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氮氣發(fā)生器如何制得氮氣

點擊次數:1260 更新時間:2022-08-02

 氮氣是空氣中體積分數Z大的一種惰性氣體,化學分子式為N2,通常狀態(tài)下無色無味,比空氣密度小。氮氣化學性質不活潑,常溫下難與其他物質進行反應,因此通常被用作保護氣體,液氮可用作深度冷凍劑,高純氮氣可用作色譜等儀器的載氣,氮氣的性質決定了它的用途的廣泛。 
而實驗室中氮氣通常的來源主要由3種:1.管道氣,2.氮氣罐,3.氮氣發(fā)生器。
 第1種比較適合大型工廠,建設費用高昂,第2種通常會因儲存和運輸的麻煩而有的局限性,一種操作靈活可控,越來越受到實驗室使用。
  氮氣發(fā)生器是如何產生氮氣的呢,通常來說,有三種方法。
1.電化學制備氮氣
將高壓空氣從氫氣電解池的陰極一側通入,在催化劑的催化作用下,進行2H2+O2=2H2O的氧化還原反應,通過此方法可去除空氣中的O2,產出高達99.995%N2,然而此方法有的局限性。一是此方法只是單純的去除空氣中的O2,對于空氣中的其他雜質并未提及,二是單位成本過高,因此此方法通常用來制備少量的氮氣。
2. 膜分離制備氮氣
利用N2分子和O2分子的擴散速度的不同,將高壓空氣通過中空纖維膜組件,在輸出端就可以積累純度高達99%的氮氣,這種方法在不考慮其他限制的條件下,可以累加使用,因此常用在實驗室對氣體純度不高的保護、吹掃等操作實驗中,但是由于其氮氣純度不能達到高純級,且膜組件成本較高、儀器價格也相應的過高。
3. PSA變壓吸附制備氮氣
通過利用在分子篩中,N2與其它氣體分子的吸附能力不同,從而形成差異的濃度,分子篩柱末端可以獲得高純氮氣,利用這種方法研制的氮氣發(fā)生器可以讓用戶根據個人實際要求,來產生不同純度的氮氣,Z高可達99.999%,這種方法的難點是分子篩柱填裝技術,分子篩填裝不好,會因為氣體高低壓頻繁變化,導致分子篩受損,微孔數量減少,從而使得性能降低,純度因此也會受到影響。


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