谱析仪器：氮气发生器工作原理、分类和特点

氮气发生器是提取氮气的设备，以物理吸附法和电化学分离法相结合的原理直接从空气中分离高纯氮气，根据电催化法进行空气分离的原理制成，其中电解池是利用燃料电池的逆过程设计而成。在航空航天、核电核能、食品医药、石油化工、电子工业、材料工业、国防军工和科学实验等领域得到了广泛的应用，如配套气相色谱仪、气相-质谱联用仪、液相色谱仪、液相-质谱联用仪及ICP(OES,AES)、AAS，ICP-MS，UV等分析仪器，下面就让谱析仪器小编带你了解一下常用几种氮气发生器的工作原理和特点。

几种制氮工作原理

作为压力稳定且纯净的原料空气进入到电解池中，空气中的氧在阴极被吸附而获得电子，与水作用生成氢氧根离子，并迁移到阳极，最后在阳极处失去电子析出氧气，因此空气中的氧不断被分离，只留下氮气随气路输出。

一、电化学分离法和物理吸附法（需“加液”）概况：

采用电化学分离法和物理吸附法的发生器可以制取纯氮、氧气等气体。它利用恒定电位电解法，采用微孔膜（例如石棉膜）作为两电极的分隔板，多孔气体扩散型氧电极为阴极，镍网为阳极，且电极安装是采用硬支撑结构。该发生器可在氮、氧气室压差（１ＭＰａ）下稳定工作，可避免阴极氢析出，保证产生气体的纯度氮。具体制取氮气的方法是以空气为原料将气体送入有电解液的电解槽，在两电极间加上电压≤１.５Ｖ的直流电，此时在槽内空气中氧气被吸收而获得氮气。其电解液采用“强制循环方式”，由电磁泵带动电解液在液路中循环，提高了电解效率。

二、采用中空纤维膜法（无需“加液”）：

两种或两种以上的气体混合通过高分子膜时,由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的差异,导致不同气体在膜中相对渗透速率有所不同。根据这一特性，可将气体分为“快气”和“慢气”。

当混合气体在驱动力---膜两侧压差的作用下，渗透速率相对较快的气体和水、氧、二氧化碳等透过膜后在膜渗透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体如氮气、一氧化碳、氩气等则在滞留侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。

当以加压净化空气为气源时，氮气等惰性气体被富集成高纯度供生产应用，由渗透侧排空的为富氧空气。氮膜系统可将廉价的空气中氮从78%提高到95%以上，最高可得到99.9%的纯氮。该氮气发生器可以用于气相色谱仪做载气，分析组分成分要求不高的行业。

三、采用气相色谱分离技术（无需“加液”）：

这是一种新型的空气分离方法，它以压缩空气为原料，合成分子筛为吸附剂，采用气相色谱柱吸附流程,在常温压力下,利用空气中的氧和氮在分子筛中的扩散速度不同,把氧和氮加以分离,氮气的纯度和产气量可按客户需要调节。所产生气体流速稳定，氮气纯化彻底，产出的氮气纯度高，最高可得到99.9995%的纯氮，适用于各种气相色谱检测器。该系列高纯发生器只要一按开关，便可以源源不绝的生产出高质量和高纯度的氮气，运行稳定可靠，最重要的是它不需要任何化学消耗品。操作方便，可24小时无人值守。且它可以在不需任何监管和最低保养的情况下无故障地运行。

六大特点

1.程序控制：仪器的控制系统采用专用芯片。是全部工作过程均有程序控制完成。自动恒压，恒流，氮气流量可根据用量实现0-300ml/min全自动调节。

2.工艺先进：电解池采用立式单液面双阴极。最新膜分离技术，催化层使用PCAN载体及贵金属催化物，使电解池催化效率高，产气量大，氮气纯度高，电解池出厂前经过100小时以上高压，大电流老化试验，使电解池性能和工作状态极为稳定。

3.三级催化：除电解池中两级催化外另有第三极催化，催化剂选用新型贵金属，使输出的氮气含氧量小于3ppm

4.产氮湿度低：采用了超高分子量渗透麽分离技术及有效的除湿装置，因而降低了原始湿度，并能在停机后自动排出水分。采用了金属聚合物除湿及两级吸附，是氮气纯度大大提高。

5.操作方便：免运输钢瓶之劳，省搬运钢瓶之苦，使用是只需打开电源开关即可产氮，可连续使用，也可间断使用，产氮量稳定不衰减。

6.安全可靠：配有安装装置，灵敏可靠。

技术参数

PXN-300高纯氮发生器的技术参数：

流量(ml/min)：0-300

输出压力：0～0.4Mpa

氮气流量：0～300（0～500）ml/min

氢气纯度：99.995%

电源电压：220V±10%   50/60Hz

最大功率：100W

重量：20Kg

外形尺寸：420×210×350