氮氣發生器在氣相色譜的應用及其工作原理
氮氣發生器是一種*的氣體分離技術，以進口碳分子篩(cms)為吸附劑，采用常溫下變壓吸附原理(psa)分離空氣制取高純度的氮氣。變壓吸附空分制氮(簡稱p.s.a制氮) 是一種*的氣體分離技術，以進口碳分子篩(cms)為吸附劑，采用常溫下變壓吸附原理(psa)分離空氣制取高純度的氮氣。
氮氣發生器能否很好地應用于氣相色譜分析實驗，與發生器的原理有很大關系，氮氣發生器的工作原理大致分為三種：
1、以電化學分離法和物理吸附法相結合的方式
采用這種原理產生的氮氣存在的問題很多。主要的問題有：
加koh水溶液的氮氣發生器所產生的氮氣中含水量高且帶有一定腐蝕性；
存在返液現象；
氮氣純度偏低，對色譜儀的熱導檢測器的熱敏元件會造成氧化，時間一久熱導檢測器的靈敏度降低。
鑒于存在以上三點的問題，很多色譜儀廠家、儀器經銷商及維修人員均不建議使用該種原理產生氮氣的發生器來做氣相色譜儀載氣。
2、采用中空纖維膜分離
氮膜系統可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上，zui高可得到99.9%的純氮。該氮氣發生器可以用于氣相色譜儀做載氣，僅適用于分析組分成分要求不高的行業。
3、采用氣相色譜技術用新型合成分子篩分離
這是一種新型的空氣分離方法，它以壓縮空氣為原料，合成分子篩為吸附劑，氣相色譜分離吸附流程,在常溫低壓下,利用空氣中的氧和氮在分子篩中的擴散速度不同,把氧和氮加以分離,氮氣的純度和產氣量可按客戶需要調節。所產生氣體流速穩定，氮氣純化*，產出的氮氣純度高，zui高可得到99.9995%的純氮，適用于各種氣相色譜檢測器。該發生器可以生產出高質量和高純度的氮氣，運行穩定可靠，不需要任何化學消耗品。操作方便，可24小時無人值守。且它可以在不需任何監管和zui低保養的情況下*地運行。
綜上所述，采用氣相色譜分離技術用合成分子篩分離法的氮氣發生器優于采用電化學分離法和物理吸附法以及中空纖維膜法的氮氣發生器。它可以應用于國內外各種不同類型的氣相色譜儀用作載氣，是性能優良維護方便的新一代氮氣發生器。
一、采用中空纖維膜法（無需“加液”）
兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時，由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數的差異，導致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據這一特性，可將氣體分為“快氣”和“慢氣”。
當混合氣體在驅動力——膜兩側壓差的作用下，滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜后在膜滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、一氧化碳、氬氣等則在滯留側被富集，從而達到混合氣體分離之目的。
當以加壓凈化空氣為氣源時，氮氣等惰性氣體被富集成高純度供生產應用，由滲透側排空的為富氧空氣。氮膜系統可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上，zui高可得到99.9%的純氮。
這種氮氣發生器的工作原理分離制氮在工業上有不少的應用，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。這類發生器的主要優點是流量大，同時壽命長，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，國內不能提供，成本較高，儀器價格也相對高。
二、電化學法制氮（需“加液”）
采用電化學法制氮的發生器可以制取純氮、氧氣等氣體。它利用恒定電位電解法，采用微孔膜(例如石棉膜)作為兩電極的分隔板，多孔氣體擴散型氧電極為陰極，鎳網為陽極，且電極安裝是采用硬支撐結構。該發生器可在氮、氧氣室壓差(1mpa)下穩定工作，可避免陰極氫析出，保證產生氣體的純度氮。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，此時在槽內空氣中氧氣被吸收而獲得氮氣。其電解液采用“強制循環方式”，由電磁泵帶動電解液在液路中循環，提高了電解效率。
這種氮氣發生器的工作原理可以產出zui高99.995%的氮氣，但有幾個明顯的缺陷：其一，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，對氣體質量有潛在影響，并有隨氣路輸出的可能性；其二，單位成本高，不適合做大流量氮氣發生器；其三，反應過程只去除了空氣中的氧氣，其它雜質氣體并沒有涉及，并且反應過程對電解池制作技術要求很高，不合適的電解池制作技術會造成氮氣純度數量級的降低。但是，這類氮氣發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，總費用不過幾千元，是一種低成本的氮氣發生器的工作原理解決方案。
三、psa變壓吸附制氮（無需“加液”）
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品氣為另一根解析，實現分子篩在線再生，整體表現即為儀器持續輸出高純氮氣。
這類發生器可根據需要，調節氮氣的純度和流量，zui高可生產99.999%的氮氣產品，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，可根據每個需求具體定制，適用于各種氣相色譜檢測器。
如上所述，氮氣發生器的工作原理采用psa變壓吸附制氮技術的氮氣發生器優于采用電化學分離法和物理吸附法以及中空纖維膜法的氮氣發生器。它可以應用于國內外各種不同類型的氣相色譜儀用作載氣，是一款性能優良，維護方便的新一代氮氣發生器，具有世界水平。
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1、以電化學分離法和物理吸附法相結合的方式
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加koh水溶液的氮氣發生器所產生的氮氣中含水量高且帶有一定腐蝕性；
存在返液現象；
氮氣純度偏低，對色譜儀的熱導檢測器的熱敏元件會造成氧化，時間一久熱導檢測器的靈敏度降低。
鑒于存在以上三點的問題，很多色譜儀廠家、儀器經銷商及維修人員均不建議使用該種原理產生氮氣的發生器來做氣相色譜儀載氣。
2、采用中空纖維膜分離
氮膜系統可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上，zui高可得到99.9%的純氮。該氮氣發生器可以用于氣相色譜儀做載氣，僅適用于分析組分成分要求不高的行業。
3、采用氣相色譜技術用新型合成分子篩分離
這是一種新型的空氣分離方法，它以壓縮空氣為原料，合成分子篩為吸附劑，氣相色譜分離吸附流程,在常溫低壓下,利用空氣中的氧和氮在分子篩中的擴散速度不同,把氧和氮加以分離,氮氣的純度和產氣量可按客戶需要調節。所產生氣體流速穩定，氮氣純化*，產出的氮氣純度高，zui高可得到99.9995%的純氮，適用于各種氣相色譜檢測器。該發生器可以生產出高質量和高純度的氮氣，運行穩定可靠，不需要任何化學消耗品。操作方便，可24小時無人值守。且它可以在不需任何監管和zui低保養的情況下*地運行。
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一、采用中空纖維膜法（無需“加液”）
兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時，由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數的差異，導致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據這一特性，可將氣體分為“快氣”和“慢氣”。
當混合氣體在驅動力——膜兩側壓差的作用下，滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜后在膜滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、一氧化碳、氬氣等則在滯留側被富集，從而達到混合氣體分離之目的。
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