仪器百科之仪器类型简介-氮气发生器

仪器百科之仪器类型简介-氮⽓发⽣器
氮⽓发⽣器主要就是⽣产氮⽓的。氮⽓发⽣器作⽤范围:氮⽓发⽣器以空⽓为原料,以碳分⼦筛作为吸附剂,运⽤变压吸附原理,利⽤碳分⼦筛对氧和氮的选择性吸附⽽使氮和氧分离的⽅法,通称PSA制氮。此法是七⼗年代迅速发展起来的⼀种新的制氮技术。
氮⽓发⽣器与传统制氮法相⽐,它具有⼯艺流程简单、⾃动化程度⾼、产⽓快(15~30分钟)、能耗低,产品纯度可在较⼤范围内根据⽤户需要进⾏调节,操作维护⽅便、运⾏成本较低、装置适应性较强等特点,故在1000Nm3/h以下氮⽓发⽣器中颇具竞争⼒,越来越得到中、⼩型氮⽓⽤户的欢迎,PSA氮⽓发⽣器已成为中、⼩型氮⽓⽤户的⾸选⽅法。
氮⽓发⽣器特点
1、机电⼀体化设计实现⾃动化运⾏:
进⼝PLC控制进⼝⽓动阀⾃动运⾏,可实现⽆⼈值守。
2、产氮⽓⽅便快捷:
先进的技术,独特的⽓流分布器,使⽓流分布更均匀,⾼效地利⽤碳分⼦筛,20分钟左右即可提供合格的氮⽓。氮⽓纯度连续显⽰,氮⽓流量、压⼒可调。
3、使⽤⽅便:
设备结构紧凑、整体撬装,占地⼩⽆需基建投资,投资少,现场只需连接电源即可制取氮⽓。
4、⽐其它供氮⽅式更经济:
制氮机是⼀种简便的制氮⽅法,以空⽓为原料,能耗仅为空压机所消耗的电能,具有运⾏成本低、能耗低、效率⾼等优点。
5、运⽤范围⼴:
⾦属热处理过程保护⽓,化学⼯业⽣产⽤⽓及各类储罐、管道的充氮净化,橡胶、塑料制品的⽣产⽤⽓,⾷品⾏业排氧保鲜包装,饮料⾏业净化和覆盖⽓,医药⾏业充氮包装及容器的充氮排氧,电⼦⾏业电⼦元件及半导体⽣产过程的保护⽓等。
氮⽓发⽣器⼯作原理
1、电化学法制氮。
在氢⽓电解池的阴极(产氢⽓⼀侧)通⼊⾼压空⽓,在催化剂作⽤下,氢⽓和氧⽓形成微观燃料电池,
完成氧化还原反应⽣产⽔,宏观上表现即为空⽓中的氧⽓被除去,剩余氮⽓。这种⽅法可以产出最⾼99.995%的氮⽓,但有⼏个明显的缺陷:
(1)需⽤到⾼浓度氢氧化钾溶液做电解液,这种强碱溶液与⽓体直接接触,对⽓体质量有潜在影响,并有随⽓路输出的可能性;
(2)单位成本⾼,⽐如我公司⽣产的XYN-300型,标称产氮300ml/min,实际稳定使⽤150ml/min,不适合做⼤流量氮⽓发⽣器;
(3)反应过程只去除了空⽓中的氧⽓,其它杂质⽓体并没有涉及,并且反应过程对电解池制作技术要求很⾼,不合适的电解池制作技术会造成氮⽓纯度数量级的降低。这类氮⽓发⽣器作为⼀种⼩流量氮⽓来源,总费⽤不过⼏千元,常被⽤于⾊谱载⽓和⼩容量保护,是⼀种低成本的解决⽅案。
2、膜分离制氮。
⾼压空⽓通过中空纤维膜组件,氮⽓分⼦和氧⽓分⼦的扩散速度差别积累,在膜组件输出端形成⾼纯度的氮⽓,最终形成的产品⽓纯度最⾼可达99%,⽓体流量>5000ml/min,并且可以累加使⽤,不影响产品质量,在不考虑其它限制条件的情况下,⽓体装置可以⽆限扩充。这种制氮⽅法膜分离制氮在⼯业上有不少的应⽤,在实验室主要⽤于对⽓体纯度要求不特别⾼的吹扫、保护、对氧⽓的置换等。
操口红这类发⽣器的主要优点是流量⼤,实验室级别产品⼀般在50L/min上下,并可随意扩充,同时寿命长,膜组件作为核⼼部件,在空⽓源稳定的情况下,寿命可达10年,且维护成本极低;缺点是氮⽓纯度不能达到⾼纯级,膜组件⽬前均为进⼝,国内不能提供,成本较⾼,仪器价格也相对⾼。我公司⽣产的氮⽓发⽣器中,型号末端带M的即为膜分离制氮产品,如XYN-5LM可供对氮⽓使⽤量在⼏升、⼏⼗升到⼏百升每分钟的⽤户选⽤;膜分离氮⽓发⽣器可以很好的适⽤液质联⽤仪的⽤氮要求.
