氢气发生器是如何产生氢气的,它主要有两种不同的工作原理,针对这两种不同工作原理进行简易的比较。
一、纯水电解制氢
把满足要求的电解水(电阻率大于1MΩ/cm,电子或分析行业用的去离子水或二次蒸馏水皆可)送入电解槽阳极室,通电后水便立刻在阳极分解:2H2O=4H++2O-2,分解成的负氧离子(O-2),随即在阳极放出电子,形成氧气(O2),从阳极室排出,携带部份水进入水槽,水可循环使用,氧气从水槽上盖小孔放入大气。氢质子以水合离子(H+?XH2O)形式在电场力的作用下,通过SPE离子膜,到达阴极吸收电子形成氢气,从阴极室排出后,进入气水分离器,在此除去从电解槽携带出的大部分水份,含微量水份的氢气再经干燥器吸湿后,纯度便达到99.999%以上。
二、碱液电解制氢
这个工作原理是传统隔膜碱液电解法。电解槽内的导电介质是为氢氧化钾水溶液,两极室的分隔物是为航天电解设备用优质隔膜,与端板合为一体的耐蚀、传质良好的格栅电极等组成电解槽。向两极施加直流电之后,水分子在电解槽的两极立刻发生电化学反应,在阳极产生了氧气,在阴极产生了氢气。反应式如下:阳极:2OH--2e→H2O+1/2O2↑阴极:2H2O+2e→2OH-+H2↑总反应式:2H2O→2H2↑+O2↑本仪器对压控、过压保护、流量显示、流量追踪等均实行自动控制;使输出氢气能在恒压下,根据气相色谱仪用氢气量,实现全自动调节(在产气量范围内)。
氢气发生器主要由电解系统、压力控制系统、净化系统和显示系统组成。在选择氢发生器时优先考虑质量有保证的厂家,也可以加装在线纯度检测装置保证气体的纯度。氮气发生器能否很好地应用于气相色谱分析实验,与发生器的原理有很大关系。氮气发生器的工作原理大致分为三种:
1、以电化学分离法和物理吸附法相结合的方式;
2、采用中空纤维膜分离;
3、采用气相色谱技术用新型合成分子筛分离。下面我们就具体来介绍一下:
一、电化学分离法和物理吸附法:采用这种原理产生的氮气存在的问题很多。
二、采用中空纤维膜法:氮膜系统可将廉价的空气中氮从78%提高到95%以上,最高可得到99、9%的纯氮。该氮气发生器可以用于气相色谱仪做载气,仅适用于分析组分成分要求不高的行业。
三、采用气相色谱技术用新型合成分子筛分离:这是一种新型的空气分离方法,它以压缩空气为原料,合成分子筛为吸附剂,气相色谱分离吸附流程,在常温低压下,利用空气中的氧和氮在分子筛中的扩散速度不同,把氧和氮加以分离,氮气的纯度和产气量可按客户需要调节。
由电解池、纯水箱、氢/水别离器、收集器、枯燥器、传感器、压力调节阀、开关电源等部件组成。
只电解纯水即可产氢。通电后,电解池阴极产氢气,阳极产氧气,氢气进入氢/水别离器。氧气排入大气。
氢/水别离器将氢气和水别离。氢气进入枯燥器除湿后,经稳压阀、调节阀调整到额外压力由出口输出。
电解池的产氢压力由传感器控制在0.45Mpa左右,当压力达到设定值时,电解池电源供应堵截;压力下降,低于设定值时电源恢复供电。
氢气发生器特色
1、对配套设备要求低,只需220V交流电源即可作业。
2、操作简略,翻开电源即可发生氢气。
3、输出压力安稳,数字显示气体流量,直观。
4、维护简略,仪器*次加碱使用后,只需定时向电解池中弥补蒸馏水.定时替换枯燥管,无需拆开箱体。
5、安全性高,仪器配有两级过压维护,当压力超过设定值,仪器主动堵截电路中止产气。
气路中设有气液别离器,确保液体不会进入气相体系中。然后确保了使用碱性液体作为电解液的气源安全性。
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