氮氣發生器的簡單分析

氮氣發生器從制氮原理上來分有變壓吸附法、中空纖維膜分離法、電化學分離法三種。

1.變壓吸附法：氮氣純度99.999%，流量范圍為0-10升/min,市場價格大約在10萬人民幣左右。

2.中空纖維膜分離法：氮氣純度99.999%，流量范圍為0-10升/min,市場價格大約在10-15萬人民幣。

3.電化學分離法：氮氣流量在0.3-0.5L/min, 氧含量可以控制在幾個ppm， 氣體露點根據吸附劑效能可以達到-55℃。價格為1萬左右。目前國內配套氣相色譜儀的氮氣發生器主要是該類型的。

電化學分離法的氮氣來自于在電解分離池, 空氣中的雜質氣體經過電解分離池后, 在電解液和貴金屬及電場作用下被分離。電解分離池內電解液主要為KOH或NaOH與蒸餾水配制而成, 一些廠家為了節省制造成本，選用低價格的不銹鋼（貴金屬的含量極低），因而使電解分離池在強堿液及電場的作用下極易損壞，降低了氮氣的純度，影響到儀器的正常使用。電化學分離法制造氮氣還要求整個氣液系統有完善的自動控制功能，否則在突然斷電停機時，電解分離池內沒有電場的作用，空氣不能被分離，輸出將的是大量的空氣，如果不能及時的關閉氮氣輸出，大量的空氣直接進入色譜柱將造成色譜柱提前損壞。所以在氮氣輸出氣路中增加斷電保護切換閥是必須的。

目前市場上的氮氣發生器一般都具有啟動后延時排空的功能，即氮氣發生器在剛剛開機的10分鐘內，由于氣體純度低及管路系統內有空氣，所以需要把輸出的氣體排空到大氣。排空氣體的流量控制，大多數廠家都采用在排空閥出口加固定氣阻，這種方法在排空的過程中，可以控制輸出的氣體流量，但是排空結束，氮氣切換到色譜氣路中時，由于輸出的氮氣要很快在連接的管路內建立壓力，所以會使氮氣發生器輸出流量很快增大，電解分離池在短時間內來不急分離空氣，從而使大量的沒有分離過的空氣直接進入色譜系統，造成色譜柱損壞或者脫氧管很快失效。一些廠家在排空口前增加針型閥來限流，這種方法會出現另外的問題，當氮氣系統從排空切換到正常供氣狀態時，由于色譜儀的柱頭壓力逐漸上升穩定后，針型閥的輸出流量會慢慢變小，如果要想得到正常的流量需要再次調節針型閥通徑，這樣會使穩定的高純度氮氣系統再次被污染。要想的到高純度而又穩定的氮氣除克服上述問題，還須克服電解分離池的堵塞和返液現象。