3、PSA变压吸附制氮。
利⽤氮⽓与其它⽓体分⼦在分⼦筛中的吸附能⼒差异,形成浓度差异的积累,在分⼦筛柱末端产出⾼纯度氮⽓。同时利⽤两根分⼦筛柱,⼀根吸附的同时引出⼀部分产品⽓为另⼀根解析,实现分⼦筛在线再⽣,整体表现即为仪器持续输出⾼纯氮⽓。这类发⽣器可根据需要,调节氮⽓的纯度和流量,最⾼可⽣产99.999%的氮⽓产品,流量可从⼏百毫升到⼏⼗升到⼏⽴⽅每分钟,纯度⼤⼩配置灵活,可根据每个需求具体定制。
氮⽓发⽣器技术参数
以QL型⾼纯氮⽓发⽣器为例介绍其主要技术参数:
氮⽓发⽣器应⽤
(⼀)氮⽓发⽣器的⽤途卧式挤压机
1、⽤于制硝酸、合成氨、氰氨化钙等;
2、⽤于电器、⾷品包装充填⽓、半导体器件制备⼯艺中热氧化、外延扩散、化学⽓相沉积等,还可⽤于⽓相⾊谱仪;
3、⽤于稀有⽓体的提取冷冻、仪器或机件深冷处理等;
4、可供⼤规模集成电路作保护⽓,⽤作灯泡充填⽓等;
5、⽤于空⽓和氧⽓分散剂;
6、⽤于制冷剂,可作为⾷品急速冻结的直接冷媒;
7、化学⼯业⽤于合成氨、硝酸、氰氨化钙、、过氧化氢等⽣产;
8、包装⽤⽓体(⽤以置换包装容器中的残留空⽓,以延长保存期)。⽤量均视正常⽣产需要⽽定(FAO/WHO,2001)GB 2760-1996列为⾷品加⼯助剂;
9、⽤于化肥,医药,畜牧,冷藏和电⼦⼯业等;
防盗车牌架10、⽤于⾦属冶炼、化⼯、机械加⼯等⾏业。
(⼆)氮⽓发⽣器的应⽤领域:
氮⽓是⽆⾊⽆味的⽓体,在空⽓中的体积百分⽐为78.03%,是化学惰性⽓体,可压缩⾄⾼压的⽓体。溶于⽔,微溶于醇。氮⽓的化学分⼦式为N2,分⼦量为28.02,较空⽓分⼦量28.97轻,⼤⽓压下沸点为-320.5°F (-195.8°C)。利⽤其惰性的特点,氮⽓⼴泛⽤于防⽌氧化、防⽌燃烧及爆炸等。长时间处于⾼纯氮⽓环境可能引起⼈与动物缺氧窒息/死亡。
纯氮⽓⽤作防⽌氧化、挥发、易燃物质的保护⽓体、灯泡填充⽓。液氮主要⽤作冷源,⽤于仪器或机件的深度冷冻处理及⾷品速冻。也⽤于低温微粉碎⽤及电⼦⼯业等。
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1、化⼯⾏业
化⼯产品⽣产、储藏及运输过程中经常需要⽤到化学惰性的氮⽓。氮⽓在化⼯⾏业中被⽤作防燃、防潮及防氧化,⼴泛的应⽤于化学品的输送、化⼯⽣产过程物料及催化剂的保护、化⼯产品包装的氮封、化⼯管道及容器的吹扫、化学产品⽣产过程中的防⽌潮湿等。
化⼯、新材料⾏业主要⽤于化⼯原料⽓、管道吹扫、⽓氛置换、保护⽓氛、产品输送等,主要应⽤于化⼯、氨纶、橡胶、塑料、轮胎、聚氨脂、⽣物科技、中间体等⾏业。不少化⼯⾏业对氮⽓纯度要求
不⾼,很多纯度⼤于98%就可使⽤。
常见化⼯品⽣产、处理中需要利⽤氮⽓化学惰性的化学物质包括聚氯⼄烯、聚丙烯、聚酯、苯胺、⼄醇等多种有机产品⽣产过程和部分易燃、易氧化的⽆机物如⾦属钠的⽣产。
