氮气发生器的工作原理
氮气发生器的工作原理
制氮机的工作原理分为三种，1.电化学制氮法； 2、膜分离制氮； 3、PSA变压吸附制氮，下面为大家详细讲解：
制氮机的工作原理\n1．电化学法制氮
高压空气进入氢气电解槽的阴极（产生氢气的一侧）。在催化剂的作用下，氢气和氧气形成微型燃料电池，完成氧化还原反应生成水。宏观表现是除去空气中的氧气，留下氮气。这种方法可以产生99.995%的氮气，但有几个明显的缺点：需要使用高浓度氢氧化钾溶液作为电解液。这种强碱性溶液与气体直接接触，对气体质量有潜在影响。 , 且有气路输出的可能；二、单位成本高；三反应过程只去除空气中的氧气，不涉及其他杂质气体，反应过程对电解槽生产技术要求高，不当的电解槽制造技术会导致氮气纯度降低几个数量级。这类制氮机是低流量制氮源，总成本只有几千元。常用于色谱载气和小容量保护。这是一个低成本的解决方案。
2、膜分离制氮
高压空气通过中空纤维膜组件，氮和氧分子扩散速度的差异累积，在膜组件的输出端形成高纯氮气，形成的产品气体纯度可达99 %。气体流量>5000ml/min，可累计使用，不影响产品质量。气体装置可以无限膨胀，无需考虑其他限制条件。这种制氮方法膜分离制氮在工业上有很多应用。在实验室中，主要用于气体纯度要求不高的氧气的吹扫、保护和置换。
这种发电机的主要优点是流量大。实验室级产品一般在50L/min左右，可以随意扩容。同时，它们的寿命很长。膜组件是核心部件，寿命可达气源稳定时。 10年，维护成本极低；缺点是氮气纯度达不到高纯水平，膜组件目前为进口，国内无法提供，成本较高，仪器价格较高。
3、PSA变压吸附制氮
利用分子筛中氮气与其他气体分子吸附能力的差异，形成浓度差的累积，在分子筛柱的末端产生高纯氮气。同时使用了两个分子筛柱。分筛在线再生，综合性能是仪器持续输出高纯氮气。
该型发生器可根据需要调节氮气纯度和流量，可生产99.999%的氮气产品。流量可以从每分钟几百毫升到几十升到几立方米。发生器的纯度和尺寸可灵活配置。需要特定的定制。主要技术难点是分子筛柱填料技术。如果分子筛不装填，会导致分子筛在气体高低压频繁变化中相互摩擦而粉化，微孔数量减少，分子筛性能急剧下降。
制氮机主要特点：
1、程序控制
制氮机控制系统采用专用芯片。所有工作过程均在程序控制下完成。自动恒压、恒流，氮气流量可根据用量从0-300ml/min自动调节。
2. 先进技术
电解槽采用立式单液面双阴极。新型膜分离技术，催化层采用PCAN载体和贵金属催化剂，使电解槽催化效率高，产气量大，氮气纯度高。电解槽出厂前经过100小时以上的高压大电流老化测试，电解槽性能稳定。工作状态极其稳定。
3. 三段催化
电解槽中除了二级催化外，还有三级催化。该催化剂采用新型贵金属，使输出氮氧含量小于3ppm。
4、制氮湿度低。
制氮机采用超高分子量渗透分离技术和有效的除湿装置，降低原有湿度，停机后可自动排水。制氮机采用金属聚合物除湿和二级吸附，大大提高了氮气的纯度。
5、操作方便
免去搬运钢瓶的劳动，省去搬运钢瓶的痛苦。只需打开电源开关即可用于制氮。可连续或间歇使用，产氮量稳定不衰减。
6、制氮机**可靠。
配有安装装置，灵敏可靠。
氮气发生器对色谱和质谱有什么影响？
氮气发生器对色谱图的影响常常被忽视，即发生器中的开关电源会对电网电压造成一定的干扰（压缩机的启停也会），所以色谱仪必须稳定电源当然，很少有用户不需要稳压电源。
对于色谱，氮气发生器产生氮气后，需要进行脱水脱氧（加脱水脱氧管），否则会损坏ECD检测器。
对于质谱分析，国产制氮机达不到高流速，所以现在，许多人仍然使用液氮罐来支持 LC/MS 所需的氮气流量。
值得提醒的是，氮气发生器只能收集实验室内或非常靠近实验室的空气作为来源，而且实验室内的空气经常受到污染，有机溶剂的含量是由于预实验的处理工艺等原因（除GC针头清洗溶剂挥发和液相流动相挥发外）难免超标。
制氮机以空气为原料，碳分子筛为吸附剂，利用变压吸附原理，通过碳分子筛选择性吸附氧和氮来分离氮和氧，俗称PSA氮气。与传统制氮方法相比，制氮机工艺流程简单，自动化程度高，产气快（15-30分钟），能耗低，产品纯度可根据用户在较大范围内调节需求、运行维护方便、运行成本低、装置适应性强等特点，在1000Nm3/h以下制氮机中颇具竞争力，越来越受到中小型制氮用户的青睐。制氮机已成为中小型制氮机。用户的理想方法。