氮氣發(fā)生器的簡單分析

氮氣發(fā)生器從制氮原理上來分有變壓吸附法、中空纖維膜分離法、電化學(xué)分離法三種。

1.變壓吸附法：氮氣純度99.999%，流量范圍為0-10升/min,市場價格大約在10萬人民幣左右。

2.中空纖維膜分離法：氮氣純度99.999%，流量范圍為0-10升/min,市場價格大約在10-15萬人民幣。

3.電化學(xué)分離法：氮氣流量在0.3-0.5L/min, 氧含量可以控制在幾個ppm， 氣體露點根據(jù)吸附劑效能可以達(dá)到-55℃。價格為1萬左右。目前國內(nèi)配套氣相色譜儀的氮氣發(fā)生器主要是該類型的。

電化學(xué)分離法的氮氣來自于在電解分離池, 空氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)過電解分離池后, 在電解液和貴金屬及電場作用下被分離。電解分離池內(nèi)電解液主要為KOH或NaOH與蒸餾水配制而成, 一些廠家為了節(jié)省制造成本，選用低價格的不銹鋼（貴金屬的含量極低），因而使電解分離池在強(qiáng)堿液及電場的作用下極易損壞，降低了氮氣的純度，影響到儀器的正常使用。電化學(xué)分離法制造氮氣還要求整個氣液系統(tǒng)有完善的自動控制功能，否則在突然斷電停機(jī)時，電解分離池內(nèi)沒有電場的作用，空氣不能被分離，輸出將的是大量的空氣，如果不能及時的關(guān)閉氮氣輸出，大量的空氣直接進(jìn)入色譜柱將造成色譜柱提前損壞。所以在氮氣輸出氣路中增加斷電保護(hù)切換閥是必須的。

目前市場上的氮氣發(fā)生器一般都具有啟動后延時排空的功能，即氮氣發(fā)生器在剛剛開機(jī)的10分鐘內(nèi)，由于氣體純度低及管路系統(tǒng)內(nèi)有空氣，所以需要把輸出的氣體排空到大氣。排空氣體的流量控制，大多數(shù)廠家都采用在排空閥出口加固定氣阻，這種方法在排空的過程中，可以控制輸出的氣體流量，但是排空結(jié)束，氮氣切換到色譜氣路中時，由于輸出的氮氣要很快在連接的管路內(nèi)建立壓力，所以會使氮氣發(fā)生器輸出流量很快增大，電解分離池在短時間內(nèi)來不急分離空氣，從而使大量的沒有分離過的空氣直接進(jìn)入色譜系統(tǒng)，造成色譜柱損壞或者脫氧管很快失效。一些廠家在排空口前增加針型閥來限流，這種方法會出現(xiàn)另外的問題，當(dāng)?shù)獨庀到y(tǒng)從排空切換到正常供氣狀態(tài)時，由于色譜儀的柱頭壓力逐漸上升穩(wěn)定后，針型閥的輸出流量會慢慢變小，如果要想得到正常的流量需要再次調(diào)節(jié)針型閥通徑，這樣會使穩(wěn)定的高純度氮氣系統(tǒng)再次被污染。要想的到高純度而又穩(wěn)定的氮氣除克服上述問題，還須克服電解分離池的堵塞和返液現(xiàn)象。