2、制药⾏业
在制药⾏业氮⽓被⼴泛⽤于防⽌氧化的制造⼯艺过程中,主要应⽤于医药包装、医药置换⽓、医药输送⽓氛。对于⼀些易于氧化的药剂的储藏过程中也使⽤氮⽓作为⼀种有效的保护⼿段。医药⾏业通常要求纯度为99.9%的氮⽓。
3、注塑⾏业
为了提⾼注模产品质量及设计的灵活性,塑料制造商通常采⽤氮⽓喷射造型。根据不同的⼯艺情况塑料注模所需氮⽓纯度为95%-99.995%。
4、⾷品⾏业
氮⽓发⽣器设备从90年代初开始⽤于提⾼产品质量。量⾝定做的膜制氮设备能够满⾜您在蔬菜、⽔果、咖啡、茶叶、⼤⾖、酒等⾷品⽅⾯的保鲜、防⾍等需求。
我们的系统⼴泛运⽤于需要防⽔及防氧处理的⾷品、⽔果、粮⾷处理中,这些应⽤能防⽌⾷品氧化、防⽌害⾍、对⾷品的质量及保质期⼤有提⾼。我们的系统在饮料、⾷⽤油、⽔果、啤酒灌装及⾷品包装⽅⾯。
⾷品、医药⾏业主要应⽤于⾷品包装、⾷品保鲜。通常制得的氮⽓还要通过除菌、除尘、除⽔等处理,以满⾜该⾏业的特殊要求。⾷品⾏业对氮⽓的要求不⾼,很多98%以上纯度就可满⾜要求,⾷品⾏业⽤氮量较⼩时常⽤膜分离制氮,⽤量⼤时多选⽤变压吸附⽅式制氮。
5、电⼦⾏业
电⼦⾏业⽤于电⼦产品的封装、烧结、退⽕、还原、储存等。主要应⽤于波峰焊、回焊、⽔晶、压电、电⼦陶瓷、电⼦铜带、电池、电⼦合⾦材料等⾏业。在SMT等精密电⼦⾏业,致⼒于提供⼀步法或者通过纯化系统提供的⾼纯度氮⽓满⾜客户对于精密仪器⽣产、处理的要求。电⼦⾏业对氮⽓要求⼀般⽐较⾼,通常需要99.9%或99.99%、以及99.99以上的氮⽓。
6、冶⾦⾏业
氮⽓发⽣器系统⼴泛运⽤于冶⾦⾏业的锡焊、焊接和铜焊等⼯艺⼯程,氮⽓常⽤于热处理炉及回炉处理吹扫,防⽌⾦属表⾯氧化并降低渣滓的产⽣。
冶⾦、⾦属加⼯⾏业⽤于退⽕保护⽓、烧结保护⽓、氮化处理、洗炉及吹扫⽤⽓等。⼴泛应⽤于⾦属热处理、粉末冶
冶⾦、⾦属加⼯⾏业⽤于退⽕保护⽓、烧结保护⽓、氮化处理、洗炉及吹扫⽤⽓等。⼴泛应⽤于⾦属热处理、粉末冶⾦、磁性材料、铜加⼯、⾦属丝⽹、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。这些⾏业有的需要纯度⼤于99.5%的氮⽓,有的则要求纯度⼤于99.9995%、露点低于-65℃的⾼品质氮⽓。
利⽤氮⽓化学惰性及其制取⽅便的特性,氮⽓还⼴泛的运⽤于远洋运输、军事、航空、⽂物保护等国民经济的各个领域。所以氮⽓发⽣器的应⽤在⽣活中显得尤为重要。
氮⽓发⽣器选型
实验室有很多仪器需要⽤到氮⽓,如液质联⽤仪、GC/ GCMS、前处理仪器、保护⽓等,不同仪器对氮⽓的要求也是不⼀样的,主要体现在氮⽓的纯度、流速、压⼒和稳定性。那我们该如何选择合适的氮⽓发⽣器呢?
