高纯氮气发生器的制氮原理

高纯氮气发生器是科研实验室常见的通用仪器设备，采用色谱分离方法技术可以连续产生高纯度的氮气，将空气压缩泵供给的气体导入分子筛，氧气、二氧化碳、水份及其他杂质在通过分子筛除去，只允许氮气通过分子筛并进入蓄气池，在储气罐里调节合适的压力和流速后就可以直接使用。分子筛筒采用自动可再生装置，分子筛无需进行更换。
1.PSA变压吸附制氮。利用氮气与其它气体分子在分子筛中的吸附能力差异，形成浓度差异的积累，在分子筛柱末端产出高纯度氮气。
2.电化学法制氮。在氢气电解池的阴*(产氢气一侧)通入高压空气，在催化剂作用下，氢气和氧气形成微观燃料电池，完成氧化还原反应生产水，宏观上表现即为空气中的氧气被除去，剩余氮气。这种方法可以产出*高99.995%的氮气。这类氮气发生器作为一种小流量氮气来源，总费用不过几千元，常被用于色谱载气和小容量保护，是一种低成本的解决方案；
3.膜分离制氮。高压空气通过中空纤维膜组件，氮气分子和氧气分子的扩散速度差别积累，在膜组件输出端形成高纯度的氮气，*终形成的产品气纯度*高可达99%，气体流量>5000ml/min，并且可以累加使用，不影响产品质量，在不考虑其它限制条件的情况下，气体装置可以无限扩充。
这种制氮方法膜分离制氮在工业上有不少的应用，在实验室主要用于对气体纯度要求不特别高的吹扫、保护、对氧气的置换等。
高纯氮气发生器的主要优点是流量大，实验室级别产品一般在50L/min上下，并可随意扩充，同时寿命长，膜组件作为核心部件，在空气源稳定的情况下，寿命可达10年，且维护成本*低；缺点是氮气纯度不能达到高纯级，膜组件目前均为进口，国内不能提供，成本较高，仪器价格也相对高。