氣相色譜分析實驗中的高純氮氣發(fā)生器原理

時間：2022-5-1閱讀：77

高純氮氣發(fā)生器是一套能提取氮氣的設(shè)備，它主要應(yīng)用領(lǐng)域為：航空航天、核電核能、食品醫(yī)藥、石油化工、電子工業(yè)、材料工業(yè)、工和科學(xué)實驗等領(lǐng)域。為便于大家了解現(xiàn)狀,下面我來介紹幾種應(yīng)用于氣相色譜分析實驗的高純氮氣發(fā)生器原理，僅供大家參考。

1．以電化學(xué)分離法和物理吸附法相結(jié)合的方式

2．采用中空纖維膜分離法

3．采用氣相色譜柱吸附分離技術(shù)

一、電化學(xué)分離法和物理吸附法（需“加液”）概況：

采用電化學(xué)分離法和物理吸附法的高純氮氣發(fā)生器可以制取純氮、氧氣等氣體。它利用恒定電位電解法，采用微孔膜（例如石棉膜）作為兩電極的分隔板，多孔氣體擴散型氧電極為陰極，鎳網(wǎng)為陽極，且電極安裝是采用硬支撐結(jié)構(gòu)。該發(fā)生器可在氮、氧氣室壓差（１ＭＰａ）下穩(wěn)定工作，可避免陰極氫析出，保證產(chǎn)生氣體的純度氮。具體制取氮氣的方法是以空氣為原料將氣體送入有電解液的電解槽，在兩電極間加上電壓≤１.５Ｖ的直流電，此時在槽內(nèi)空氣中氧氣被吸收而獲得氮氣。其電解液采用“強制循環(huán)方式”，由電磁泵帶動電解液在液路中循環(huán)，提高了電解效率。

采用這種原理產(chǎn)生的氮氣存在的問題很多。主要的問題有：

1.加KOH液體（水）的高純氮氣發(fā)生器所產(chǎn)生的氮氣中含水量高且?guī)в幸欢ǜg性，容易造成色譜儀調(diào)試不穩(wěn)定，一旦長時間使用該氮氣必然造成色譜柱柱效降低。

2．利用該原理產(chǎn)生的氮氣如果長時間在常壓（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）條件下使用，會造成嚴(yán)重的返液（回液）現(xiàn)象。為了防止返液，廠家設(shè)計了各種裝置來嘗試解決這個問題，但是均不能解決根本性的問題。畢竟它還是要加液的，一旦防返液的裝置出現(xiàn)故障就會造成氣路及色譜柱報廢，嚴(yán)重的甚至可能導(dǎo)致氣相色譜儀全部報廢。

3.氮氣純度偏低，對色譜儀的熱導(dǎo)檢測器的熱敏元件會造成氧化，時間一久熱導(dǎo)檢測器的靈敏度降低。

鑒于存在以上三點的問題，很多色譜儀廠家、儀器經(jīng)銷商及維修人員均不建議使用該種原理產(chǎn)生高純氮氣發(fā)生器來做氣相色譜儀載氣。

二、采用中空纖維膜法（無需“加液”）：

兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時,由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數(shù)的差異,導(dǎo)致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據(jù)這一特性，可將氣體分為“快氣”和“慢氣”。

當(dāng)混合氣體在驅(qū)動力---膜兩側(cè)壓差的作用下，滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜后在膜滲透側(cè)被富集，而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、一氧化碳、氬氣等則在滯留側(cè)被富集，從而達(dá)到混合氣體分離之目的。

當(dāng)以加壓凈化空氣為氣源時，氮氣等惰性氣體被富集成高純度供生產(chǎn)應(yīng)用，由滲透側(cè)排空的為富氧空氣。氮膜系統(tǒng)可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上，zui高可得到99.9%的純氮。該高純氮氣發(fā)生器可以用于氣相色譜儀做載氣，分析組分成分要求不高的行業(yè)。

三、采用氣相色譜分離技術(shù)（無需“加液”）：

這是一種新型的空氣分離方法，它以壓縮空氣為原料，合成分子篩為吸附劑，采用氣相色譜柱吸附流程,在常溫壓力下,利用空氣中的氧和氮在分子篩中的擴散速度不同,把氧和氮加以分離,氮氣的純度和產(chǎn)氣量可按客戶需要調(diào)節(jié)。所產(chǎn)生氣體流速穩(wěn)定，氮氣純化*，產(chǎn)出的氮氣純度高，zui高可得到99.9995%的純氮，適用于各種氣相色譜檢測器。該系列高純氮氣發(fā)生器只要一按開關(guān)，便可以源源不絕的生產(chǎn)出高質(zhì)量和高純度的氮氣，運行穩(wěn)定可靠，zui重要的是它不需要任何化學(xué)消耗品。操作方便，可24小時無人值守。且它可以在不需任何監(jiān)管和zui低保養(yǎng)的情況下*地運行。

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