氮气发生器是一种先进的气体分离技术,以优质进口碳分子筛(CMS)为吸附剂,采用常温下变压吸附原理(PSA)分离空气制取高纯度的氮气。
氮气发生器的原理
1.电化学法制氮。
在氢气电解池的阴极(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。
这种方法可以产出最高99.995%的氮气,但有几个明显的缺陷:
一需用到高浓度氢氧化钾溶液做电解液,这种强碱溶液与气体直接接触,对气体质量有潜在影响,并有随气路输出的可能性;
二单位成本高,比如MNN-300型,标称产氮300ml/min,实际稳定使用150ml/min,不适合做大流量氮气发生器;三反应过程只去除了空气中的氧气,其它杂质气体并没有涉及,并且反应过程对电解池制作技术要求很高,不合适的电解池制作技术会造成氮气纯度数量级的降低。
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;
2.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,最终形成的产品气纯度最高可达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。
这类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,且维护成本极低;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。
3.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。
同时利用两根分子筛柱,一根吸附的同时引出一部分产品气为另一根解析,实现分子筛在线再生,整体表现即为仪器持续输出高纯氮气。
这类发生器可根据需要,调节氮气的纯度和流量,最高可生产99.999%的氮气产品,流量可从几百毫升到几十升到几立方每分钟,纯度大小配置灵活,可根据每个需求具体定制,型号末端带P的即为此类产品,如MNN-5LP。
PSA变压吸附技术在工业中应用很广泛,已发展几十年,是很成熟的技术。技术难点主要是分子筛柱填装技术,分子筛填装不好,会造成分子筛在气体高低压频繁变化中互相摩擦碰撞粉化,微孔数量减少,分子筛性能急剧降低。
以上是根据氮气发生器的生产原理对这类产品的简单介绍,供各位用户参考。
氢气发生器上的干燥过滤器,无论是分体的发生器还是组合的发生器,都需要对输出的气体进行干燥净化,即除湿除烃或者除油等。
氢气发生器现有的除湿除烃方法基本都采用吸附剂吸附法,吸附剂大体都采用变色硅胶、分子筛和活性炭。
由于使用变色硅胶除湿,需要定期观察硅胶的变色程度,氢气发生器采用透明的有机玻璃材料或者碳酸脂成为,不锈钢管由于不能随时观察硅胶的颜色不太适用。
下面来了解下氢气发生器的自检操作;
氢气发生器如何自检操作方法:
1、接通电源。
2、打开电源开关,此时氢气发生器压力表开始上升;
检查仪器面板上电解指示绿灯发亮,流量指示指针表应指示在1000左右;
在5分钟内压力指示压力表应达到0.4MPa,指针指示降至0,;
说明氢气发生器系统工作正常,自检合格。
3、如在5分钟后,流量指示还在1000,压力指示在0;
说明氢气发生器开关没有旋紧有漏气现象,请继续旋紧开关,使仪器的压力、流量达到合格标准。
4、氢气发生器使用时应注意流量指示是否与色谱仪用气量一致,如流量指示超出色谱仪实际用量较大时,应停机检漏;
其方法参照仪器的故障原因与排除方法进行调整,再用自检方法检查合格后方可使用。
5、定期检查过滤器中的硅胶是否变色,如变色请马上更换或再生。
其方法为,拧下过滤器,氢气发生器再拧开过滤器上盖,更换硅胶后拧紧过滤器上盖,将过滤器装到[工业电器网cnelc]底座上拧紧。
并检查是否漏气
