1.膜分離制氮:這種制氮方法利用高壓空氣通過中空纖維膜組件,由于氮?dú)夥肿雍脱鯕夥肿拥臄U(kuò)散速度差異,在膜組件輸出端形成高純度的氮?dú)?。最終的產(chǎn)品氣純度可以達(dá)到99%,氣體流量大于5000ml/min。這種方法可以累加使用,不影響產(chǎn)品質(zhì)量。在不考慮其他限制條件的情況下,氣體裝置可以無限擴(kuò)充。膜分離制氮在工業(yè)上有很多應(yīng)用,在實(shí)驗(yàn)室主要用于對(duì)氣體純度要求不高的吹掃、保護(hù)和氧氣置換等。這種發(fā)生器的主要優(yōu)點(diǎn)是流量大,實(shí)驗(yàn)室級(jí)別產(chǎn)品一般在50L/min左右,并且可以隨意擴(kuò)充。同時(shí),壽命長(zhǎng),膜組件作為核心部件,在空氣源穩(wěn)定的情況下,壽命可達(dá)10年,維護(hù)成本極低。缺點(diǎn)是氮?dú)饧兌炔荒苓_(dá)到高純級(jí),膜組件目前都是進(jìn)口的,國(guó)內(nèi)無法提供,成本較高,儀器價(jià)格也相對(duì)較高。
2.PSA變壓吸附制氮:這種制氮方法利用氮?dú)馀c其他氣體分子在分子篩中的吸附能力差異,形成濃度差異的積累,從而在分子篩柱末端產(chǎn)生高純度的氮?dú)?。同時(shí)利用兩根分子篩柱,一根吸附的同時(shí)引出一部分產(chǎn)品氣為另一根解析,實(shí)現(xiàn)分子篩在線再生,整體表現(xiàn)為儀器持續(xù)輸出高純氮?dú)狻_@種發(fā)生器可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)氮?dú)獾募兌群土髁?,最高可生產(chǎn)99.999%的氮?dú)猱a(chǎn)品。流量可以從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鐘不等,純度大小配置靈活,可以根據(jù)每個(gè)需求具體定制。PSA變壓吸附技術(shù)在工業(yè)中應(yīng)用廣泛,已經(jīng)發(fā)展了幾十年,是非常成熟的技術(shù)。技術(shù)難點(diǎn)主要是分子篩柱填裝技術(shù),如果分子篩填裝不好,會(huì)造成分子篩在氣體高低壓頻繁變化中互相摩擦碰撞粉化,微孔數(shù)量減少,分子篩性能急劇降低。
3.電化學(xué)法制氮:這種方法是在氫氣電解池的陰極(產(chǎn)氫氣一側(cè))通入高壓空氣,在催化劑的作用下,氫氣和氧氣形成微觀燃料電池,完成氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)水。宏觀上表現(xiàn)為空氣中的氧氣被除去,剩余的是氮?dú)?。這種方法可以產(chǎn)出最高99.995%的氮?dú)?。但是有幾個(gè)明顯的缺陷:首先需要使用高濃度氫氧化鉀溶液作為電解液,這種強(qiáng)堿溶液與氣體直接接觸,可能對(duì)氣體質(zhì)量有潛在影響,并有可能隨氣路輸出;其次單位成本高;再者反應(yīng)過程只去除了空氣中的氧氣,其他雜質(zhì)氣體并沒有涉及;最后反應(yīng)過程對(duì)電解池制作技術(shù)要求很高,不合適的電解池制作技術(shù)會(huì)導(dǎo)致氮?dú)饧兌葦?shù)量級(jí)的降低。這種氮?dú)獍l(fā)生器作為一種小流量氮?dú)鈦碓?,總費(fèi)用不過幾千元,常用于色譜載氣和小容量保護(hù),是一種低成本的解決方案。
質(zhì)譜專用氮?dú)獍l(fā)生器