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氮气机的种类

一、变压吸附制氮设备

(一）变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）气体分离技术是非低温气体分离技术的重要分支，是人们长期来努力寻找比深冷法更简单的空分方法的结果。七十年代西德埃森矿业公司成功开发了碳分子筛，为PSA空分制氮工业化铺平了道路。4）氮气发生器切勿在未接空气源时空载运行，否则会造成整个仪器报废。三十年来该技术发展很快，技术日趋成熟，在中小型制氮领域已成为深冷空分的强有力的竞争对手。

（二）变压吸附制氮是以空气为原料，用碳分子筛作吸附剂，利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性，运用变压吸附原理（加压吸附，减压解吸并使分子筛再生）而在常温使氧和氮分离制取氮气。

（三）变压吸附制氮与深冷空分制氮相比，具有显著的特点：吸附分离是在常温下进行，工艺简单，设备紧凑，占地面积小，开停方便，启动迅速，产气快（一般在30min左右），能耗小，运行成本低，自动化程度高，操作维护方便，撬装方便，无须专门基础。启动前的预备加氢氧i化钾电解液(称取KOH100g溶解于1L的高纯水中)，充分搅拌溶解等电解液彻底冷却后再倒入储液桶中运用，然后参加高纯水不要超过上限水位线，也不要低于下限水位线，拧上外盖。所以变压吸附制氮设备是目前应用为广泛的技术。

二、膜分离空分制氮设备

（一）膜分离空分制氮也是非低温制氮技术的新的分支，是80年代国外迅速发展起来的一种新的制氮方法，在国内推广应用还是近几年的事。

（二）膜分离制氮是以空气为原料，在一定的压力下，利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。它与上述两种制氮方法相比，具有设备结构更简单、体积更小、无切换阀门、操作维护也更为简便、产气更快i（3min以内）、增容更方便等特点，但中空纤维膜对压缩空气清洁度要求更严，膜易老化而失效，难以修复，需要换新膜，它与同规格的变压吸附制氮装置相比，价格要高出30%左右，纯度也相对较低。对于任何机器而言，***都是非常重要的，***好能够有效延长氮气发生器的使用寿命。

　　钢瓶氮气需要向气体供应商购买，一般采用深冷分离法从空气中获得，适合大规模工业制氮;氮气发生器的种类、原理和结构多种多样，从原理上来讲，一般分为三种，即：电解法、膜分离法，以及变压吸附(PSA)&碳分子筛法。

　　一 电解法制氮

　　氮气发生器使用电解法制氮原理的氮气发生器，其主要特点就是仪器具有电解液储液桶

　　其主要原理是：原料空气进入到电解池中，空气中的氧在阴极被附而获得电子，与水作用生成氢氧根离子并迁移到阳极，在阳极处失去电子析出氧气，因此空气中的氧不断被分离，只留下氮气随气路被输出。

氮气发生器

　　二 膜分离法制氮

　　利用膜(中空纤维膜)分离法制氮的基本原理是：当两种或两种以上的气体混合物通过中空纤维膜时, 由于气体在膜中的溶解度和扩散系数有差异, 因而这些气体在膜中的相对渗透率是不同的。当混合气体在驱动力(膜两侧压力差) 作用下通过中空纤维膜时, 渗透速率相对快的气体, 如水、氢气、硫i化氢、二氧化碳等, 快速透过膜进入膜的另一侧。仪器运用时应注意流量指示是否与色谱仪用气量共同，如流量指示超出色谱仪实际用量较大时，应停机检漏，其办法参照仪器的故障原因与扫除办法进行调整，再用自检办法查看合格后方可运用。

　　一般而言，采用膜分离制氮得到的氮气纯度<99.9%，可以用在一般的常量分析之中。

　　三 变压吸附(PSA)&碳分子筛法制氮

　　1 变压吸附的原理

　　氮气发生器变压吸附是用于分离混合气体，提取某一气体组分的技术，是指在系统温度维持不变的情况下，通过升高或降低系统的压力来不断地改变吸附剂的吸附量从而达到组分分离的方法;主要体现在较高压力下进行吸附，在较低压力下(常压或真空)使吸附的组分解吸出来，从而得到得到气体产物。氮气发生器的周期性维护工作很重要氮气发生器务必进行周期性的维护，主要包括冷凝水的排放及定期更换气体过滤装置。

　　2 变压吸附用于氧氮分离

　　实验室制氮过程中常使用分子筛作为变压吸附中的吸附剂，因此有的厂家称之为碳分子筛法。

　　制氮的基本过程为：

　　(1)在采用碳分子筛为吸附剂时，碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大。

　　(2)氮气流出后，通过降低压力，分子筛表面上被吸附的氧分子等被解吸排出，从而吸附剂得以再生。

制氮机氮气中断采取的措施

事后知道当时氮气压力突降，应及时停电加热。看氮气压力暂时能起来就不必急着关阀门。要关也是先关氢气断开管线，再关氮气及防空阀。若氮气或氢气质量有问题，则必须停电加，关氢气断开，关氮气，关放空。开时则先开氮气阀，放空阀，后开（还要先置换管线）氢气阀。惰性气体和可燃气体，开停先后不一样， 必须考虑到安全。五、检查电池是否漏气坏掉1打开仪器侧板，观察电池板之间黑胶垫看有无凸出变形和渗水现象，若有即更换电池。

氮气 降温到50度时，大家换了阀门，试漏好，电加热出口阀开着，（问好氮气和氢气的质量和压力正常，再仔细检查无漏点，阀门开关无误后，）氮气置换管线后，调到300方的流量，关 反应器放空阀，打开反应器上下阀，开放空阀，吹氢气管线接好胶管，捎开氢气总阀直到约7至10方的流量。开电加热预热后，直接开到接近原先的阀开度升温。分子筛对氧和氮的别离效果主要是依据这两种气体在分子筛外表的分散速率不一样，碳分子筛是一种兼具活性炭和分子筛某些特性的碳基吸附剂。

记得上一轮活化加氢升温放热反应第i一阶段时，氢气脱时，反应器顶部温度下降，接好后上升。看来要灵活处理，不能死板教条。因为不同的阶段，出现相同 的问题，症状也不相同，处理也有先后差别，不能搞错。一切为了安全，其他才有保障。