三種方式制取氮氣的優缺點

　　一、采用中空纖維膜法(無需“加液”)

氮氣產生機　　兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時，由於各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數的差異，導致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據這一特性，可將氣體分為“快氣”和“慢氣”。

　　當氮氣機混合氣體在驅動力——膜兩側壓差的作用下，滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜後在膜滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、一氧化碳、氬氣等則在滯留側被富集，從而達到混合氣體分離之目的。

　　當以加壓淨化空氣為氣源時，氮氣等惰性氣體被富集成高純度供生產應用，由滲透側排空的為富氧空氣。氮膜系統可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上，最高可得到99。9%的純氮。

　　這種氮氣發生器的工作原理分離制氮在工業上有不少的應用，在實驗室主要用於對氣體純度要求不特別高的吹掃、保護、對氧氣的置換等。這類發生器的主要優點是流量大，同時壽命長，且維護成本極低；缺點是氮氣純度不能達到高純級，膜組件目前均為進口，國內不能提供，成本較高，儀器價格也相對高。

　　二、電化學法制氮(需“加液”)

　　采用電化學法制氮的發生器可以制取純氮、氧氣等氣體。它利用恆定電位電解法，采用微孔膜(例如石棉膜)作為兩電極的分隔板，多孔氣體擴散型氧電極為陰極，鎳網為陽極，且電極安裝是采用硬支撐結構。該發生器可在氮、氧氣室壓差(1MPa)下穩定工作，可避免陰極氫析出，保證產生氣體的純度氮。具體制取氮氣的方法是以空氣為原料將氣體送入有電解液的電解槽，在兩電極間加上電壓≦1。5V的直流電，此時在槽內空氣中氧氣被吸收而獲得氮氣。其電解液采用“強制循環方式”，由電磁泵帶動電解液在液路中循環，提高了電解效率。

　　這種氮氣發生器的工作原理可以產出最高99。995%的氮氣，但有幾個明顯的缺陷：其一，需用到高濃度氫氧化鉀溶液做電解液，這種強堿溶液與氣體直接接觸，對氣體質量有潛在影響，並有隨氣路輸出的可能性；其二，單位成本高，不適合做大流量氮氣發生器；其三，反應過程只去除了空氣中的氧氣，其它雜質氣體並沒有涉及，並且反應過程對電解池制作技術要求很高，不合適的電解池制作技術會造成氮氣純度數量級的降低。但是，這類氮氣發生器作為一種小流量氮氣來源，常被用於色譜載氣和小容量保護，總費用不過幾千元，是一種低成本的氮氣發生器的工作原理解決方案。

　　三、PSA變壓吸附制氮(無需“加液”)

　　利用氮氣與其它氣體分子在分子篩中的吸附能力差異，形成濃度差異的積累，在分子篩柱末端產出高純度氮氣。同時利用兩根分子篩柱，一根吸附的同時引出一部分產品氣為另一根解析，實現分子篩在線再生，整體表現即為儀器持續輸出高純氮氣。

工業制氮機的類型和原理

　　一、膜空分制氮

　　以空氣為原料，在一定壓力條件下氮氣產生機，使用氧和氮等氮氣機氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離。

　　二、深冷空分制氮

　　深冷空分制氮是一種傳統的制氮方法。它是以空氣為原料，經過壓縮、淨化，再使用熱交換方式使空氣變成液態。主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點不同，經過精餾工藝，使它們分離取得氮氣。

　　三、分子篩制氮

　　以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運用變壓吸附原理，使用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的辦法，通稱PSA制氮。

制氮機機組施工安裝技術要求

　　1、作業前安裝技術人員首先對安裝氮氣產生機場地進行測量，並制定基准標高、設備安裝平面高度及活動板房安裝具體尺寸。對測量基准點及測量安裝範圍安裝平面高度用明顯顏色作標記。

　　2、根據測量定出的安全位置，進行制氮機設備安裝及活動板房安裝。

　　3、制氮設備安裝 ： 各設備沿活動板房牆面布置。空壓機、冷干機應放在上風口或通風良好的地方，空壓機與冷干機之間的安裝距離應盡可能大一些，二者之間的管路氮氣機也盡可能長一些，以利於通過大氣環境降低壓縮空氣溫度。各設備之間安裝間距至少大於0。6米，各設備與牆之間的距離至少大於0。8米，設備的操作面應面向操作人員便於操作的方位，以便於操作人員、制氮機設備維護人員的操作、維護及檢修。

　　4、金屬軟管連接：嚴禁金屬軟管扭曲連接，盡可能使金屬軟管位於同一平面上。

　　5、管路硬連接：所有設備就位後，設備之間的管路連接根據實際的情況現場配置。所有管路必須采用硬連接方式的(螺絲連接或焊接)，必須由專業人員施工，以免發生泄漏現像。

　　6、制氮機組電氣部分安裝：按照設備電氣圖紙要求將制氮機、空壓機、冷干機電源及控制線及各種傳感器、測量儀量接線接好。接線端要統一標明線號，線纜要標掛標識牌。以便於維護及檢修。嚴禁使用質量差、絕緣性能差的電源線及控制線。線纜布設要整齊、合理。電纜與控制線、信號線若在同一路徑布設時，電纜走下、控制線及信號線走上。上下間距為20cm。禁止電纜與控制線、信號線同槽敷設。

　　7、搭建活動板房要求：搭建活動板房的屋架、牆柱、鋼梁等應安全可靠，其他材料應牢固耐用，能滿足承載力的要求。活動板房的整體承載力與穩定性應滿足遭受狂風暴雨侵襲時不受影響的要求。

如何正確使用氮氣發生器

　　A、 將儀器背面出氣口的密封螺母取下氮氣發生器。用氮氣產生機一根外徑Φ3氣路管將自檢合格的氫氣發生器出氣口與色譜儀的氫氣進氣口連接，擰緊螺母，密封性必須良好。打開電源開關，儀器進入工作狀態。

　　B、 儀器使用時應注意流量顯示是否與色譜儀用氣量一致，如流量顯示超出色譜儀實際用量較大時，應停機檢漏。其方法請參照附圖2儀氮氣機器的故障原因與排除方法進行調整，再用自檢方法檢查合格後方可使用。

　　C、壓力設定開關在儀器內部，打開儀器外殼，在兩支過濾器之間壓力控制器旁邊可看到一撥動開關，用戶可根據不同的使用要求自行在H和L兩檔調整。H為6Kg/cm2，L為4Kg/cm2，儀器出廠時壓力設定在L檔位上。

　　建議：更換三次變色硅膠，更換一次分子篩。