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氮气发生器的工作原理

2020-06-17 点击:

高纯氮气发生器以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法,通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。高纯氮气发生器与传统制氮法相比,它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15~30分钟)、能耗低,高纯氮气发生器的纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节,操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点,故在1000Nm3/h以下高纯氮气发生器中颇具竞争力,越来越得到中、小型氮气用户的欢迎。
 
  高纯氮气发生器目前在制氮、制氧领域内使用较多的是碳分子筛和沸石分子筛。高纯氮气发生器分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在分子筛表面的扩散速率不同,碳分子筛是一种兼具活性炭和分子筛某些特性的碳基吸附剂。碳分子筛具有很小微孔组成,高纯氮气发生器孔径分布在0.3nm ~ 1nm之间。较小直径的气体(氧气)扩散较快,较多进入分子筛固相,这样气相中就可以得到氮的富集成分。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,这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联,交替进行加压吸附和解压再生,从而获得连续的氮气流。
 
  高纯氮气发生器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。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。

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