氮氣發生器如何制得氮氣

氮氣發生器如何制得氮氣

氮氣是空氣中體積分數Zda的一種惰性氣體，化學分子式為N2，通常狀態下無色無味，比空氣密度小。氮氣化學性質不活潑，常溫下難與其他物質進行反應，因此通常被用作保護氣體，液氮可用作深度冷凍劑，高純氮氣可用作色譜等儀器的載氣，氮氣的性質決定了它的用途的廣泛。
而實驗室中氮氣通常的來源主要由3種：1.管道氣，2.氮氣罐，3.氮氣發生器。
 第1種比較適合大型工廠，建設費用高昂，第2種通常會因儲存和運輸的麻煩而有的局限性，一種操作靈活可控，越來越受到實驗室使用。
  氮氣發生器是如何產生氮氣的呢，通常來說，有三種方法。
1.電化學制備氮氣
將高壓空氣從氫氣電解池的陰極一側通入，在催化劑的催化作用下，進行2H2+O2=2H2O的氧化還原反應，通過此方法可去除空氣中的O2，產出高達99.995%N2，然而此方法有的局限性。一是此方法只是單純的去除空氣中的O2，對于空氣中的其他雜質并未提及，二是單位成本過高，因此此方法通常用來制備少量的氮氣。
2. 膜分離制備氮氣
利用N2分子和O2分子的擴散速度的不同，將高壓空氣通過中空纖維膜組件，在輸出端就可以積累純度高達99%的氮氣，這種方法在不考慮其他限制的條件下，可以累加使用，因此常用在實驗室對氣體純度不高的保護、吹掃等操作實驗中，但是由于其氮氣純度不能達到高純級，且膜組件成本較高、儀器價格也相應的過高。
3. PSA變壓吸附制備氮氣
通過利用在分子篩中，N2與其它氣體分子的吸附能力不同，從而形成差異的濃度，分子篩柱末端可以獲得高純氮氣，利用這種方法研制的氮氣發生器可以讓用戶根據個人實際要求，來產生不同純度的氮氣，Z高可達99.999%，這種方法的難點是分子篩柱填裝技術，分子篩填裝不好，會因為氣體高低壓頻繁變化，導致分子篩受損，微孔數量減少，從而使得性能降低，純度因此也會受到影響。