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氮气发生器的使用方法

实验室有很多仪器需要用氮气,那么什么样的制氮方式好?氮气发生器注意事项?氮气发生器维护保养?带着这些问题我们一起去寻找答案!你还可以找到相关氮气发生器的使用方法等技术知识。


氮气发生器系统原理

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。


氮气发生器如何制氮?

1、电化学法制氮(需“加液”)

采用电化学法制氮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。


这种方法可以产出Zgao99.995%的氮气,但有几个明显的缺陷:其一,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;其二,单位成本高,不适合做大流量氮气发生器;其三,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。但是,这类氮气发生器作为一种小流量氮气来源,常被用于色谱载气和小容量保护,总费用不过几千元,是一种低成本的解决方案。


2、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。根据这一特性,可将气体分为“快气”和“慢气”。


当混合气体在驱动力——膜两侧压差的作用下,渗透速率相对较快的气体和水、氧、二氧化碳等透过膜后在膜渗透侧被富集,而渗透速率相对较慢的气体如氮气、一氧化碳、氩气等则在滞留侧被富集,从而达到混合气体分离之目的。


当以加压净化空气为气源时,氮气等惰性气体被富集成高纯度供生产应用,由渗透侧排空的为富氧空气。氮膜系统可将廉价的空气中氮从78%提高到95%以上,Zgao可得到99.9%的纯氮。


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,同时寿命长,且维护成本极低;缺点是氮气纯度不能达到高纯级,膜组件目前均为进口,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(无需“加液”)

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,Zgao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,适用于各种气相色谱检测器。


如上所述,采用PSA变压吸附制氮技术的氮气发生器优于采用电化学分离法和物理吸附法以及中空纤维膜法的氮气发生器。它可以应用于国内外各种不同类型的气相色谱仪用作载气,是一款性能优良,维护方便的新一代氮气发生器

氮气发生器的使用方法:

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、Z后关氮气发生器。


氮气发生器使用注意事项:

(1)使用前检查氮气发生器进风口是否有杂物堵塞,注意清理。


(2)仪器活塞密封圈有一定的寿命,使用完毕后请及时关闭仪器。


(3)仪器使用一段时间后,电解液会逐渐减少,当电解液接近下限时应及时补水,加液时不要超过上限。


(4)氮气发生器切勿在未接空气源时空载运行,否则会造成整个仪器报废。


(5)仪器如需搬运时,把储液桶中的电解液用吸液管吸干净,然后盖好上盖,以免在运输中残留的电解液外溢,将整个仪器腐蚀,造成无法修复的后果。


(6)如仪器停机一个月或一个月以上时间,请把电解液抽出。

氮气发生器的维护保养.png

氮气发生器的维护保养

1、氮气发生器中的干燥管应定期更换,当干燥管中的变色硅胶50%发生变色时,应更换内部填料。更换方法:关闭电源,并排空系统气体(压力降为零)。将净化管按箭头所指方向旋下,在旋下净化管的端盖,更换硅胶干燥剂。


2、氮气发生器料处理方法,变色硅胶在120℃烘箱中烘烤12小时。分子筛在250℃-300℃的马弗炉中灼烧24小时。


3、更换干燥剂时应该注意将脱脂棉全部放进管子里,保证对密封端面无任何影响,从而确保端盖旋紧后能够密封。


4、氮气发生器安装时按箭头所示方向旋紧,开机后使用皂液检漏,并确保密封。


5、干燥管螺纹表面不允许擅自缠绕各种密封类胶带,否则会导致干燥管开裂,无法密封。


6、氮气发生器工作中消耗电解液,应根据使用状况,定期补充蒸馏水,保证液位在上下限刻度之间。


7、氮气发生器工作不消耗KOH,但建议每半年更换电解液,更换电解液时,先抽出仪器氮气发生器中的废碱液,加入蒸馏水,开动仪器,让系统清洗电解系统约5-10分钟,抽出蒸馏水加入配置好的新电解碱液。


8、氮气发生器流量显示值是根据加载在电解池上的电流转变来的,遇到震动可能会有轻微的变化,显示值在±10内变化属正常范围,但流量供应仍能稳定输出。


2004-08-31 浏览次数:7771次
本文来源:https://www.yiqi.com/daogou/detail_758.html
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