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制氮技术对比:膜分离 vs PSA
点击次数:339 发布日期:2022-8-1  来源:毕克气体
氮气发生器是实验室常用的设备,可以为多种应用提供气源。目前主要的两种制氮技术为膜分离变压吸附,这两种制氮技术分别有什么特点和优势呢?今天小编就来带大家详细了解。

原理简介

膜分离技术

将压缩空气通过中空的纤维膜管束,氧气、二氧化碳等成分会通过纤维膜管道上的小孔,排到大气中去,氮气和极少量的氩气会被收集起来,经过一系列的净化后,输送到应用设备。这种氮气分离提取技术简单有效,无需任何移动部件


膜分离原理示意图
 

变压吸附技术

变压吸附制氮的填充材料是碳分子筛,是一种多孔疏松的棒状碳颗粒,当压缩空气通过碳分子筛时,根据气体分子直径的不同,碳分子筛会吸附氧气,但是,氮气不会被吸附,从而被分离。变压吸附的过程包括吸附-解压-重生阶段。

变压吸附原理示意图

变压吸附技术和膜分离技术来生产氮气,各有优势。Peak的氮气发生器根据不同型号,分别采用膜分离技术和变压吸附技术。如果用户对某一种技术青睐有加,Peak可根据客户的喜好来推荐合适的型号。但是,对于某些特定的应用设备,使用其中的一种分离技术比另一种更有优势。具体使用哪种技术更好、更合适,要取决于后端应用设备和流量的要求,不能一概而论而需要强调的是,氮气膜和碳分子筛都不是消耗品,都无需定期更换。

技术对比
 

1. 尺寸和重量

氮气膜尺寸小,重量轻,结构紧凑,更轻盈小巧,发生器能放在标准实验台下,这对于部分空间有限的实验室而言无疑是完美的选择。

 

2. 噪音

膜分离技术不产生任何噪音,这也就意味着膜分离氮气发生器能放在应用仪器旁边,安静地工作,无需将发生器放在另外一个房间,从而减少了管道延长所产生的额外费用,也避免了管道漏气的风险。

 

3. 纯度

氮气在不同分析仪器中所起的作用不同,所以对纯度的要求也不尽相同,LC-MS所用的氮气主要作为雾化气及吹扫气,纯度95%就完全能满足需求。理想化状态下,变压吸附所能达到的最大纯度要优于膜分离技术。但变压吸附所产生的氮气纯度与进气量、压力、气源质量都有很大的关系,如果气源不洁净或者气量压力不够,那纯度会大大降低,不能单纯认为变压吸附纯度一定高。

 

4. 露点,含水量

决定氮气露点的因素,除了分离技术外,进气质量和过滤系统也至关重要。对于变压吸附,如果前端处理不当,不仅除水能力下降,而且会污染碳分子筛,久而久之碳分子筛就失去了吸附的能力。对于膜分离,如果有较好的前端处理和除水设计,同样可以有效除水,降低露点。

 

5. 空压机的负荷

膜分离和变压吸附对空气气量的需求不同。对于膜分离,纯度越高,需要的空气越多,空压机负荷越大。对于变压吸附,会有反吹现象,所以用气量要远高于理论值,不能简单的按照空氮比得出实际空气量,相应空压机负荷也大于理想情况。

 

6. 维护保养

膜分离技术移动部件少,所以维护简单。一旦发生器出了问题,膜分离的发生器的维护以及零配件的更换都非常方便,同时,也降低了维护和维修成本,节约了时间。另外氮气膜的工作无需很多电子部件的管理和控制,所以能将更多的电子部件用于监控核心技术参数,保证了发生器的稳定性。变压吸附相对而言移动部件、电子控件都更多,所以维修维护较为繁琐。


综上而言,在选择氮气发生器时,不能单一根据是膜分离技术还是变压吸附技术决定好与坏,要结合实际情况和具体应用合理选择

Peak在气体发生器研发和制造领域拥有多年的技术积累,我们和各大知名分析仪器公司开展全球合作,根据不同的应用采用最为合理的氮气分离技术,每个环节精益求精,已成功开发多款氮气发生器。既有膜分离技术的明星产品
Genius XE 35、专为LC-MS而设计的最新款膜分离产品Genius AE 32、可输出大流量氮气和干燥空气,满足实验室集中供气需求的Infinity XE 60系列氮气发生器,也有采用变压吸附技术的Precision Nitrogen氮气发生器和i-Flow大流量制氮系统等产品。我们致力于为客户提供一站式用气解决方案,以专业、高质量的产品和全面、快速响应的售后服务,为客户带来卓越体验。
 

来源:毕克气体仪器贸易(上海)有限公司
联系电话:400-888-1612
E-mail:jexu@peakscientific.com

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