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高纯氮气发生器的工作原理分析

发布日期: 2021-09-30
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  氮气发生器是一款经济实用的实验室氮气源产品,与传统的实验室氮气钢瓶相比较,其安全性能得到了很大的提升。用它来代替实验室用钢瓶是一个较好的选择。其采用了超高分子量渗透膜分离技术及有效的除湿装置,降低了原始湿度,并且能够在停机后自动排出水分。同时使用了金属聚合物除湿及两级吸附,使氮气纯度大大提高。
  设计要点
  运行压力:高纯氮气发生器的设计运行压力一般为4-8 bar,该数值需要满足吸附剂的使用规范。
  输出流量:根据用户要求确定高纯氮气发生器的输出流量,一般在500-2000 NL/h之间。
  出气纯度:高纯氮气发生器的出气纯度一般为99.9995%以上,需要保证高纯度氮气的质量,并避免对生产过程和产品造成影响。
  吸附剂选择:吸附剂的选择应符合《工业纯氮生产技术要求》和《GB/T17502-1998气态分子筛》等相关标准。
  操作环境和安全:设计过程需要考虑操作环境和安全问题,符合《压力容器安全技术监察规定》和《压力容器设计规则》等标准。
  程序和标准文件:设计过程中需要制定相应的程序和标准文件,符合《ISO9001质量管理体系》和《ISO14001环境管理体系》等标准。
   高纯氮气发生器是根据电催化法进行空气分离原理制成。其中电解池是利用燃料电池的逆过程设计而成。当压力稳定且纯净的原料空气进入到电解池中,空气中的氧在阴极被吸附而获得电子并与水作用生成氢氧根离子并迁移到阳极,然后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。再经过后级过滤、稳压、稳流处理从而得到高纯的氮气。
       高纯氮气发生器技术的基本原理是利用吸附剂的选择性分离和过滤空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气及其他杂质,只允许氮气通过吸附剂并进入内部氮气罐。经过一段时间后,吸附饱和的吸附剂将自动切换至另一个吸附剂柱继续工作,已饱和的吸附剂经过快速降压,将吸附捕捉的氧气释放到空气中,从而被活化再生。两个吸附剂柱的吸附和净化再生过程交替进行,以此连续产生洁净、干燥的高纯氮气。
 
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