氮氣發(fā)生器：膜分離or碳分子篩

氮氣發(fā)生器作為實(shí)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(shù)和變壓吸附技術(shù)是現今氮氣發(fā)生器的兩種主要制氮技術(shù)。兩種制氮技術(shù)各有特點(diǎn)和優(yōu)勢。
膜分離技術(shù)
壓縮空氣通過(guò)中空纖維膜，由于不同氣體分子直徑不同，當空氣通過(guò)膜的時(shí)候，分子直徑較小的氧氣、二氧化碳和水蒸汽會(huì )通過(guò)中空纖維膜管道上的小孔，進(jìn)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(lái)，輸送到應用設備。這種氮氣分離提取技術(shù)簡(jiǎn)單有效，無(wú)需任何移動(dòng)部件。
變壓吸附技術(shù)
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(guò)碳分子篩時(shí)，同樣也是根據氣體分子直徑的不同，碳分子篩會(huì )吸附水汽和氧氣，但是，氮氣不會(huì )被吸附，從而被分離。變壓吸附的過(guò)程包括吸附解壓-重生階段。
變壓吸附技術(shù)和膜分離技術(shù)來(lái)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(shù)比另一種更有優(yōu)勢。具體使用哪種技術(shù)更好更合適要取決于應用和流速要求，不能一概而論。而需要強調的是，氮氣膜和碳分子篩都不是消耗品，都無(wú)需定期更換。
兩種技術(shù)對比來(lái)說(shuō)：
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(shí)驗臺下，這些對于空間很有限的實(shí)驗室而言無(wú)疑是的選擇。
2.噪音
膜分離技術(shù)不產(chǎn)生任何噪音，這也就意味著(zhù)膜分離氮氣發(fā)生器能放在應用儀器旁邊，安靜地工作，無(wú)需將發(fā)生器放在另外一個(gè)房間，從而減少了管道延長(cháng)所產(chǎn)生的額外費用，也避免了管道漏氣的風(fēng)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(mǎn)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(shù)。但變壓吸附所產(chǎn)生的氮氣純度與進(jìn)氣量、壓力、氣源質(zhì)量都有很大的關(guān)系，如果氣源不潔凈或者氣量壓力不夠，那純度會(huì )大大降低，不能單純認為變壓吸附純度高。
4.露點(diǎn)，含水量
決定氮氣露點(diǎn)含水量的因素，除了分離技術(shù)外，進(jìn)氣質(zhì)量和過(guò)濾系統也至關(guān)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(huì )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(diǎn)。
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(huì )有反吹現象，所以用氣量要遠高于理論值，不能簡(jiǎn)單的按照空氮比得出實(shí)際空氣量，相應空壓機負荷也大于理想情況。 　　

6. 維護保養
膜分離技術(shù)移動(dòng)部件少，所以維護簡(jiǎn)單。一旦發(fā)生器出了問(wèn)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方便，同時(shí)，也降低了維護和維修成本，節約了時(shí)間。另外氮氣膜的工作無(wú)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控核心技術(shù)參數，保證了發(fā)生器的穩定性。變壓吸附相對移動(dòng)部件、電子控件都多，所以維修維護較為繁瑣。