相较⽽⾔,液质离⼦源需要纯度相对较⾼( 97~99. 9) 、流速⼤( ⼀般⼏⼗升每分钟) 、且⾮常洁净、⼲燥的氮⽓流;GC/ GCMS需要纯度⾼( 最少 99. 99%) ,但流速低( 300ml / mi n) 的氮⽓;前处理仪器需要纯度不⾼( 95~99%) ,但流速⾼的氮⽓。膜分离制氮技术因其分离过程⾮常简单可靠、⽆噪⾳
污染的技术特点⾮常适合对氮⽓要求流速⼤、纯度不⾼的仪器,如液质联⽤仪,前处理仪器等;PSA制氮技术因其能产⽣纯度⾼达99. 999%的氮⽓,但其在⼤流速上的不稳定性的特点通常应⽤在给 GC/ GCMS提供氮⽓。
氮⽓发⽣器使⽤⽅法
1、接通电源,将氮⽓发⽣器出⽓⼝与质谱进⽓⼝⽤管路连接好,打开氮⽓发⽣器显⽰屏上的开关(注意将氮⽓发⽣器后⾯的阀门打开);
2、注意观察氮⽓发⽣器出⽓⼝压⼒和氮⽓纯度,出⽓⼝压⼒⼀般在7bar左右,氮⽓纯度要⼤于99%;
3、质谱使⽤结束后,待Desolvation Temp降⾄60°C以下,再关掉API GAS;
4、最后关氮⽓发⽣器。
氮⽓发⽣器注意事项
1、使⽤前检查氮⽓发⽣器进风⼝是否有杂物堵塞,注意清理。两相流闸阀
2、仪器活塞密封圈有⼀定的寿命,使⽤完毕后请及时关闭仪器。
3、仪器使⽤⼀段时间后,电解液会逐渐减少,当电解液接近下限时应及时补⽔,加液时不要超过上限。
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。
5、仪器如需搬运时,把储液桶中的电解液⽤吸液管吸⼲净,然后盖好上盖,以免在运输中残留的电解液外溢,将整个仪器腐蚀,造成⽆法修复的后果。
6、如仪器停机⼀个⽉或⼀个⽉以上时间,请把电解液抽出。
氮⽓发⽣器常见问题
氮⽓发⽣器在使⽤了⼀段时间后,会出现故障问题,针对在⽇常使⽤中产⽣的⼀些问题,给出了解决⽅案给⼤家进⾏参考。氮⽓发⽣器使⽤过程中容易出现哪些问题呢?以下详细介绍氮⽓发⽣器使⽤中出现的各种问题及解决⽅法。
(⼀)氮⽓发⽣器的⾃检⽅法
1、将空⽓源出⽓⼝与氮⽓发⽣器进⽓⼝的密封螺母取下,(请将其保存好,以便今后⾃检仪器⽤)⽤⼀根Φ3的⽓路管把它们连接起来,不能漏⽓。
2、⾸先启动氮⽓发⽣器空⽓源,这时空⽓源的压⼒指⽰上升,当空⽓压⼒达到0.4Mpa。
2、⾸先启动氮⽓发⽣器空⽓源,这时空⽓源的压⼒指⽰上升,当空⽓压⼒达到0.4Mpa。
3、再打开氮⽓发⽣器电源开关,将氮⽓发⽣器氮⽓输出密封帽旋紧。此时氮⽓发⽣器两个流量显⽰表均显⽰为
