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技术文章
PSA变压吸附制氮原理
点击次数：107 发布时间：2022/1/10 9:51:17
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陶**
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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，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，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。
在空气中，氧气是活跃的气体，体积也相当大。剩余气体为微量气体或不具有活性。但氮气是实验室的常用气体之一，过去由于技术落后，实验室常常要使用高压氮气瓶或者液氮罐来进行供气，这种方法有很多的弊端，包括：
1.频繁换气，氮气瓶运输更换麻烦；
2.在实际实验操作中，存在大量吹扫工作消耗，会增加成本；
3.高压容器，有的危险性，需要放置在保护气柜里；
4.如果液氮泄漏的话，液氮直接与大气接触，而大气中的环境常温远高于氮气的沸点，导致液氮瞬间气化为常压氮气，体积膨胀数百倍。在这样的环境下，泄漏的氮气直接将空气中的氧气稀释到1%以下，导致在泄漏点附近的人员窒息，并且过量的氮气可以麻痹神经。
以上就是传统氮气制作的方法，而现使用氮气发生器来作为供气设备，可以有效解决这些麻烦，该设备通常有PSA制氮和膜分离法，采用了检测光锥技术，灵敏度高；包被型辅助载气提高检测灵敏度，避免检测池污染；低温雾化和蒸发，同时检测半挥发性和不挥发性化合物，对热不稳定化合物亦有较好的灵敏度。
氮气发生器拥有两个碳分子筛柱，预处理的压缩空气进入并穿过个碳分子筛柱，二氧化碳、氧气、水蒸气及其他杂质被碳分子筛吸附，只允许氮气通过碳分子筛并进入内部氮气罐。在一段时间过后，该碳分子筛柱吸附饱和，系统将自动切换至第二个碳分子筛柱继续工作，已饱和的碳分子筛柱经过快速降压，将吸附捕捉的氧气释放到空气中，从而被活化再生。两个碳分子筛柱的吸附和净化再生过程交替进行，以此连续产生洁净、干燥的高纯氮气。
在空气中，氧气是活跃的气体，体积也相当大。剩余气体为微量气体或不具有活性。但氮气是实验室的常用气体之一，过去由于技术落后，实验室常常要使用高压氮气瓶或者液氮罐来进行供气，这种方法有很多的弊端，包括：
1.频繁换气，氮气瓶运输更换麻烦；
2.在实际实验操作中，存在大量吹扫工作消耗，会增加成本；
3.高压容器，有的危险性，需要放置在保护气柜里；
4.如果液氮泄漏的话，液氮直接与大气接触，而大气中的环境常温远高于氮气的沸点，导致液氮瞬间气化为常压氮气，体积膨胀数百倍。在这样的环境下，泄漏的氮气直接将空气中的氧气稀释到1%以下，导致在泄漏点附近的人员窒息，并且过量的氮气可以麻痹神经。
以上就是传统氮气制作的方法，而现使用氮气发生器来作为供气设备，可以有效解决这些麻烦，该设备通常有PSA制氮和膜分离法，采用了检测光锥技术，灵敏度高；包被型辅助载气提高检测灵敏度，避免检测池污染；低温雾化和蒸发，同时检测半挥发性和不挥发性化合物，对热不稳定化合物亦有较好的灵敏度。
氮气发生器拥有两个碳分子筛柱，预处理的压缩空气进入并穿过个碳分子筛柱，二氧化碳、氧气、水蒸气及其他杂质被碳分子筛吸附，只允许氮气通过碳分子筛并进入内部氮气罐。在一段时间过后，该碳分子筛柱吸附饱和，系统将自动切换至第二个碳分子筛柱继续工作，已饱和的碳分子筛柱经过快速降压，将吸附捕捉的氧气释放到空气中，从而被活化再生。两个碳分子筛柱的吸附和净化再生过程交替进行，以此连续产生洁净、干燥的高纯氮气。
原创作者：上海川宏实验仪器有限公司
