制氮技術(shù)對比：膜分離 vs PSA

———制氮技術(shù)對比：膜分離vsPSA

氮?dú)獍l(fā)生器是實(shí)驗(yàn)室常用的設(shè)備，可以為多種應(yīng)用提供氣源。目前主要的兩種制氮技術(shù)為膜分離和變壓吸附，這兩種制氮技術(shù)分別有什么特點(diǎn)和優(yōu)勢呢？今天我就來帶大家詳細(xì)了解。

原理簡介膜分離技術(shù)

將壓縮空氣通過中空的纖維膜管束，氧氣、二氧化碳等成分會通過纖維膜管道上的小孔，排到大氣中去，氮?dú)夂蜆O少量的氬氣會被收集起來，經(jīng)過一系列的凈化后，輸送到應(yīng)用設(shè)備。這種氮?dú)夥蛛x提取技術(shù)簡單有效，無需任何移動部件。

膜分離原理示意圖

變壓吸附技術(shù)

變壓吸附制氮的填充材料是碳分子篩，是一種多孔疏松的棒狀碳顆粒，當(dāng)壓縮空氣通過碳分子篩時，根據(jù)氣體分子直徑的不同，碳分子篩會吸附氧氣，但是，氮?dú)獠粫晃?，從而被分離。變壓吸附的過程包括吸附-解壓-重生階段。

變壓吸附原理示意圖

變壓吸附技術(shù)和膜分離技術(shù)來生產(chǎn)氮?dú)?，各有?yōu)勢。Peak的氮?dú)獍l(fā)生器根據(jù)不同型號，分別采用膜分離技術(shù)和變壓吸附技術(shù)。如果用戶對某一種技術(shù)青睞有加，Peak可根據(jù)客戶的喜好來推薦合適的型號。但是，對于某些特定的應(yīng)用設(shè)備，使用其中的一種分離技術(shù)比另一種更有優(yōu)勢。具體使用哪種技術(shù)更好、更合適,要取決于后端應(yīng)用設(shè)備和流量的要求，不能一概而論。而需要強(qiáng)調(diào)的是，氮?dú)饽ず吞挤肿雍Y都不是消耗品，都無需定期更換。

技術(shù)對比

1.尺寸和重量

氮?dú)饽こ叽缧?，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，更輕盈小巧，發(fā)生器能放在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)臺下，這對于部分空間有限的實(shí)驗(yàn)室而言無疑是完美的選擇。2.噪音

膜分離技術(shù)不產(chǎn)生任何噪音，這也就意味著膜分離氮?dú)獍l(fā)生器能放在應(yīng)用儀器旁邊，安靜地工作，無需將發(fā)生器放在另外一個房間，從而減少了管道延長所產(chǎn)生的額外費(fèi)用，也避免了管道漏氣的風(fēng)險(xiǎn)。3.純度

氮?dú)庠诓煌治鰞x器中所起的作用不同，所以對純度的要求也不盡相同，LC-MS所用的氮?dú)庵饕鳛殪F化氣及吹掃氣，純度95%就完全能滿足需求。理想化狀態(tài)下，變壓吸附所能達(dá)到的最大純度要優(yōu)于膜分離技術(shù)。但變壓吸附所產(chǎn)生的氮?dú)饧兌扰c進(jìn)氣量、壓力、氣源質(zhì)量都有很大的關(guān)系，如果氣源不潔凈或者氣量壓力不夠，那純度會大大降低，不能單純認(rèn)為變壓吸附純度一定高。4.露點(diǎn)，含水量

決定氮?dú)饴饵c(diǎn)的因素，除了分離技術(shù)外，進(jìn)氣質(zhì)量和過濾系統(tǒng)也至關(guān)重要。對于變壓吸附，如果前端處理不當(dāng)，不僅除水能力下降，而且會污染碳分子篩，久而久之碳分子篩就失去了吸附的能力。對于膜分離，如果有較好的前端處理和除水設(shè)計(jì)，同樣可以有效除水，降低露點(diǎn)。5.空壓機(jī)的負(fù)荷

膜分離和變壓吸附對空氣氣量的需求不同。對于膜分離，純度越高，需要的空氣越多，空壓機(jī)負(fù)荷越大。對于變壓吸附，會有反吹現(xiàn)象，所以用氣量要遠(yuǎn)高于理論值，不能簡單的按照空氮比得出實(shí)際空氣量，相應(yīng)空壓機(jī)負(fù)荷也大于理想情況。6.維護(hù)保養(yǎng)

膜分離技術(shù)移動部件少，所以維護(hù)簡單。一旦發(fā)生器出了問題，膜分離的發(fā)生器的維護(hù)以及零配件的更換都非常方便，同時，也降低了維護(hù)和維修成本，節(jié)約了時間。另外氮?dú)饽さ墓ぷ鳠o需很多電子部件的管理和控制，所以能將更多的電子部件用于監(jiān)控核心技術(shù)參數(shù)，保證了發(fā)生器的穩(wěn)定性。變壓吸附相對而言移動部件、電子控件都更多，所以維修維護(hù)較為繁瑣。綜上而言，在選擇氮?dú)獍l(fā)生器時，不能單一根據(jù)是膜分離技術(shù)還是變壓吸附技術(shù)決定好與壞，要結(jié)合實(shí)際情況和具體應(yīng)用合理選擇。

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