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氮气发生器的工作原理及使用方法

点击次数:751 发布时间:2020-11-18

  氮气发生器使用方法

  1、接通电源,将氮气发生器出气口与质谱进气口用管路连接好,打开氮气发生器显示屏上的开关(注意将氮气发生器后面的阀门打开);

  2、注意观察氮气发生器出气口压力和氮气纯度,出气口压力一般在7bar左右,氮气纯度要大于99%;

  3、质谱使用结束后,待Desolvation Temp降至60°C以下,再关掉API GAS;

  4、后关氮气发生器。

  氮气发生器操作规程

  开机前的准备工作

  1、清除机器附近的杂物,保证设备通风良好,打扫操作现场,符合6S要求,保持环境整洁和安全。

  2、检查压缩空气管路,将压缩空气压力调至0.6~0.8MPa。

  3、检查机器的各连接部位,不应有松动,管路良好。

  4、检查电源线是否接通。

  开机及停机

  1.打开总电源;

  2.启动冷干机;

  3.待冷干机启动十分钟后,打开压缩空气进气阀门;

  4.打开制氮机出气球阀;

  5.将制氮机电源开关“POWER”从“OFF”转到“ON”的位置,准备启动制氮机。电源指示灯(绿色)会亮起;

  6.按下运行开关中的“STAR”按钮,制氮机开始运作,并发出排气通风声;

  7.观察制氮机运转3分钟,检查管路接头有无漏气;

  8.缓冲容器压力表的度数与吸附塔压力表显示额空气进气压力相差小于1bar(14psig);

  9.氮气分析仪显示的氮气纯度会不断上升,报警灯会自动闪烁,蜂鸣器会闪鸣,直到产出的气体的纯度达到预先设定值时,纯度指示灯由红色变为绿色,制氮机由预热状态转到正常运行状态,合格的氮气从制氮机出气口排出;

  氮气发生器工作原理

  氮气发生器的工作原理分为三种,1.电化学法制氮;2.膜分离制氮;3.PSA变压吸附制氮,下面为大家仔细讲解下:

  1.电化学法制氮

  在氢气电解池的阴极(产氢气一侧)通入高压空气,在催化剂作用下,氢气和氧气形成微观燃料电池,完成氧化还原反应生产水,宏观上表现即为空气中的氧气被除去,剩余氮气。这种方法可以产出高99.995%的氮气,但有几个明显的缺陷:一需用到高浓度氢氧化钾溶液做电解液,这种强碱溶液与气体直接接触,对气体质量有潜在影响,并有随气路输出的可能性;二单位成本高;三反应过程只去除了空气中的氧气,其它杂质气体并没有涉及,并且反应过程对电解池制作技术要求很高,不合适的电解池制作技术会造成氮气纯度数量级的降低。这类氮气发生器作为一种小流量氮气来源,总费用不过几千元,常被用于色谱载气和小容量保护,是一种低成本的解决方案。

  2.膜分离制氮

  高压空气通过中空纤维膜组件,氮气分子和氧气分子的扩散速度差别积累,在膜组件输出端形成高纯度的氮气,形成的产品气纯度高可达99%,气体流量>5000ml/min,并且可以累加使用,不影响产品质量,在不考虑其它限制条件的情况下,气体装置可以无限扩充。这种制氮方法膜分离制氮在工业上有不少的应用,在实验室主要用于对气体纯度要求不特别高的吹扫、保护、对氧气的置换等。

  这类发生器的主要优点是流量大,实验室级别产品一般在50L/min上下,并可随意扩充,同时寿命长,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,且维护成本极低;缺点是氮气纯度不能达到高纯级,膜组件目前均为,国内不能提供,成本较高,仪器价格也相对高。

  3.PSA变压吸附制氮

  利用氮气与其它气体分子在分子筛中的吸附能力差异,形成浓度差异的积累,在分子筛柱末端产出高纯度氮气。同时利用两根分子筛柱,一根吸附的同时引出一部分产品气为另一根解析,实现分子筛在线再生,整体表现即为仪器持续输出高纯氮气。

  这类发生器可根据需要,调节氮气的纯度和流量,高可生产99.999%的氮气产品,流量可从几百毫升到几十升到几立方每分钟,纯度大小配置灵活,可根据每个需求具体定制,技术难点主要是分子筛柱填装技术,分子筛填装不好,会造成分子筛在气体高低压频繁变化中互相摩擦碰撞粉化,微孔数量减少,分子筛性能急剧降低。

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