氮气发生器

介绍

变压吸附空分制氮(简称P.S.A制氮) 是一种先进的气体分离技术，以优质进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的氮气。

应用：

LCMS（液相色谱仪）

GC（气相色谱）

产业 （食物,电子,化工等等)

制氮机系统原理

氧、氮两种气体分子在分子筛表面上的扩散速率不同，直径较小的气体分子（O2）扩散速率较快，较多的进入碳分子筛微孔，直径较大的气体分子（N2）扩散速率较慢，进入碳分子筛微孔较少。利用碳分子筛对氮和氧的这种选择吸附性差异，导致短时间内氧在吸附相富集，氮在气体相富集，如此氧氮分离，在PSA条件下得到气相富集物氮气。

碳分子筛对氧和氮在不同压力下某一时间内吸附量的变化差异曲线：

一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程为再生。根据再生压力的不同，可分为真空再生和常压再生。常压再生利于分子筛的彻底再生，易于获得高纯度气体。

变压吸附制氮机（简称PSA制氮机）是按变压吸附技术设计、制造的氮气发生设备。通常使用两吸附塔并联，由全自动控制系统按特定可编程序严格控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。

碳分子筛（CMS）的动态吸附量和分离系数的性能优碳分子筛（CMS）的动态吸附量和分离系数的性能优。

钯触媒除氧纯化

一定流量、纯度的普氮和氢气同时进入装置中，在混合器中充分混合后，进入装有钯触媒除氧器装置，在脱氧催化剂的作用下产生2H2+O2=2H2O的化学反应，达到脱氧目的。脱氧后氮气中的水气经过冷却器脱水，然后氮气继续进入干燥器干燥，使氮气露点达-60℃左右，干燥器配置两台，其中一台干燥器进行吸附干燥，另一台把已吸附饱和水气的干燥器进行再生，为下一周期吸附工作做好准备。经干燥后的氮气通过过滤器除尘，Z后得到的便是高纯氮气。

氮气发生器是提取氮气的设备，它在航空航天、核电核能、食品医药、石油化工、电子工业、材料工业、国防jun工和科学实验等领域得到了广泛的应用，下面就让小编带你了解一下几款常用氮气发生器的工作原理。

一、电化学分离法和物理吸附法（需“加液”）概况：

采用电化学分离法和物理吸附法的发生器可以制取纯氮、氧气等气体。它利用恒定电位电解法，采用微孔膜（例如石棉膜）作为两电极的分隔板，多孔气体扩散型氧电极为阴极，镍网为阳极，且电极安装是采用硬支撑结构。该发生器可在氮、氧气室压差（１ＭＰａ）下稳定工作，可避免阴极氢析出，保证产生气体的纯度氮。具体制取氮气的方法是以空气为原料将气体送入有电解液的电解槽，在两电极间加上电压≤１.５Ｖ的直流电，此时在槽内空气中氧气被吸收而获得氮气。其电解液采用“强制循环方式”，由电磁泵带动电解液在液路中循环，提高了电解效率。

采用这种原理产生的氮气存在的问题很多。主要的问题有：

1.加KOH液体（水）的氮气发生器所产生的氮气中含水量高且带有一定腐蚀性，容易造成色谱仪调试不稳定，一旦长时间使用该氮气必然造成色谱柱柱效降低。

2．利用该原理产生的氮气如果长时间在常压（标准大气压）条件下使用，会造成严重的返液（回液）现象。为了防止返液，厂家设计了各种装置来尝试解决这个问题，但是均不能解决根本性的问题。毕竟它还是要加液的，一旦防返液的装置出现故障就会造成气路及色谱柱报废，严重的甚至可能导致气相色谱仪全部报废。

3.氮气纯度偏低，对色谱仪的热导检测器的热敏元件会造成氧化，时间一久热导检测器的灵敏度降低。

鉴于存在以上三点的问题，很多色谱仪厂家、仪器经销商及维修人员均不建议使用该种原理产生氮气的发生器来做气相色谱仪载气。

二、采用中空纤维膜法（无需“加液”）：

两种或两种以上的气体混合通过高分子膜时,由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的差异,导致不同气体在膜中相对渗透速率有所不同。根据这一特

氮气发生器在化工、电子、纺织、煤炭、石油、天然气、医药、食品、玻璃、机械、粉未冶金、磁性材料等行业得到了非常广泛的应用。下面让小编带你了解一下氮气发生器的故障排除和维护。

一般故障分析及排除

1.电加热器损坏

故障现象：运行一段时间后温度值几乎没变化。

故障原因：加热器烧坏了。

排除方法：更换加热器加热管。

2.电磁阀故障

故障现象：装置运行后，压力迅速下降无法达到要求。

故障原因：电磁阀烧坏。

排除方法：更换电磁阀。

3.氧分析仪故障

故障现象：运行一段时间后氮气纯度几乎没变化。

故障原因：氧分析仪传感器损耗。

排除方法：更换氧分析仪传感器。

安全保护措施及故障处理

1.保护措施及注意事项

本系统的保护措施有冷却水系统保护、电加热装置保护、舱室低氧保护。

1)电加热装置保护：当电加热装置发生故障导致温度升高到报警值时，系统关闭电加热装置电源后报警。

2)过滤器压差保护，当压差大于设定值时有报警输出。

2.故障的处理程序及方法

1)电加热装置故障：查看电加热装置故障原因，是否是加热元件损坏，如果损坏更换加热元件。

2)当压差大于设定值有报警时，应立即停机。

维护保养

1.运行时的维护保养

整个系统须有专人管理，此人应有一定的机电知识和熟练的操作能力，系统在运行时应结合日常的设备巡检，观察系统各设备的运行状况，查看是否有异样。

2.日常维护保养工作和计划

经常检查电路，自控设备及仪表的正确性和灵敏性，以防失效引起的故障。每次开机前，检查过滤器上压差表指示针的位置是否在绿区内，一旦快要进入红区，就要马上更换过滤器的滤芯（有备件），更换方法详见过滤器使用说明书。

3.长期停放时的维护保养

如本设备须长期停用，切断所有相关电源，每年一次检查电加热器绝缘是否生损坏，测量绝缘电阻。