制氮機故障判斷方法

氮氣發(fā)生器故障判斷
氮氣發(fā)生器變壓吸附空分制氮(簡(jiǎn)稱(chēng)P.S.A制氮) 是一種先進(jìn)的氣體分離技術(shù)，以?xún)?yōu)質(zhì)進(jìn)口碳分子篩（CMS）為吸附劑，采用常溫下變壓吸附原理（PSA）分離空氣制取高純度的氮氣。
氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴散速率不同，直徑較小的氣體分子（O2）擴散速率較快，較多的進(jìn)入碳分子篩微孔，直徑較大的氣體分子（N2）擴散速率較慢，進(jìn)入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對氮和氧的這種選擇吸附性差異，導致短時(shí)間內氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，如此氧氮分離，在PSA條件下得到氣相富集物氮氣。
碳分子篩對氧和氮在不同壓力下某一時(shí)間內吸附量的變化差異曲線(xiàn)：
一、氮氣發(fā)生器段時(shí)間后，分子篩對氧的吸附達到平衡，根據碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對氧的吸附，這一過(guò)程為再生。根據再生壓力的不同，可分為真空再生和常壓再生。常壓再生利于分子篩的徹di再生，易于獲得高純度氣體。
變壓吸附制氮氣發(fā)生器（簡(jiǎn)稱(chēng)PSA制氮機）是按變壓吸附技術(shù)設計、制造的氮氣發(fā)生設備。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由全自動(dòng)控制系統按特定氮氣發(fā)生器可編程序嚴格控制時(shí)序，交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。
碳分子篩（CMS）的動(dòng)態(tài)吸附量和分離系數的性能優(yōu)劣決定了制氮機的好壞。
二、氮氣發(fā)生器鈀觸媒除氧純化工藝原理
流量、純度的普氮和氫氮氣發(fā)生器氣同時(shí)進(jìn)入裝置中，在混合器中充分混合后，進(jìn)入裝有鈀觸媒除氧器裝置，在脫氧催化劑的作用下產(chǎn)生2H2+O2=2H2O的化學(xué)反應，達到脫氧目的。氮氣發(fā)生器脫氧后氮氣中的水氣經(jīng)過(guò)冷卻器脫水，然后氮氣繼續進(jìn)入干燥器干燥，使氮氣露點(diǎn)達-60℃左右，干燥器配置兩臺，其中一臺干燥器進(jìn)行吸附干燥，另一臺把已吸附飽和水氣的干燥器進(jìn)行再生，為下一周期吸附工作做好準備。經(jīng)干燥后的氮氣通過(guò)過(guò)濾器除塵，后得到的便是高純氮氣。
氮氣發(fā)生器采用的材料和氣相色譜分離技術(shù)，直接從空氣中提取純氮氣。它是純物理的分離方法，消除電化學(xué)（加水）分離方式腐蝕儀器的隱患，具有使用安全、性能可靠、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。內置壓縮泵可連續24小時(shí)輸出氮氣,不需要從外部接入空氣，具有使用安全方便、壽命長(cháng)、可靠性高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)
從而使氣體發(fā)生器的性能指標、產(chǎn)品質(zhì)量也更加參差不齊。下面僅就市場(chǎng)上常用的三種氣體發(fā)生器（氫氣發(fā)生器 氮氣發(fā)生器、空氣壓縮機）的結構、特點(diǎn)做簡(jiǎn)單的分析，供大家參考：
一 氮氣發(fā)生器
氮氣發(fā)生器從制氮原理上來(lái)分有中空纖維膜分離法、變壓吸附法、電化學(xué)分離法三種。
1）中空纖維膜分離法直接產(chǎn)生的氮氣純度一般在99%左右，流量范圍為0-10升/min,市場(chǎng)價(jià)格大約在幾萬(wàn)到十萬(wàn)。
2）變壓吸附法直接產(chǎn)生的氮氣流量范圍更寬，純度一般也99%,市場(chǎng)價(jià)格大約在10萬(wàn)以?xún)取?/span>
3）電化學(xué)分離法直接產(chǎn)生的氮氣流量在0.3-0.5L/min,氧含量可以控制在幾個(gè)ppm，氣體露點(diǎn)根據吸附劑效能可以達到-55℃。價(jià)格為1萬(wàn)左右。目前國內配套氣相色譜儀的氮氣發(fā)生器主要是該類(lèi)型的。
電化學(xué)分離法的氮氣來(lái)自于在電解分離池,空氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)過(guò)電離池后,在電解液和貴金屬及電場(chǎng)作用下被分離。電離池內電解液主要為KOH或NaOH與蒸餾水配制而成,某些廠(chǎng)家為了降低制造成本，選用低價(jià)格的劣質(zhì)不銹鋼，造成電離池極易損壞，并降低了氮氣的純度，影響到儀器的正常使用。同時(shí)，電化學(xué)分離法制造氮氣還要求整個(gè)系統有完善的壓力控制，否則在突然斷電停機時(shí)，電解分離池內沒(méi)有電場(chǎng)的作用，空氣不能被分離，輸出將的是大量的空氣，如果不能及時(shí)的關(guān)閉氮氣輸出，大量的空氣直接進(jìn)入色譜柱將造成色譜柱提前損壞。所以在氮氣輸出氣路中增加斷電保護切換閥是的。
目前市場(chǎng)上的 氮氣發(fā)生器一般都具有啟動(dòng)后延時(shí)排空的功能，即 氮氣發(fā)生器在剛剛開(kāi)機的10分鐘內，由于氣體純度低及管路系統內有空氣，所以需要把輸出的氣體排空到大氣。排空氣體的流量控制，大多數廠(chǎng)家都采用在排空閥出口加固定氣阻，這種方法在排空的過(guò)程中，可以控制輸出的氣體流量，但是排空結束，氮氣切換到色譜氣路中時(shí)，由于輸出的氮氣要很快在連接的管路內建立壓力，所以會(huì )使氮氣發(fā)生器輸出流量很快增大，電解分離池在短時(shí)間內來(lái)不急分離空氣，從而使大量的沒(méi)有分離過(guò)的空氣直接進(jìn)入色譜系統，造成色譜柱損壞或者脫氧管很快失效。有些廠(chǎng)家在排空口前增加針型閥來(lái)限流，這種方法會(huì )出現另外的問(wèn)題，當氮氣系統從排空切換到正常供氣狀態(tài)時(shí)，由于色譜儀的柱頭壓力逐漸上升穩定后，氮氣發(fā)生器針型閥的輸出流量會(huì )慢慢變小，如果要想得到正常的流量需要再次調節針型閥通徑，這樣會(huì )使穩定的高純度氮氣系統再次被污染，我們在通過(guò)大量實(shí)驗，采用限流裝置解決了上述問(wèn)題。