氮氣發生器作爲實驗室常用設備(bèi)之一，作爲氮氣供氣源 ，用途廣泛。其中，對(duì)質譜和氣相色譜的正常運行起到重要作用。那麽 ，該如何選擇合适的氮氣發生器呢？膜分離技術和變壓吸附技術是現今氮氣發生器的兩種主要制氮技術。兩種制氮技術各有特點和優勢。
膜分離技術 壓縮空氣通過中空纖維膜，由於(yú)不同氣體分子直徑不同，當空氣通過膜的時候，分子直徑較小的氧氣 、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，大分子直徑的氮氣分子和惰性氣體氩氣都被收集起來，輸送到應用設備(bèi)。這種氮氣分離提取技術簡單有效，無需任何移動部件。
膜分離原理圖
變壓吸附技術
變壓吸附制氮的填充材料是碳分子篩，是一種多孔疏松的棒狀碳顆粒 ，當壓縮空氣通過碳分子篩時 ，同樣也是根據氣體分子直徑的不同，碳分子篩會吸附水汽和氧氣，但是，氮氣不會被吸附，從而被分離。變壓吸附的過程包括吸附解壓-重生階段 。
變(biàn)壓吸附原理圖(tú)
變壓吸附技術和膜分離技術來生産氮氣，各有優勢。但是，對於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 。具體使用哪種技術更好更合适要取決於應用和流速要求，不能一概而論。而需要強調的是，氮氣膜和碳分子篩都不是消耗品 ，都無需定期更換。
兩種技術對比來說：
1.尺寸和重量
氮氣膜尺寸小，重量輕 ，結構緊湊(còu)，更輕盈小巧，甚至發生器能放在标準實驗台下，這些對於(yú)空間很有限的實驗室而言無疑是好的選擇。
2.噪音
膜分離技術不産生任何噪音，這也就意味著(zhe)膜分離氮氣發生器能放在應用儀器旁邊，安靜地工作，無需将發生器放在另外一個房間 ，從而減少瞭(le)管道延長所産生的額外費用，也避免瞭(le)管道漏氣的風險。
3.純度
氮氣在不同分析儀器中所起的作用不同 ，所以對純度的需求也不同，LC-MS所用的氮氣主要作爲霧化氣及保護氣，純度95%就全能滿足需求。理想化狀态下 ，變(biàn)壓吸附所能達到的最大純度要優於(yú)膜分離技術。但變(biàn)壓吸附所産生的氮氣純度與進氣量 、壓力、氣源質量都有很大的關系，如果氣源不潔淨或者氣量壓力不夠，那純度會大大降低 ，不能單純認爲變(biàn)壓吸附純度一定高。
4.露點，含水量
決定氮氣露點含水量的因素，除瞭(le)分離技術外，進氣質量和過濾系統也至關重要 。對於(yú)碳分子篩的變壓吸附，如果前端處理不當，不僅除水能力下降，而且會污染碳分子篩，久而久之碳分子篩就失去瞭(le)吸附的能力。對於(yú)膜分離，如果有較好的前端處理和除水設計，同樣可以有效除水，降低露點。
5.空壓機的負荷
膜分離和變(biàn)壓吸附對空氣氣量的需求不同。對於(yú)膜分離，純度越高，需要的空氣越多，空壓機負荷越大 。對於(yú)變(biàn)壓吸附 ，會有反吹現象，所以用氣量要遠高於(yú)理論值，不能簡單的按照空氮比得出實際空氣量 ，相應空壓機負荷也大於(yú)理想情況。
6.維護保養
膜分離技術移動部件少，所以維護簡單。一旦發生器出瞭問題，小而輕的氮氣膜占用空間小，讓發生器的維護以及零配件的更換都非常方便 ，同時，也降低瞭維護和維修成本，節約瞭時間。另外氮氣膜的工作無需很多電子部件的管理和控制，所以可以将更多的電子部件用於監控核心技術參數 ，保證瞭發生器的穩定性 。變壓吸附相對移動部件、電子控件都多，所以維修維護較爲繁瑣 。
綜上而言，在選擇氮氣發生器時 ，不能單(dān)一根據是膜分離技術還是變(biàn)壓吸附技術決定好與壞，要根據實際情況和具體應用合理選擇 。
二 、氮氣發生器的類型
