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實驗室應用的氮氣發(fā)生器穩(wěn)定的兩種技術分別為:
1. 變壓吸附技術Pressure Swing Adsorption 2. 膜分離技術 Membrane
以下對于兩種技術產(chǎn)出氮氣的方式做進一步的說明:
一、 變壓吸附技術(簡稱PSA)
以進口碳分子篩(MSC)為吸附劑，利用氧(O2)、氮(N2)兩種氣體分子大小不同
氮分子較大3.1A 氧分子較小 2.9A
(紅色為氧氣-綠色為氮氣)
將空氣加壓的時后，直徑較小的氧分子(O2)擴散速率較快，進入碳分子篩微孔較多，直徑較大的氮分子(N2)擴散速率較慢，進入碳分子篩微孔較少。如此氮氧分離，將氧氣吸附，氮氣排出。左槽在加壓吸附氧氣并產(chǎn)生氮氣時，右槽便解除壓力恢復常壓，排出氧氣及雜氣。兩桶輪流加壓、減壓，實現(xiàn)持續(xù)不斷地產(chǎn)生高純度氮氣。
PSA制氮技術成熟與否關鍵看以下三點:
：兩塔交錯吸附的閥件控制時間，須有精密的計算經(jīng)驗并按特定可編程序嚴格控制時序，才可做出穩(wěn)定的高純度氮氣。
第二：碳分子篩(MSC)的質(zhì)量-正常來說碳分子篩一旦填充便不需添加或更換。若使用品質(zhì)不佳的碳分子篩，可能造成粉化或效能降低，導致需要添加或更換。
第三：填充技術-碳分子篩需要有良好的填充技術，否則填充不夠密實也有可能在高壓空氣的持續(xù)增壓、釋壓的狀況下，造成分子篩的損壞。
二.、膜分離技術 Membrane
膜分離技術是以中空纖維膜組為核心技術，利用氧、氮兩種氣體分子大小及擴散速率不同，將氮氣、氧氣分離。
將高壓空氣由膜纖維孔中流入，在壓力作用下，氣體分子在膜壁上吸附、擴散、然后滲出到膜外。氧、二氧化碳、水蒸氣、乙炔等滲透速率高的快氣，由高壓內(nèi)側(cè)經(jīng)由纖維壁滲出，被排出膜組；氮氣等滲透速率低的慢氣，持續(xù)留在在中空纖維膜內(nèi)，由膜組的末端排出，實現(xiàn)空氣中氧、氮分離。中空纖維膜較容易受到環(huán)境溫度、濕度等影響，如果比較在意純度的應用，建議要時常檢測純度，并注意前端的精密過濾維護，維護不良可能造成純度快速遞減、需要時常更換膜的狀況。
那么問題來了，到底是膜制氮好還是變壓吸附制氮好呢？
需要自己回答以下兩個問題：
1. 我需要用到低溫嗎?
需要->杜瓦罐
不需要->氮氣發(fā)生器
2. 我需要的氮氣純度是多少?
97%以下: 膜式氮氣發(fā)生器或變壓吸附PSA氮氣發(fā)生器可任意選擇
97%以上: 變壓吸附式氮氣發(fā)生器
回答完以上問題之后，就可以初步選定自己該使用什麼樣的型式，接下來說明以上的判定方式及原因。
1. 我需要用到低溫嗎?
需要->杜瓦罐
不需要->氮氣發(fā)生器
氮氣發(fā)生器出來的是常溫氮氣，杜瓦罐出來的是低溫液態(tài)氮，再氣化成氮氣。因為氣化過程中有耗損、及運送需要運輸成本等等，對于環(huán)境資源都是一種浪費，因此，除非需要低溫，否則建議使用氮氣發(fā)生器，自己可以擁有氣體制造權(quán)，還可降低碳排放量，節(jié)能又環(huán)保!
2. 我需要的氮氣純度是多少?
97%以下: 膜式氮氣發(fā)生器
97%以上: 變壓吸附式氮氣發(fā)生器
因為膜分離式產(chǎn)氣快的特性，在97%以下時，膜的空氮比轉(zhuǎn)換效率較好，且因為膜的純度會衰減，因此建議氮氣純度需求不高時使用膜分離制氮，例: 氮氣吹掃、干燥箱...等等，可降低設備的采購成本。
膜分離的空氮比:
| 膜制氮
| 99.9
| 99.5
| 99
| 97
| 95
|
| 純度
| %
| %
| %
| %
| %
|
| 所需空氣：
| 不適用
| 7.6:
| 5.5:
| 3.4:
| 2.9:
|
| 產(chǎn)出氮氣：
| 1
| 1
| 1
| 1
|
而在純度97%以上時，變壓吸附式的空氮比轉(zhuǎn)換效率較高，也代表儀器對氮氣純度有一定要求，因此建議使用變壓吸附式。
(注:空氮比指的是，產(chǎn)出相同單位氮氣所需空氣的倍數(shù)，空氮比越低越好，代表著所需要供給的空氣更少，更節(jié)能，更小的空壓機和更低的設備噪音)。
PSA制氮的空氮比：
| PSA制氮
| 99.9
| 99.5
| 99
| 97
| 95
|
| 純度
| %
| %
| %
| %
| %
|
| 所需空氣：
| 3.98:
| 3：
| 2.8:
| 2.5
| 2.3:
|
| 產(chǎn)出氮氣：
| 1
| 1
| 1
| 1
| 1
|
從以上兩種制氮技術所需要的空氮比對比中，我們可以很明顯的看到97%純度是分界線，97%以上，變壓吸附式擁有更好的轉(zhuǎn)換效率，更有優(yōu)勢。97%以下，膜式也擁有不錯的轉(zhuǎn)換效率。在此純度要求下，變壓吸附制氮優(yōu)勢并不明顯。因此，要先了解自己到底需要多少的純度，在選擇合適的應用技術。降低使用成本。
液質(zhì)聯(lián)用儀LCMS氮氣發(fā)生器---丹麥原裝進口Flairmo
丹麥Flairmo原裝進口氮氣發(fā)生器為LCMS設計，采用的PSA技術，將空氣壓縮機里的氣體導入碳分子篩，氧氣、二氧化碳、水份及其他雜質(zhì)在通過碳分子篩時被除去，只允許氮氣通過碳分子篩并進入蓄氣池，在蓄氣池里進行壓力和流速的調(diào)節(jié)后就可以與用氣設備相連。
Flairmo N2G40-A200.6系列氮氣發(fā)生器高配機型內(nèi)置氧濃度分析儀，可以實現(xiàn)純度在線顯示，報警等功能，并且可以用手機APP或者電腦程序?qū)嵤┻h程監(jiān)測，機器的內(nèi)部控制結(jié)合氧濃度分析儀實現(xiàn)純度的真正可選可控，只會產(chǎn)出我們設定好需要的氮氣。
Flairmo N2G40-A200.6系列氮氣發(fā)生器配備了LCD 觸摸顯示屏可以方便查看機器狀態(tài)和記錄，如開機次數(shù)，運行時間，純度設置，純度報警，維修服務提醒等等。
