氮氣發(fā)生器利用壓縮機對氮氣進行壓縮,貯藏在貯氣罐內(nèi),方便日后使用,壓縮器主要由壓縮機、儲氣罐、過濾器、干燥器等組成;
壓縮空氣經(jīng)壓縮后進入冷干機降溫脫水,在經(jīng)過過濾器除油、除塵;
然后進入裝有碳分子篩的吸附塔,選擇性地吸附掉氧氣、二氧化碳等雜質(zhì)氣體組分,產(chǎn)生高純度氮氣。
空氣源中混合氣體在通過中空纖維膜時,由于溶解度以及擴散系數(shù)的差異,導(dǎo)致不同氣體在膜中滲透速度不同。
氮氣滲透速率相對較慢,進而在膜中滯留,從而達到分離純化作用。
該儀器利用氮氣與其它氣體分子在分子篩中的吸附能力差異,形成濃度差異的積累,在分子篩柱末端產(chǎn)出高純度氮氣。
同時利用兩根分子篩柱,一根吸附的同時引出一部分產(chǎn)品氣為另一根解析,實現(xiàn)分子篩在線再生,整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮氣。
該儀器采用電化學(xué)分離法和物理吸附法相結(jié)合的方式制取純氮氣;
利用恒定電位電解法,采用微孔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)生器可在氮氣室壓差下穩(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。
可調(diào)節(jié)氮氣的純度和流量,可生產(chǎn)99.999%的氮氣產(chǎn)品,流量可從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鐘,純度大小配置靈活;
可根據(jù)每個需求具體定制,適用于各種氣相色譜檢測器。
這種方法可以產(chǎn)出高純度氮氣,但有幾個小缺陷:
需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液,這種強堿溶液與氣體直接接觸,對氣體質(zhì)量有潛在影響,并有隨氣路輸出的可能性;單位成本高,不適合做大流量發(fā)生器;
反應(yīng)過程只去除了空氣中的氧氣,其它雜質(zhì)氣體并沒有涉及,并且反應(yīng)過程對電解池制作技術(shù)要求很高,不合適的電解池制作技術(shù)會造成氮氣純度數(shù)量級的降低。
但是,氮氣發(fā)生器作為一種小流量氮氣來源,常被用于色譜載氣和小容量保護,總費用不高,是一種低成本的解決方案。
1)空氣過濾器,冷凍干燥機,空氣儲罐沒有正常排水。
2)冷凍干燥機不制冷沒有人員及時發(fā)現(xiàn)。
3)制氮機前部沒有配活性炭除油器.
4)制氮機消音器有大量黑色顆粒噴出。
5)有部分氣動閥損壞.
6)設(shè)備使用到現(xiàn)在沒有更換過空氣過濾器濾芯。
解決問題如下:
1)空氣儲罐排污口加裝定時排水器,以減少后處理的負荷壓力。
2)備的正常使用要注意檢查每個定時排水器是否正常排水,空氣壓力是否滿足0.6mpa以上,摸冷干機進出口對比,是否有制冷效果。檢查氮氣純度是否穩(wěn)定。
3)空氣過濾器必須按照4000小時換一次的頻率來做。
4)活性炭過濾器可以有效過濾油污,可以延長優(yōu)質(zhì)碳分子篩使用壽命,活性炭需在3000小時或4個月更換一次。
5)制氮機氣動閥門、電磁閥為動作元器件各型號建議備一只,以防后患。
制氮機維修施工現(xiàn)場指導(dǎo)步驟分為:
1)準備工作負責(zé)現(xiàn)場施工,人員5人,各類工具一套,焊機,割機,相應(yīng)管道諾干,我公司所購部件一套。
