氮气发生器是一种通过物理或化学方法从空气中分离出氮气的设备,其工作原理主要基于以下两种技术:
1. 变压吸附(PSA, Pressure Swing Adsorption)
原理:利用氮气与氧气在吸附剂(如碳分子筛)上的吸附速率差异进行分离。 碳分子筛特性:对氧气的吸附能力远高于氮气(氧气分子较小,更易被吸附)。 工作流程: 压缩空气:空气经压缩机加压后进入吸附塔。 吸附氧气:在高压下,氧气被碳分子筛快速吸附,氮气因吸附慢而通过吸附塔,作为高纯度气体输出。 减压脱附:吸附塔压力降低时,氧气从分子筛中脱附,通过排气口排出。 双塔循环:通常配备两个吸附塔交替工作,实现连续产氮。 特点: 纯度可达95%~99.999%。 能耗低,适用于中大规模制氮。2. 膜分离技术
原理:利用气体组分在膜材料中的渗透速率差异分离氮气。 膜材料特性:中空纤维膜对氧气、水蒸气、二氧化碳的渗透速率高于氮气。 工作流程: 压缩空气:空气经过滤和加压后进入膜组。 选择性渗透:氧气、水汽等快速透过膜壁被排出,氮气因渗透慢而留在膜内,从出口收集。 特点: 纯度一般为95%~99.5%,适合低纯度需求场景。 结构简单、无移动部件,维护成本低。其他技术(较少用)
低温精馏:通过液化空气并分馏提取氮气,纯度极高(99.999%以上),但设备复杂、能耗高,多用于工业大规模制氮。 化学法:如燃烧除氧(通过化学反应消耗氧气),适用于特殊场景。应用领域
工业:金属加工、化工保护气、食品包装(PSA为主)。 实验室:色谱载气、样品保护(高纯度PSA或膜分离)。 医疗:医用氮气(需高纯度和严格灭菌)。发布于:山东省迎尚网提示:文章来自网络,不代表本站观点。