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氮氣發生器的氣體分離技術

2021年01月21日 17:59   來源: 杭州聚同電子有限公司   
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隨著氮氣發生器的應用越來越廣泛,公司為了自己的產品更有特色,開始開發氮氣發生設備的更多新的技術。而氮氣發生器的氣體分離技術就是各公司研究的重心。該儀器用膜分離技術和變壓吸附技術來生產氮氣,如果顧客對某一種技術青睞有加,可以根據客戶的喜好來推薦合適的型號。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。
    膜分離技術:讓壓縮空氣通過中空纖維膜,當空氣通過膜的時候,空氣中的氧氣,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,大尺寸的氮氣分子和惰性氣體氬氣都收集起來,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。分離提取出來的氮氣較高純度能達到99.5%。
    變壓吸附技術是通過固體介質來分離氣體混合物中的單一組分,用變壓吸附技術來分離空氣中的氮氣,所需的固體介質是碳分子篩,碳分子篩對空氣中的氧氣選擇性吸附,從而在加壓的情況下分離了空氣中的氮氣和氧氣。
    碳分子篩其實就是多孔疏松的棒狀碳顆粒,當對填充滿了碳分子篩顆粒的氮氣純化密封柱中充入壓縮空氣(主要成分是氮氣,氧氣和惰性氣體氬氣和少量水汽)時,碳分子篩會吸附水汽,氧氣,但是,氮氣不會被吸附。這主要是因為氮氣和氧氣的分子尺寸不一樣,碳分子篩顆粒上的小孔能讓分子尺寸小的氧氣進入,卻不能讓氮氣進入,因為氮氣的分子尺寸大于氧氣;從而,氮氣和氧氣被分離開了。
氮氣發生器中變壓吸附這一過程包含兩個步驟和階段:
1.吸附階段,壓縮空氣中氧氣,水汽,二氧化碳被碳分子篩柱子吸附,氮氣被收集起和儲藏起來。
2.重生階段,將碳分子篩柱的壓力釋放到大氣中去,吸附了氧氣,二氧化碳,水汽的碳分子篩顆粒釋放掉吸附的氧氣,二氧化碳和水汽,從而為下一次吸附做好準備。
    變壓吸附這一個過程需要維持一個穩定的溫度,這個溫度通常情況下和實驗室的環境溫度接近(20-25℃)。變壓吸附技術生產出來的氮氣,純度較高能達到99.999%,純度越高,生產過程中需要消耗的空氣就越多。
    變壓吸附技術和膜分離技術來生產氮氣,各有利弊。具體使用哪種方法來生產氮氣要取決于應用和流速要求。在市面上,某些人說氮氣膜和碳分子篩是消耗品,需要定期更換,這是不對的。如果用戶的除油和除水過濾器效果不佳,碳分子篩和氮氣膜的分離效果會隨著使用年限的增加而慢慢失效。


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