【儀器儀表網(wǎng) 專題推薦】目前主要的兩種制氮技術(shù)為膜分離和變壓吸附(PSA),這兩種制氮技術(shù)分別有什么特點(diǎn)和優(yōu)勢呢?詳見下文。
原理簡介
膜分離技術(shù)
將壓縮空氣通過中空的纖維膜管束,氧氣、二氧化碳等成分會通過纖維膜管道上的小孔,排到大氣中去,氮?dú)夂蜆O少量的氬氣會被收集起來,經(jīng)過一系列的凈化后,輸送到應(yīng)用設(shè)備。這種氮?dú)夥蛛x提取技術(shù)簡單有效,無需任何移動部件。
變壓吸附技術(shù)
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(dāng)壓縮空氣通過碳分子篩時,根據(jù)氣體分子直徑的不同,碳分子篩會吸附氧氣,但是,氮?dú)獠粫晃?,從而被分離。變壓吸附的過程包括吸附-解壓-重生階段。
技術(shù)對比
1. 尺寸和重量
氮?dú)饽こ叽缧。亓枯p,結(jié)構(gòu)緊湊,更輕盈小巧,發(fā)生器能放在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)臺下,這對于部分空間有限的實(shí)驗(yàn)室而言無疑是完美的選擇。
2. 噪音
膜分離技術(shù)不產(chǎn)生任何噪音,這也就意味著膜分離氮?dú)獍l(fā)生器能放在應(yīng)用儀器旁邊,安靜地工作,無需將發(fā)生器放在另外一個房間,從而減少了管道延長所產(chǎn)生的額外費(fèi)用,也避免了管道漏氣的風(fēng)險。
3. 純度
氮?dú)庠诓煌治鰞x器中所起的作用不同,所以對純度的要求也不盡相同,LC-MS所用的氮?dú)庵饕鳛殪F化氣及吹掃氣,純度95%就完全能滿足需求。理想狀態(tài)下,變壓吸附所能達(dá)到的zui大純度要優(yōu)于膜分離技術(shù)。但變壓吸附所產(chǎn)生的氮?dú)饧兌扰c進(jìn)氣量、壓力、氣源質(zhì)量都有很大的關(guān)系,如果氣源不潔凈或者氣量壓力不夠,則純度會大大降低,不能單純認(rèn)為變壓吸附純度一定高。
4. 露點(diǎn),含水量
決定氮?dú)饴饵c(diǎn)的因素,除了分離技術(shù)外,進(jìn)氣質(zhì)量和過濾系統(tǒng)也至關(guān)重要。對于變壓吸附,如果前端處理不當(dāng),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了吸附的能力。對于膜分離,如果有較好的前端處理和除水設(shè)計,同樣可以有效除水,降低露點(diǎn)。
5. 空壓機(jī)的負(fù)荷
膜分離和變壓吸附對空氣氣量的需求不同。純度越高,需要的空氣越多,空壓機(jī)負(fù)荷越大。對于變壓吸附,會有反吹過程,所以用氣量要遠(yuǎn)高于理論值,不能簡單地按照空氮比得出實(shí)際空氣量,相應(yīng)地,空壓機(jī)負(fù)荷也大于理論值。
6. 維護(hù)保養(yǎng)
膜分離技術(shù)移動部件少,所以維護(hù)簡單。一旦發(fā)生器出了問題,膜分離的發(fā)生器的維護(hù)以及零配件的更換都非常方便,同時,也降低了維護(hù)和維修成本,節(jié)約了時間與人力。另外氮?dú)饽さ墓ぷ鳠o需很多電子控件的管理和控制,所以能將更多的電子控件用于監(jiān)控核心技術(shù)參數(shù),保證了發(fā)生器的穩(wěn)定性。變壓吸附相對而言移動部件、電子控件都更多,所以維修維護(hù)較為繁瑣。