根據氮氣可能用途的不同，氮氣發(fā)生器可分爲以下幾(jǐ)種類型：
1. PSA氮氣(qì)發(fā)生器
PSA氮氣發生器是利用分子篩技術 ，将空氣中的氧氣和水分吸附 ，從而提取出純度高、質量穩定的氮氣。它常用於化工、電子、半導體、食品、醫藥以及其他多種工業領域。
PSA是 Pressure Swing Adsorption的簡稱，中文名爲變壓吸附 ，1960年Skarstrom提出PSAZL，他以沸石分子篩爲吸附劑 ，用一個兩床PSA裝置，從空氣中分離出富氧，該過程經過改進，於(yú)60年代投入瞭(le)工業生産。1970年，PSA技術在工業應用取得瞭(le)突破性的進展，Zxian應用於(yú)空氣幹燥與淨化。80年代 ，PSA技術的工業應用取得瞭(le)突破性的進展，主要應用在氮氧分離、空氣幹燥等 。其中，氮氧分離的技術進展是把新型吸附劑碳分子篩與變壓吸附結合起來，将空氣中的氧氣和氮氣加以分離，從而獲得氮氣。
PSA制氮核心部件就是碳分子篩 。碳分子篩在上世紀70年代興起的一種新型吸附劑，主要成分爲元素碳，外觀爲黑色柱狀固體。
它利用篩分的特性來達到分離O2 、N2的目的。在分子篩吸附雜質氣體時 ，大孔和中孔隻起到通道的作用，将被吸附的分子運送到微孔和亞微孔中，微孔和亞微孔才是真正起吸附作用的容積 。碳分子篩内部包含有大量的微孔，這些微孔允許動力學尺寸小的分子快速擴散到孔内，同時限制大直徑分子的進入。由於(yú)這些氣體分子相對擴散速率的不同，因此它們可以被有效的分離 。同時，在制造碳分子篩時，根據分子尺寸的大小，碳分子篩内部微孔分布應在0.28～0.38nm。在該微孔尺寸範圍内，氧氣可以快速通過微孔孔口擴散到孔内，而氮氣卻很難通過微孔孔口，從(cóng)而達到氧 、氮分離。
採(cǎi)用PSA方法的氮氣發生器可以根據用戶個人需要，制備(bèi)不同純度的氮氣，Z高可達99.999%。
2. 空氣壓縮機(jī)式氮氣發(fā)生器
在壓縮機的工作過程中，通過對空氣壓縮處(chù)理，将氮氣和氧氣壓縮到相同的壓強下，然後利用分子篩分離工藝分離出氮氣。它通常應用於(yú)各種民用應用中，如氣象、口腔治療、氣體氣泡、人工呼吸等 。
3. 膜分離(lí)式氮氣發(fā)生器
膜分離式氮氣發生器是利用具有吸附性能的特殊膜技術實現氧氣和氮氣的分離。它常用於(yú)制備(bèi)高純度氮氣，如半導體制造 、食品包裝材料、化學品、氣氣體氧化反應等 。
三、氮氣發(fā)生器的應用領(lǐng)域
氮氣發(fā)生器在各個工業領域中，得到瞭(le)廣泛的應用，特别是在高科技工業方面 。它的應用領域如下：
1. 半導體制造業
制造半導體過程中，需要用大量的高純度氮氣。氮氣發生器可以在不使用氣瓶的情況下，産(chǎn)生高純度氮氣，适用於(yú)半導體制造中的壓制、光刻、清洗和治療等過程。
2. 化學品制造業
在化學制造過程中，需要制備(bèi)具有特殊用途的化學品，需要純度高、質量穩定的氮氣。氮氣發生器可以在較短時間内，提供大量的高質量氮氣，适用於(yú)溶劑回收、化學反應、脫水等過程。
3. 食品包裝業
食品儲存、保鮮和包裝均需要高純度氮氣。氮氣發生器可以使氧氣充分排除出包裝袋内，有效地延長食物的保鮮期。使用高純度氮氣，可以将食品包裝氧氣含量降至一定水平，從而使得食品並(bìng)不會變(biàn)質。
4. 果園、畜牧業(yè)及花卉産(chǎn)業(yè)
在果園、畜牧業及花卉産(chǎn)業，需要用到大量空氣來水分和處理空氣中的有害物質，如甲醛、二氧化碳等。氮氣發生器可以很好地處理空氣中的這些成分，保障作物的正常生長(zhǎng)。
四、氮氣發生器的優勢
