氮氣發(fā)生器膜分離和碳分子篩的對比

氮氣發(fā)生器作為實驗室常用設備之一，作為氮氣供氣源，用途廣泛。其中，對質(zhì)譜和氣相色譜的正常運行起到重要作用。那么，該如何選擇合適的氮氣發(fā)生器呢？膜分離技術和變壓吸附技術是現(xiàn)今氮氣發(fā)生器的兩種主要制氮技術。兩種制氮技術各有特點和優(yōu)勢。
膜分離技術
壓縮空氣通過中空纖維膜，由于不同氣體分子直徑不同，當空氣通過膜的時候，分子直徑較小的氧氣、二氧化碳和水蒸汽會通過中空纖維膜管道上的小孔，進而排到大氣中去。在膜的出口，大分子直徑的氮氣分子和惰性氣體氬氣都被收集起來，輸送到應用設備。這種氮氣分離提取技術簡單有效，無需任何移動部件。
變壓吸附技術
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，當壓縮空氣通過碳分子篩時，同樣也是根據(jù)氣體分子直徑的不同，碳分子篩會吸附水汽和氧氣，但是，氮氣不會被吸附，從而被分離。變壓吸附的過程包括吸附解壓-重生階段。
變壓吸附技術和膜分離技術來生產(chǎn)氮氣，各有優(yōu)勢。但是，對于某些特定的應用設備，使用其中的一種分離技術比另一種更有優(yōu)勢。具體使用哪種技術更好更合適要取決于應用和流速要求，不能一概而論。而需要強調(diào)的是，氮氣膜和碳分子篩都不是消耗品，都無需定期更換。
兩種技術對比來說：
1.尺寸和重量
氮氣膜尺寸小，重量輕，結構緊湊，更輕盈小巧，甚至發(fā)生器能放在標準實驗臺下，這些對于空間很有限的實驗室而言無疑是上乘的選擇。
2.噪音
膜分離技術不產(chǎn)生任何噪音，這也就意味著膜分離氮氣發(fā)生器能放在應用儀器旁邊，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)生的額外費用，也避免了管道漏氣的風險。
3.純度
氮氣在不同分析儀器中所起的作用不同，所以對純度的需求也不同，氮氣主要作為霧化氣及保護氣，純度95%就能滿足需求。理想化狀態(tài)下，變壓吸附所能達到的大純度要優(yōu)于膜分離技術。但變壓吸附所產(chǎn)生的氮氣純度與進氣量、壓力、氣源質(zhì)量都有很大的關系，如果氣源不潔凈或者氣量壓力不夠，那純度會大大降低，不能單純認為變壓吸附純度一定高。
4.露點，含水量
決定氮氣露點含水量的因素，除了分離技術外，進氣質(zhì)量和過濾系統(tǒng)也至關重要。對于碳分子篩的變壓吸附，如果前端處理不當，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計，同樣可以有效除水，降低露點。
5.空壓機的負荷
膜分離和變壓吸附對空氣氣量的需求不同。對于膜分離，純度越高，需要的空氣越多，空壓機負荷越大。對于變壓吸附，會有反吹現(xiàn)象，所以用氣量要遠高于理論值，不能簡單的按照空氮比得出實際空氣量，相應空壓機負荷也大于理想情況。 　　6. 維護保養(yǎng)
膜分離技術移動部件少，所以維護簡單。一旦發(fā)生器出了問題，小而輕的氮氣膜占用空間小，讓發(fā)生器的維護以及零配件的更換都非常方便，同時，也降低了維護和維修成本，節(jié)約了時間。另外氮氣膜的工作無需很多電子部件的管理和控制，所以可以將更多的電子部件用于監(jiān)控核心技術參數(shù)，保證了發(fā)生器的穩(wěn)定性。變壓吸附相對移動部件、電子控件都多，所以維修維護較為繁瑣。