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工业制氮机氮气发生器的气体分离原理

     工业制氮机众所周知,就目前的氮气发生器的气体分离原理主要可以分为膜分离技术和分子筛技术。从市场认可度而言,工业制氮机分子筛技术的气体发生器所得到的氮气纯度较高,但缺点是容易发生故障。因此,目前工业制氮机应用较多的还是膜分离技术的氮气发生器。因此,我就主要考察了工业制氮机基于膜分离技术的peak和parker两个品牌。

  初步了解之后,才知道工业制氮机氮气发生器也有些道道。两家厂商都宣称最关键的部分:工业制氮机膜分离部分可以用十几年。而容易发生故障的是工业制氮机空气压缩机。如果没有发生故障,每年的维护成本不会太高,2000人民币左右。

  除了最初的疑虑,现在的考察点主要有气路:一路气or三路气;机器的集成方式:一体机or分体式。

  首先是买三路气还是买一路气的问题。为什么工业制氮机要分为一路气、三路气,用过AB质谱的版友都知道,AB质谱是需要三路气体供应。因此,工业制氮机最好是有专用的气体。因为三路气中供窗帘气和碰撞气的纯度要求达到较高的纯度。Peak和parker都有这样的设计机型。虽然说一路气也可以用于AB的质谱,并且确实有极个别的人在用,但是长期使用工业制氮机一路气对AB质谱能够产生多大影响,还不得而知,至少在中国这样的用户很少。但我想工业制氮机既然有这样的专用于AB质谱的氮气发生器,必定有它技术上和市场认可的道理。正如有人会说,工业制氮机AB质谱的离子源的设计有其自己的特点,而要保证这样的设计能够发挥最大的离子化效应,很大程度上是来源于气体,氮气的纯度、流量都很重要。而在工业制氮机销售的过程中,考虑到成本的原因,大部分销售都会砍掉氮气发生器,使用一路液氮,这样在谈判时更有竞争力。因此,大多数工业制氮机AB质谱用的是液氮的原因是购买仪器时的价格以及当地液氮供应的问题。但如果不用液氮,是选三路气还是一路气,单从技术上考虑,我还是选择三路气的氮气发生器。

  说到这里,想扯一下液氮。液氮是在-196℃下的情况下所形成的,其纯度是较高的(有的单位气相也用的是液氮),但缺点是工业制氮机碳氢化合物无法去除,并且含有一定的水(气体中的含水量可用露点反映出来,露点越低、水份含量越低)。因此,液氮有其优势,也有其缺点,但这样的缺点在实际使用中有多大影响,同样不得而知。因此,强调液氮的这些劣势,不能排除是氮气发生器厂家整出的销售策略。因此,这些话在购买仪器时听听就好了。主要还是要根据实际使用需求。同时,不要轻信销售的那张嘴,如果某销售告诉你,他销售的氮气发生器所产生的氮气的纯度可以达到5个9,那你就要注意了,那是在用嘴骗你。在现有的技术条件下,还只能说可以达到99.5%及以上。

  1.分离膜

  如前所述,工业制氮机氮气发生器中应用较多的氮气生成技术是的膜分离技术。对于自己的机子所使用的分离膜,两大厂商都有自己的宣传角度。工业制氮机Parker把膜分为常温常压和高温高压膜,而peek则分为串联膜和并联膜。其中工业制氮机Parker认为高温高压膜工作时会有损耗,peek认为串联膜的氮气纯度更高。毕竟膜的分离效能和寿命是用户最关心的部分,也是氮气发生器最为核心的部分。因此,两家都想在这上面做点文章,并且彼此都不认同。我觉得,两家仪器都是为了同一个目的,只是采用了不同的手段去达到要求,单从技术原理上并不能比出个高低。因此,版友们在与销售和技术人员沟通时需要保持一个冷静头脑,不要被他们整晕了。

  2.空气压缩机

  另外一个比较重要的部件就是工业制氮机空气压缩机了。

  两家代理商都认同最好的空气压缩机品牌是 Atlas。工业制氮机空气压缩机功率的大小决定了产气的流量大小。其中分为SF-1、SF-2、SF-4、SF-8等等。在实验室用得较多的是SF-1,完全满足实验供气需要。但是,外置的Atlas空压机大多是中外合资的机子,即在国内生产。版友们在购买时,可以要求是在国外生产的。并且在谈判时能故尽可能多的获得空压机免费维修的时间

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