2)施工步驟:簡單清潔現(xiàn)場,斷氣斷電,兩人拆下吸附塔封頭,兩人拆下制氮機所有管道,清除吸附塔內(nèi)廢料,需清理干凈,檢查氮氣設(shè)備吸附塔頂部和底部分流板是否損壞,損壞及時修理。所有管道要用壓縮空氣吹掃干凈,氣動閥門檢查密封圈受損情況,嚴重的需要更換氣動閥門??諝馓幚聿糠诌^濾器更新,活性炭過濾器管道改造有1人同步施工。所有工作完成,安裝所有管道和閥門,通氣通電,將整個系統(tǒng)管道吹掃一次,開始碳分子篩裝料作業(yè),具體有現(xiàn)場指導(dǎo)人員指導(dǎo),裝料結(jié)束后啟動制氮機,一邊檢查各接口是否漏氣,一邊檢測氮氣純度和產(chǎn)能。
3)所有工程結(jié)束后,請注意日常使用和注意事項。設(shè)備維修改造完畢后,嚴格按照注意事項操作,不然后問題又會重演
1)制氮機純度:98%
2)制氮機產(chǎn)能:200立方每小時
3)氮氣壓力:0-0.65mpa之間可調(diào)
4)碳分子篩使用壽命每年以5%的產(chǎn)能遞減(因為碳分子篩老化問題,不可避免)
5)進口碳分子篩使用壽命廠家建議5-8年,建議5年更換一次。
1、PSA變壓吸附制氮。
利用氮氣與其它氣體分子在分子篩中的吸附能力差異,形成濃度差異的積累,在分子篩柱末端產(chǎn)出高純度氮氣。同時利用兩根分子篩柱,一根吸附的同時引出一部分產(chǎn)品氣為另一根解析,實現(xiàn)分子篩在線再生,整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮氣。這類發(fā)生器可根據(jù)需要,調(diào)節(jié)氮氣的純度和流量,較高可生產(chǎn)99、999%的氮氣產(chǎn)品,流量可從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鐘,純度大小配置靈活,可根據(jù)每個需求具體定制。
2、電化學(xué)法制氮。
在氫氣電解池的陰極(產(chǎn)氫氣一側(cè))通入高壓空氣,在催化劑作用下,氫氣和氧氣形成微觀燃料電池,完成氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)水,宏觀上表現(xiàn)即為空氣中的氧氣被除去,剩余氮氣。這種方法可以產(chǎn)出較高99、995%的氮氣,但有幾個明顯的缺陷:一需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液,這種強堿溶液與氣體直接接觸,對氣體質(zhì)量有潛在影響,并有隨氣路輸出的可能性;二單位成本高,比如標稱產(chǎn)氮300ml/min,實際穩(wěn)定使用150ml/min,不適合做大流量氮氣發(fā)生器;三反應(yīng)過程只去除了空氣中的氧氣,其它雜質(zhì)氣體并沒有涉及,并且反應(yīng)過程對電解池制作技術(shù)要求很高,不合適的電解池制作技術(shù)會造成氮氣純度數(shù)量級的降低。這類氮氣發(fā)生器作為一種小流量氮氣來源,總費用不過幾千元,常被用于色譜載氣和小容量保護,是一種低成本的解決方案;
3、膜分離制氮。
高壓空氣通過中空纖維膜組件,氮氣分子和氧氣分子的擴散速度差別積累,在膜組件輸出端形成高純度的氮氣,最終形成的產(chǎn)品氣純度較高可達99%,氣體流量>5000ml/min,并且可以累加使用,不影響產(chǎn)品質(zhì)量,在不考慮其它限制條件的情況下,氣體裝置可以無限擴充。這種制氮方法膜分離制氮在工業(yè)上有不少的應(yīng)用,在實驗室主要用于對氣體純度要求不特別高的吹掃、保護、對氧氣的置換等。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點是流量大,實驗室級別產(chǎn)品一般在50L/min上下,并可隨意擴充,同時壽命長,膜組件作為核心部件,在空氣源穩(wěn)定的情況下,壽命可達10年,且維護成本極低;缺點是氮氣純度不能達到高純級,膜組件目前均為進口,國內(nèi)不能提供,成本較高,儀器價格也相對高。