1. 安全性高：氮氣發生器可以從空氣中産(chǎn)生高純度氮氣，避免瞭(le)使用氣瓶的危險性和化學品的危險性。
2. 便於(yú)操作 ：氮氣發生器操作簡單(dān)，不需要專業技術人員進行管理和維護。
3. 經濟實惠 ：與傳(chuán)統氣瓶制氮比較，氮氣發生器在長(zhǎng)期使用中具有更明顯的成本優勢。
4. 響應快捷 ：氮氣發生器能夠在短時間内提供大量的高純(chún)度氮氣，響應速度快，适用於(yú)多種需求。
5. 較少環境影響：氮氣發生器具有綠色環保的特點(diǎn)，對(duì)環境影響較小。
五、氮氣(qì)發(fā)生器的發(fā)展趨勢
1. 智能化：随著(zhe)人工智能技術的不斷發展，氮氣發生器也将實現智能化管控。智能化控制有助於(yú)提高操作效率和質量水平，從而滿足不同行業的需求。
2. 多功能化：氮氣發生器還将不斷(duàn)加強多功能實現，開發創(chuàng)新性的應用方法，滿足多樣化、個性化的行業需求。
3. 小型化和便攜化 ：氮氣發(fā)生器的小型化和便攜化已成爲行業發(fā)展趨勢。越來越多的行業應用需要小型或便攜的設備(bèi)來提供所需的氣體，氮氣發(fā)生器将應運而生。
4. 高精度：對於(yú)一些嚴格要求氣體純(chún)度的行業，在氮氣發生器的開發過程中，需要提供更高的精度，以滿足不同企業的需求。
總之，氮氣發生器在現代工業中的應用越來越廣泛。随著技術的不斷升級和發展，其性能也将得到不斷提升。因此，氮氣發生器未來将在生産工藝、性能穩定性、能源效率和響應速度上發揮更重要的作用，從而不斷推動工業的發展。
英國普拉勒科技有限公司提供的氮氣發生器系列産品展示：
零級高純(chún)氮氣發(fā)生器（氣相色譜專用)
2.零級高純(chún)氮氣發(fā)生器（氣相色譜專用)：NITROGEN-1200
零級高純(chún)氮氣發(fā)生器（氣相色譜專用)
3.氮氣(qì)發(fā)生器NITROGEN-B-45(液質專用)
氮氣(qì)發(fā)生器NITROGEN-B-45(液質專用)
4.液相質譜聯(lián)用儀專用氮氣發(fā)生器（中空纖維膜)NITROGEN-M-30/60
液相質譜聯用儀專用氮氣發生器（中空纖維膜)
5.質譜專用氮氣發(fā)生器(變(biàn)壓吸附)
NITROGEN-B-5 NITROGEN-B-10 NITROGEN-B-30
NITROGEN-B-60 NITROGEN-B-100 NITROGEN-B-200
質譜專用氮氣發(fā)生器(變(biàn)壓吸附)
6.氮氣發生器(氮吹儀專用)
NITROGEN-M-5/NITROGEN-M-10/NITROGEN-M-30
NITROGEN-M-60/NITROGEN-M-100/NITROGEN-M-200
氮氣(qì)發(fā)生器(氮吹儀專用)
7.半導(dǎo)體行業專用氮氣發(fā)生器（腔體保護氣,幹泵吹掃氣)NITROGEN-M-100/200
半導(dǎo)體行業專用氮氣發(fā)生器（腔體保護氣,幹泵吹掃氣)
8.HPLC(ELSD、CAD檢測器)專用氮氣發生器NITROGEN-B-5/10
HPLC(ELSD、CAD檢測(cè)器)專用氮氣發(fā)生器NITROGEN-B-5/10
更新時間 ：2026-01-20
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南京市江北新區麗景路51号明發銀河城1棟-1917、1918
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