膜空分制氮

以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離。和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護量更少、產(chǎn)氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點，它特別適宜于氮氣純度≤98%的中、小型氮氣用戶，有功能價格比。而氮氣純度在98%以上時，它與相同規(guī)格的PSA制氮機相比價格要高出15%以上。

　　鋼瓶氮氣需要向氣體供應(yīng)商購買，一般采用深冷分離法從空氣中獲得，液質(zhì)用氮氣發(fā)生器廠家，適合大規(guī)模工業(yè)制氮;氮氣發(fā)生器的種類、原理和結(jié)構(gòu)多種多樣，從原理上來講，一般分為三種，即：電解法、膜分離法，以及變壓吸附(PSA)&碳分子篩法。

　　一 電解法制氮

　　氮氣發(fā)生器使用電解法制氮原理的氮氣發(fā)生器，其主要特點就是儀器具有電解液儲液桶

　　其主要原理是：原料空氣進入到電解池中，日本液質(zhì)用氮氣發(fā)生器，空氣中的氧在陰極被附而獲得電子，與水作用生成氫氧根離子并遷移到陽極，在陽極處失去電子析出氧氣，因此空氣中的氧不斷被分離，只留下氮氣隨氣路被輸出。

氮氣發(fā)生器

　　二 膜分離法制氮

　　利用膜(中空纖維膜)分離法制氮的基本原理是：當(dāng)兩種或兩種以上的氣體混合物通過中空纖維膜時， 由于氣體在膜中的溶解度和擴散系數(shù)有差異， 因而這些氣體在膜中的相對滲透率是不同的。當(dāng)混合氣體在驅(qū)動力(膜兩側(cè)壓力差) 作用下通過中空纖維膜時， 滲透速率相對快的氣體， 如水、氫氣、硫i化氫、二氧化碳等， 快速透過膜進入膜的另一側(cè)。

　　一般而言，采用膜分離制氮得到的氮氣純度<99.9%，可以用在一般的常量分析之中。

　　三 變壓吸附(PSA)&碳分子篩法制氮

　　1 變壓吸附的原理

　　氮氣發(fā)生器變壓吸附是用于分離混合氣體，提取某一氣體組分的技術(shù)，是指在系統(tǒng)溫度維持不變的情況下，通過升高或降低系統(tǒng)的壓力來不斷地改變吸附劑的吸附量從而達到組分分離的方法;主要體現(xiàn)在較高壓力下進行吸附，在較低壓力下(常壓或真空)使吸附的組分解吸出來，從而得到得到氣體產(chǎn)物。

　　2 變壓吸附用于氧氮分離

　　實驗室制氮過程中常使用分子篩作為變壓吸附中的吸附劑，因此有的廠家稱之為碳分子篩法。

　　制氮的基本過程為：

　　(1)在采用碳分子篩為吸附劑時，碳分子篩對氧氮的吸附速度相差很大。

　　(2)氮氣流出后，通過降低壓力，液質(zhì)用氮氣發(fā)生器原理，分子篩表面上被吸附的氧分子等被解吸排出，從而吸附劑得以再生。

制氮機制取的氮氣有哪幾種純化方式

氮是惰性氣體，常用于高溫處理各種材料或零件的保護氣氛。為此，應(yīng)把氮氣中的雜質(zhì)（氧和水汽）清除到i低水平。

一般來說，由制氮機制取的氮氣中含氧量小于0.5%時，宜采用脫氧劑直接除氧，含氧量為0.5-3%時，宜采用催化劑加氫除氧，含氧量大于3%時可采用分級催化除氧。因為氮氣中含氧量過高，按化學(xué)計量所需的氫氣量大，液質(zhì)用氮氣發(fā)生器報價，一次全部加入時，可能有爆i炸的***；且反應(yīng)中放出的熱量較大，易燒壞催化劑。因此，必須嚴格控制加氫量進行分級除氧。原料氮氣中含氧量過高時，亦可用部分純氮稀釋原料氣，使混合氣體中含氧量小于3%再進行加氫催化除氧。

采用脫氧劑清除雜質(zhì)氧的典型工藝流程：氮氣經(jīng)催化除氧器（除去氧）、水冷卻器和吸附干燥器（除去水汽）、氣體過濾器（除去塵埃顆粒）后，即得純氮產(chǎn)品。

采用加氫催化除氧的典型工藝流程：首先在氮氣中加適量氫氣（添加量為氮氣中含氧量的二倍以上），然后通過催化除氧器（除去氧）、水冷卻器和吸附于燥器（除去水汽）、氣體過濾器（除去塵埃粒）后，即得純氮產(chǎn)品。

當(dāng)?shù)獨庵泻趿枯^大（大于3%），可采用分級加氫催化除氧工藝，氮氣在進入催化除氧器前，需要嚴格控制加氫量，通過催化除氧器1（一次除氧），再加入少量氫氣進入催化除氧器2進行二次除氧。

如果原料氮氣中含氧較高，對純氮又要求不許有過量氫氣存在。此時，氮氣純化裝置采用先加氫催化除氧，再用活性氧化銅等除氫的方法純化氮氣，其典型的工藝流程為：在原料氮氣中根據(jù)氧的含量，添加稍為過量的氫（按化學(xué)計量）后通過催化除氧器除氧，再通過電加熱器和氧化反應(yīng)除去氮氣中的過量氫。常用的脫氫劑除活性氧化銅外，也可用銀分子篩等。

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