的解決方案,。
2,,膜分離制氮。高壓空氣通過中空纖維膜組件,,氮氣分子和氧氣分子的擴散速度差別積累,,在膜組件輸出端形成高純度的氮氣,終形成的產品氣純度高可達99%,,氣體流量>5000ml/min,,并且可以累加使用,不影響產品質量,,在不考慮其它限制條件的情況下,,氣體裝置可以無限擴充,。這種制氮方法膜分離制氮在工業(yè)上有不少的應用,,在實驗室主要用于對氣體純度要求不特別高的吹掃、保護,、對氧氣的置換等,。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點是流量大,實驗室級別產品一般在50L/min上下,,并可隨意擴充,,同時壽命長,膜組件作為核心部件,,在空氣源穩(wěn)定的情況下,,壽命可達10年,且維護成本極低;缺點是氮氣純度不能達到高純級,,膜組件目前均為進口,,國內不能提供,成本較高,,儀器價格也相對高,。膜分離氮氣發(fā)生器可以很好的適用液質聯(lián)用儀的用氮要求。
3,,PSA變壓吸附制氮,。利用氮氣與其它氣體分子在分子篩中的吸附能力差異,形成濃度差異的積累,,在分子篩柱末端產出高純度氮氣,。同時利用兩根分子篩柱,一根吸附的同時引出一部分產品氣為另一根解析,,實現(xiàn)分子篩在線再生,,整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮氣。這類發(fā)生器可根據(jù)需要,,調節(jié)氮氣的純度和流量,,高可生產99.999%的氮氣產品,流量可從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鐘,,純度大小配置靈活,,可根據(jù)每個需求具體定制。PSA變壓吸附技術在工業(yè)中應用很廣泛,,已發(fā)展幾十年,,是很成熟的技術。技術難點主要是分子篩柱填裝技術,,分子篩填裝不好,,會造成分子篩在氣體高低壓頻繁變化中互相摩擦碰撞粉化,微孔數(shù)量減少,,分子篩性能急劇降低,。
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