氮气发生器的三大工作原理

1，电化学法制氮。氮气发生器变压吸附空分制氮是一种抢先的气体别离技术，以进口碳分子筛为吸附剂，选用常温下变压吸附原理(PSA)别离空气制取高纯度的氮气。在氢气电解池的阴极（产氢气一侧）通入高压空气，在催化剂作用下，氢气和氧气形成微观燃料电池，完成氧化还原反应生产水，宏观上表现即为空气中的氧气被除去，剩余氮气。有几个明显的缺陷：一需用到高浓度氢氧i化钾溶液做电解液，这种强碱溶液与气体直接接触，对气体质量有潜在影响，并有随气路输出的可能性。

2，膜分离制氮。操作人员要守时调查机上三只压力表，对其压力变化作一个平时纪录以备设备毛病剖析，随时调查流量计和氮气纯度情况，已坚持出气的氮气纯度。高压空气通过中空纤维膜组件，氮气分子和氧气分子的扩散速度差别积累，在膜组件输出端形成高纯度的氮气，终形成的产品气纯度i高可达99%，气体流量>5000ml/min，并且可以累加使用，不影响产品质量，在不考虑其它限制条件的情况下，气体装置可以无限扩充。这种制氮方法膜分离制氮在工业上有不少的应用，在实验室主要用于对气体纯度要求不特别高的吹扫、保护、对氧气的置换等。这类发生器的主要优点是流量大，实验室级别产品一般在50L/min上下，并可随意扩充，同时寿命长，膜组件作为核心部件，在空气源稳定的情况下，寿命可达10年，且维护成本极低。

3，PSA变压吸附制氮。（4）运用范围广：能够满足大部分氢气使用的需求，特别在以金属热处理、粉末冶金、电子等主导领域中有了广泛的应用。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。这类发生器可根据需要，调节氮气的纯度和流量，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。

　　钢瓶氮气需要向气体供应商购买，一般采用深冷分离法从空气中获得，适合大规模工业制氮;氮气发生器的种类、原理和结构多种多样，从原理上来讲，一般分为三种，即：电解法、膜分离法，以及变压吸附(PSA)&碳分子筛法。

　　一 电解法制氮

　　氮气发生器使用电解法制氮原理的氮气发生器，其主要特点就是仪器具有电解液储液桶

　　其主要原理是：原料空气进入到电解池中，空气中的氧在阴极被附而获得电子，与水作用生成氢氧根离子并迁移到阳极，在阳极处失去电子析出氧气，因此空气中的氧不断被分离，只留下氮气随气路被输出。

氮气发生器

　　二 膜分离法制氮

　　利用膜(中空纤维膜)分离法制氮的基本原理是：当两种或两种以上的气体混合物通过中空纤维膜时, 由于气体在膜中的溶解度和扩散系数有差异, 因而这些气体在膜中的相对渗透率是不同的。制氮机是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备，根据分类方法的不同，即深冷空分法、分子筛空分法和膜空分法，那么制氮机的特点有哪些呢。当混合气体在驱动力(膜两侧压力差) 作用下通过中空纤维膜时, 渗透速率相对快的气体, 如水、氢气、硫i化氢、二氧化碳等, 快速透过膜进入膜的另一侧。

　　一般而言，采用膜分离制氮得到的氮气纯度<99.9%，可以用在一般的常量分析之中。

　　三 变压吸附(PSA)&碳分子筛法制氮

　　1 变压吸附的原理

　　氮气发生器变压吸附是用于分离混合气体，提取某一气体组分的技术，是指在系统温度维持不变的情况下，通过升高或降低系统的压力来不断地改变吸附剂的吸附量从而达到组分分离的方法;主要体现在较高压力下进行吸附，在较低压力下(常压或真空)使吸附的组分解吸出来，从而得到得到气体产物。5)制氮机气动阀门、电磁阀为动作元器件各型号建议备一只，以防后患。

　　2 变压吸附用于氧氮分离

　　实验室制氮过程中常使用分子筛作为变压吸附中的吸附剂，因此有的厂家称之为碳分子筛法。

　　制氮的基本过程为：

　　(1)在采用碳分子筛为吸附剂时，碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大。

　　(2)氮气流出后，通过降低压力，分子筛表面上被吸附的氧分子等被解吸排出，从而吸附剂得以再生。

制氮机的供应方式

1、瓶装氮气：钢瓶的容积40L，额定充气压力15MPa,瓶内贮有6m3氮气，瓶装氮气适合生产规模特小，氮气需求不大的生产厂家。 2、管道氮气：设有制氮站及临近的工厂，也是一种方便供氮的方式。 

3、液氮：氮气液化后体积缩小643倍（即在标准状态下，1 m3液氮 可汽化成643 m3氮气）有利于贮运，主要用于用氮量较大的工艺。50HZ±5％环境条件：环境湿度：0-40℃相对湿度：≤85％无大量粉尘及腐蚀性气味外形尺寸：300x200x1300mm重量：30Kg。液氮纯度高（≥99.99％），不需任何纯化处理便可直接使用。打开阀门，液氮经过气化器的热交换器，吸收大气中的热量，气化成为气态氮。若以液氮作氮气源，其运输距离很近，一般应在300公里以内。 

4、现场制氮：主要有两种，变压吸附制氮和膜分离制氮的方式 膜分离制氮，结构简单，体积小，但中空纤维膜对压缩空气的清洁要求较高，膜的过滤芯易老化和腐蚀失效，不可修复，需更换新膜，而中空纤维膜需从国外进口，价格昂贵，纯度低，所以食品行业没有推广。七十年代西德埃森矿业公司成功开发了碳分子筛，为PSA空分制氮工业化铺平了道路。