500ml/min左右;输出压⼒在⼗五分钟左右缓慢上升,当达到设定值后(0.4MPa),流量下降,最终显⽰为“000”,说明仪器⾃检合格,若显⽰数字⼤于0,请⽤皂液检查输出⼝,看螺帽是否旋紧。
4、完成上述操作后,关机并将氮⽓输出⼝螺帽取下,⽤管路接通⽤⽓设备(或⽓体净化装置)。
(⼆)检查氮⽓发⽣器漏⽓的⽅法
当氮⽓发⽣器氮⽓压⼒达不到设定值时,⾸先观察流量表,如流量显⽰较平时偏⼤,基本可断定整个体系有漏⽓点。
处理⽅式:关闭氮⽓发⽣器电源,卸下⽓路,将氮⽓出⼝⽤密封螺帽封紧,开启氮⽓发⽣器电源,看压⼒能否达到设定值,并看流量显⽰能否达到“000”,如果流量显⽰能回零,说明氮⽓发⽣器本⾝不存在漏⽓,请检查⽓体输出⼝以后的管路,及⽤⽓设备是否漏⽓。如流量显⽰不能回零,则氮⽓发⽣器存在漏⽓点,请⽤皂液检查⼲燥管是否存在漏⽓现象。
仪器频繁启动时,氮⽓发⽣器可能存在漏⽓。请检查氮⽓流量显⽰是否与⽤⽓设备的实际⽤⽓量⼀致,若果相差太⼤基本可断定整个体系有漏⽓点,请按上述故障进⾏检查漏⽓点,并请⽤皂液检查空⽓⼲燥管是否存在漏⽓现象。
(三)氮⽓发⽣器的故障解决
1、氮⽓发⽣器不制氮⽓
故障现象:氮⽓发⽣器不制氮⽓,输出压⼒没有。
故障分析:氮⽓发⽣器不制氮⽓的原因有:电解池坏死;电解池未加电压;控制板坏;⽆输⼊空⽓;电解池⽹孔堵碱液浓度低等。
2、氮⽓发⽣器电解电流过⼤
故障现象:氮⽓发⽣器电解电流超出正常制氮⽓时的电解电流。
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故障分析:氮⽓发⽣器电解电流过⼤原因很多,如:排空电磁阀坏;电解池内外筒短路;电解池⽹通透性差;硅胶⼲燥管漏⽓,地化仪器内部⽓路漏⽓等。
3、输出氮⽓不纯
故障现象:氮⽓发⽣器输出的氮⽓纯度不够。
故障分析:输出氮⽓不纯有很多原因:氮⽓发⽣器空⽓压⼒与空⽓源压⼒差过⼩;排空电磁阀坏或堵;电解液浓度低;电解池⽹通透性差,针阀流从调节过⼤等。
4、输出氮⽓压⼒低
故障现象:氮⽓发⽣器输出的氮⽓压⼒低。
故障分析:输出氮⽓压⼒低原因是:输⼈空⽓压⼒低或流量⼩;稳压阀坏;排空针阀漏⽓;硅胶⼲燥管漏⽓;氮⽓输出⽓路漏⽓等原因造成。
5、氮⽓发⽣器运⾏中有响声
解决措施:⽤扳⼿对电磁阀上螺母适当调整松紧度,不要太紧;若不⾏需拆开电磁阀对内部进⾏清洗(响主要是因电磁阀内脏有杂质),若清洗完还不⾏,须更换新的。

本文发布于:2024-09-23 01:37:34,感谢您对本站的认可!

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