氮氣發(fā)生器工作時將分離空氣,電解膜的負極側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng),將空氣中的氧化性氣體,在正極側(cè)還原,空氣流過電解池后就只剩下氮氣和惰性氣體,故國內(nèi)發(fā)生器的純度大多標(biāo)有“相對含氧量”,氮氣的純度和空氣流速,有效分解面的長度,電解電勢的強弱都有關(guān)系,這種分離方法也決定了氮氣的純度不可能做的很高。加入電解質(zhì)的作用就是提高水的導(dǎo)電率,使電化學(xué)反應(yīng)能順利進行。
該儀器采用碳分子篩變壓吸附方式產(chǎn)生氮氣,可產(chǎn)生流量為40-100L/min,純度可達99.9%的高純氮氣。CMS柱中的凈化和再生過程交替進行,以產(chǎn)生連續(xù)的氮氣。操作簡單、自動化程度高,能實現(xiàn)自動的連續(xù)運行。采用電化學(xué)分離法和物理吸附法的發(fā)生器可以制取純氮、氧氣等氣體。它利用恒定電位電解法,采用微孔膜作為兩電極的分隔板,多孔氣體擴散型氧電極為陰極,鎳網(wǎng)為陽極,且電極安裝是采用硬支撐結(jié)構(gòu)。
該儀器可能出現(xiàn)以下問題:
利用該原理產(chǎn)生的氮氣如果長時間在常壓條件下使用,會造成嚴重的返液(回液)現(xiàn)象。為了防止返液,廠家設(shè)計了各種裝置來嘗試解決這個問題,但是均不能解決根本性的問題。畢竟它還是要加液的,一旦防返液的裝置出現(xiàn)故障就會造成氣路及色譜柱報廢,嚴重的甚至可能導(dǎo)致儀器全部報廢。
加KOH液體的氮氣發(fā)生器所產(chǎn)生的氮氣中含水量高且?guī)в幸欢ǜg性,容易造成調(diào)試不穩(wěn)定,一旦長時間使用該氮氣必然造成色譜柱柱效降低。
氮氣純度偏低,對儀器的熱導(dǎo)檢測器的熱敏元件會造成氧化,時間一久熱導(dǎo)檢測器的靈敏度降低。
采用中空纖維膜法:
兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時,由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數(shù)的差異,導(dǎo)致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據(jù)這一特性,可將氣體分為“快氣”和“慢氣”。
膜兩側(cè)壓差的作用下,滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜后在膜滲透側(cè)被富集,而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、一氧化碳、氬氣等則在滯留側(cè)被富集,從而達到混合氣體分離之目的。
當(dāng)以加壓凈化空氣為氣源時,氮氣等惰性氣體被富集成高純度供生產(chǎn)應(yīng)用,由滲透側(cè)排空的為富氧空氣。氮膜系統(tǒng)可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上,可得到99.9%的純氮。該儀器可以用于氣相色譜儀做載氣,分析組分成分要求不高的行業(yè)。