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從原理了解實驗室氮氣發(fā)生器

更新時間:2023-07-03      點擊次數(shù):972
  實驗室氮氣發(fā)生器是一種用于產(chǎn)生高純度氮氣的設備,其原理主要涉及分子篩吸附和壓縮空氣分離兩個方面。主要原理包括分子篩吸附和壓縮空氣分離。這些原理的應用使得實驗室能夠方便、經(jīng)濟地獲得高純度的氮氣,滿足各種實驗和應用的需求。
 
  在實驗室氮氣發(fā)生器中,常使用的方法是通過分子篩吸附。分子篩是一種具有孔隙結(jié)構(gòu)的固體材料,可以選擇性地吸附大部分氧氣分子而排除氮氣分子。這種吸附過程基于分子篩內(nèi)氧氣和氮氣的相對大小不同,以及分子篩對氧氣的親和力較強。在氮氣發(fā)生器中,通常會采用兩個分子篩裝置,一個用于吸附氧氣,另一個則進行脫附。
實驗室氮氣發(fā)生器
 
  吸附階段:首先,將壓縮空氣引入吸附器中,其中包含了一層分子篩。由于分子篩的特殊結(jié)構(gòu),氧氣分子被吸附到孔隙中,而氮氣分子則相對較少被吸附。因此,在吸附階段,氮氣被富集在出口處,而氧氣被滯留在吸附器中。
 
  脫附階段:當一個吸附器飽和后,需要進行再生。這時,通過減壓或加熱的方式,將吸附器中的壓力降低至大氣壓,并且對其施加適當?shù)臒崃俊_@樣一來,分子篩內(nèi)被吸附的氧氣分子就會釋放出來,然后通過排氣排出系統(tǒng)。
 
  除了分子篩吸附原理,實驗室氮氣發(fā)生器還可以采用壓縮空氣分離的方法。此方法基于不同氣體組分的沉降速度不同的原理。通過將壓縮空氣經(jīng)過冷卻、壓縮和過濾等步驟,使得其中的水蒸汽、油污和雜質(zhì)得到去除。隨后,將處理后的氣體送入分離柱中,在分離柱內(nèi)部設置特定結(jié)構(gòu)的填料,利用其中的壓力差和組分間的吸附/解吸附特性,將氮氣和氧氣分離開來。最終,通過調(diào)整操作條件和填料的選擇,可以達到產(chǎn)生高純度氮氣的目的。
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