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大流量氮氣發生器之膜分離技術和變壓吸附技術對比

點擊次數:1726 更新時間:2022-07-18
   大流量氮氣發生器作為實驗室常用設備之一,作為氮氣供氣源,用途廣泛。其中,對質譜和氣相色譜的正常運行起到重要作用。那么,該如何選擇合適的氮氣發生器呢?膜分離技術和變壓吸附技術是現今氮氣發生器的兩種主要制氮技術。兩種制氮技術各有特點和優勢。
  膜分離技術介紹
  壓縮空氣通過中空纖維膜,由于不同氣體分子直徑不同,當空氣通過膜的時候,分子直徑較小的氧氣、二氧化碳和水蒸汽會通過中空纖維膜管道上的小孔,進而排到大氣中去。在膜的出口,大分子直徑的氮氣分子和惰性氣體氬氣都被收集起來,輸送到應用設備。這種氮氣分離提取技術簡單有效,無需任何移動部件。
  變壓吸附技術介紹
  變壓吸附制氮的填充材料是碳分子篩,是一種多孔疏松的棒狀碳顆粒,當壓縮空氣通過碳分子篩時,同樣也是根據氣體分子直徑的不同,碳分子篩會吸附水汽和氧氣,但是,氮氣不會被吸附,從而被分離。變壓吸附的過程包括吸附解壓-重生階段。
  變壓吸附技術和膜分離技術來生產氮氣,各有優勢。但是,對于某些特定的應用設備,使用其中的一種分離技術比另一種更有優勢。具體使用哪種技術更好更合適要取決于應用和流速要求,不能一概而論。而需要強調的是,氮氣膜和碳分子篩都不是消耗品,都無需定期更換。
  大流量氮氣發生器兩種技術對比:
  1.尺寸和重量
  氮氣膜尺寸小,重量輕,結構緊湊,更輕盈小巧,甚至發生器能放在標準實驗臺下,這些對于空間很有限的實驗室而言無疑是好的選擇。
  2.噪音
  膜分離技術不產生任何噪音,這也就意味著膜分離氮氣發生器能放在應用儀器旁邊,安靜地工作,無需將發生器放在另外一個房間,從而減少了管道延長所產生的額外費用,也避免了管道漏氣的風險。
  3.純度
  氮氣在不同分析儀器中所起的作用不同,所以對純度的需求也不同,LC-MS所用的氮氣主要作為霧化氣及保護氣,純度95%就*能滿足需求。理想化狀態下,變壓吸附所能達到的zui大純度要優于膜分離技術。但變壓吸附所產生的氮氣純度與進氣量、壓力、氣源質量都有很大的關系,如果氣源不潔凈或者氣量壓力不夠,那純度會大大降低,不能單純認為變壓吸附純度一定高。
  4.露點,含水量
  決定氮氣露點含水量的因素,除了分離技術外,進氣質量和過濾系統也至關重要。對于碳分子篩的變壓吸附,如果前端處理不當,不僅除水能力下降,而且會污染碳分子篩,久而久之碳分子篩就失去了吸附的能力。對于膜分離,如果有較好的前端處理和除水設計,同樣可以有效除水,降低露點。
  5.空壓機的負荷
  膜分離和變壓吸附對空氣氣量的需求不同。對于膜分離,純度越高,需要的空氣越多,空壓機負荷越大。對于變壓吸附,會有反吹現象,所以用氣量要遠高于理論值,不能簡單的按照空氮比得出實際空氣量,相應空壓機負荷也大于理想情況。
  6.維護保養
  膜分離技術移動部件少,所以維護簡單。一旦發生器出了問題,小而輕的氮氣膜占用空間小,讓發生器的維護以及零配件的更換都非常方便,同時,也降低了維護和維修成本,節約了時間。另外氮氣膜的工作無需很多電子部件的管理和控制,所以可以將更多的電子部件用于監控核心技術參數,保證了發生器的穩定性。變壓吸附相對移動部件、電子控件都多,所以維修維護較為繁瑣。
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