6、仪器使用一段时间后,氢气发生器电解液会逐渐减少;
当电解液位接近下限时应及时补水,此时只需加入二次蒸馏水即可;
氢气发生器加液或加水时液位不要超过上限,也不能低于下限。
7、当氢气发生器使用半年后,请更换电解液。
氢气发生器使用氢氧化钾溶液的浓度为10%左右。
8、仪器切勿在压力为0时空载运行。
氢气发生器空载运行时会将电解池和开关电源部件烧坏。造成整个仪器损坏。
高频直流高压发生器又称高压发生器、中频直流高压发生器、高压直流发生器、直流高压发生器、直流发生器、便携式直流高压发生器、高频直流高压发生器、交直流高压发生器。采用了高频倍压电路,应用了较新的PWM高频脉宽调制技术,闭环调整,采用了电压大反馈,使电压稳定度大幅度提高。
我们在使用高频直流高压发生器之前,首先要做的就是熟知高频直流高压发生器正确使用方法。
一、高频直流高压发生器操作前准备
将控制箱的输出电缆插座与倍压装置电缆插座用专用电缆连接好,本仪器由使用前检查其完好性,联接电缆不应有短路和断路;倍压筒应无凝露现象;用2.5mm2以上的铜线将控制箱接地与倍压装置接地端连接起来并可靠接地。
二、高频直流高压发生器操作
(1)在高压输出端子和地接线柱之间接入试品。
(2)插上电源线,打开电源开关,“高压分”指示灯(绿色)亮,“高压合”指示灯(红色)灭;电压显示表及电流显示表,以及0.75倍电压显示表显示均为零值。
(3)将电压、电流整定旋扭顺时针旋到底,电压调节旋扭逆时针旋到零位。(注:电压调节旋扭不在零位,无法启动“高压合”按键)
(4)轻按“高压合”按键,“高压合”指示灯(红色)亮,缓慢调节电压调节旋钮到所需电压值进行测试。测试时电压显示表指示试验电压值,单位为kV;0.75倍电压显示表11指示试验电压值的75%,单位位kV;电流显示表7指示试验电流值,单位为uA。
(5)在试品测试过程中按下0.75倍电压显示锁存按键,则0.75倍电压显示表显示值锁定,维持显示值不便,这样在做氧化锌避雷器试验时很方便地可作为参考电压。
(6)在任何时候按下定时开按键,则启动时间继电器,在记时到达预设的时间时,蜂鸣器发出报警讯响,同时切断高压输出。
(7)在试验过程中,如果负载电流超过仪器额定输出电流的0-10%时,“过流”指示灯亮,过流保护,防止损坏试品和仪器。
(8)在试验过程中,如果试验电压超过仪器额定输出电压的0-10%时,“过压”指示灯亮,过保护,防止损坏试品和仪器。
(9)试验结束后,反时针调节电压调节旋钮旋到零位后,电压显示表缓慢回到零位。当三个显示表显示零值后,轻按“高压分”按键,此时“高压合”指示灯(红色)灭,“高压分”指示灯(绿色)亮,再关掉电源开关。
(10)当被试品电容量很大时,电压调节旋钮旋到零位均调到零位后,输出电压显示表迟迟不能回零,则先按“高压分”按键,再关机。然后用放电棒将试品放电,再拆除被试品接线。
三、高频直流高压发生器保护设定
高频直流高压发生器由设置了过压保护,过流保护及内部功率保护,其中过压保护,过流保护可由外部人为设定,而功率保护在仪器出厂时已确定,不能由外部确定。
(1)过压保护
在试验时,如果不需要设定时,可将电压整定旋钮顺时针旋到最大,这时过压保护在超过额定输出电压动作,过压保护指示灯(黄色)亮。如果需要设定过压保护值时,在试验前,可先不接被试品,将电压整定旋钮顺时针旋到最大,然后按前述操作过程升压至所需电压值,再将电压整定旋钮逆时针旋到过压保护值时且过压保护指示灯(黄色)亮,此时过压保护值即设定。然后关掉电源开关,用接地棒将高压接地放电,接上试品即可试验,此时试验电压超过设定值时将自动切断高压,过压保护动作。
(2)过流保护
在试验时,如果不需要设定时,可将电流整定旋钮顺时针旋到最大,这时过流保护在超过额定输出电流动作,过流保护指示灯(黄色)亮。如果需要设定过流保护值时,在试验前,可先接上被试品,将电流整定旋钮顺时针旋到最大,然后按前述。