高純氮氣發生器的工作原理主要是分離空氣,電解膜的負極側發生氧化反應,吃掉空氣中的氧化性氣體,在正極側還原,空氣流過電解池後就隻剩下氮氣和惰性氣體,純度大多标有“相對含氧量”,氮氣的純度和空氣流速,有效分解面的長度,電解電勢的強弱都有關系,這種分離方法也決定瞭氮氣的純度不可能做的很高,加入電解質的作用就是提高水的導電率,使電化學反應能順利進行。
該儀器採(cǎi)用模塊化設計,具有高度緊湊,體積小的特點,有兩個進氣口和兩個出氣口,分别是壓縮空氣進氣口、氮氣進緩沖(chōng)罐出氣口、氮氣出緩沖(chōng)罐進氮氣發生器進氣口、超高純度氮氣出氣口。利用氮分子和氧分子的擴散速度的不同,高品質分子篩對被處理的潔淨壓縮空氣中的氧分子進行吸附,從而分離出高純度氮氣的過程。
高純氮氣發生器主要採用以下方法制取氮氣。
電(diàn)化學法制氮。在氫氣電(diàn)解池的陰極通入高壓空氣,在催化劑作用下,氫氣和氧氣形成微觀燃料電(diàn)池,完成氧化還原反應生産(chǎn)水,宏觀上表現即爲空氣中的氧氣被除去,剩餘氮氣。這種方法可以産(chǎn)出99.995%的氮氣。
膜分離制氮。高壓空氣通過中空纖維膜組件,氮氣分子和氧氣分子的擴散速度差别積累,在膜組件輸出端形成高純度的氮氣,形成的産品氣純度可達99%,氣體流量>5000ml/min,並(bìng)且可以累加使用,不影響産品質量,在不考慮其它限制條件的情況下,氣體裝置可以無限擴充。這種制氮方法膜分離制氮在工業上有不少的應用,在實驗室主要用於(yú)對氣體純度要求不特别高的吹掃、保護、對氧氣的置換等。這類發生器的主要優點是流量大,實驗室級别産品一般在50L/min上下,並(bìng)可随意擴充,同時壽命長,膜組件作爲核心部件,在空氣源穩定的情況下,壽命可達10年,且維護成本極低。