上海睿析科學(xué)儀器有限公司
聯(lián)系人：陳經(jīng)理
手機(jī)：13918499969
座機(jī)：021-51699970
傳真：021-51685870
聯(lián)系郵箱：rxsepu@qq.com
上海市寶山區(qū)長(zhǎng)江南路99弄2號(hào)
在實(shí)驗(yàn)室日常運(yùn)行當(dāng)中，氮?dú)馐且合嗌V-質(zhì)譜聯(lián)用儀（LC-MS）、氮吹儀、氣相色譜等設(shè)備中不可或缺的消耗品。過去，許多實(shí)驗(yàn)室比較依賴高壓鋼瓶供氣，但鋼瓶搬運(yùn)存在不便、管理成本高、存在安全隱患等，這些問題一直困擾著實(shí)驗(yàn)人員。如今，越來越多的實(shí)驗(yàn)室選擇氮?dú)獍l(fā)生器能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)制氮。但是一臺(tái)氮?dú)獍l(fā)生器并非孤立運(yùn)行的設(shè)備，而它的穩(wěn)定輸出，始終離不開一整套配套系統(tǒng)的協(xié)同工作。了解到這些配套設(shè)備后，對(duì)實(shí)驗(yàn)室選型和日常維護(hù)都有著重要且實(shí)際的意義。
一、氮?dú)獍l(fā)生器的基本構(gòu)成
無論是一體機(jī)、組合機(jī)還是分體式集中供氣系統(tǒng)，氮?dú)獍l(fā)生器都可以理解為是由五個(gè)核心的部分構(gòu)成：空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、過濾器、儲(chǔ)氣罐和氮?dú)夥蛛x模塊。
空氣壓縮機(jī)：是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力來源，負(fù)責(zé)將環(huán)境空氣壓縮到所需壓力。壓縮空氣的質(zhì)量直接影響后續(xù)分離效果和使用壽命，因此壓縮機(jī)的選型需要關(guān)注排氣量、壓力穩(wěn)定性和含油量等指標(biāo)。
冷干機(jī)：的作用是去除壓縮空氣中的水分。壓縮空氣在壓縮過程中溫度升高，冷卻后會(huì)析出大量冷凝水，如果不加以處理，水分進(jìn)入氮?dú)夥蛛x模塊會(huì)影響分離效率，甚至損壞設(shè)備。
過濾器：承擔(dān)著除水、除塵、除油、除有機(jī)氣體的任務(wù)。壓縮空氣中除了水分，還含有微量的油霧和固體顆粒，這些雜質(zhì)需要通過多級(jí)精密過濾器逐級(jí)去除。
儲(chǔ)氣罐：起到穩(wěn)壓和緩沖的作用，既能保護(hù)空壓機(jī)避免頻繁啟停，也能保證后續(xù)用氣時(shí)壓力和流量的穩(wěn)定。
氮?dú)夥蛛x模塊：是核心部件，負(fù)責(zé)將凈化后的壓縮空氣中的氮?dú)馀c其他氣體分離。目前主流的分離技術(shù)有兩種：膜分離和變壓吸附（PSA）。
二、PSA制氮方式的工作原理
變壓吸附（Pressure Swing Adsorption，簡(jiǎn)稱PSA）是一種成熟的氣體分離技術(shù)。其核心是采用碳分子篩作為吸附劑，利用氧氣分子與氮?dú)夥肿釉诜肿雍Y表面的擴(kuò)散速率差異來實(shí)現(xiàn)分離——氧分子直徑較小，擴(kuò)散速度比氮分子快數(shù)百倍，在加壓條件下氧被碳分子篩優(yōu)先吸附，而氮分子則穿過分子篩微孔被收集。
PSA制氮通常采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔交替運(yùn)行。一個(gè)塔在加壓狀態(tài)下吸附氧氣、生產(chǎn)氮?dú)獾耐瑫r(shí)，另一個(gè)塔通過降壓釋放被吸附的氧氣和其他氣體，實(shí)現(xiàn)分子篩的再生。兩個(gè)塔循環(huán)交替，就能連續(xù)不斷地輸出氮?dú)狻?/span>
相比于膜分離技術(shù)，PSA制氮的優(yōu)勢(shì)在于能夠獲得更高的氮?dú)饧兌取＜兾锢淼姆蛛x過程不涉及化學(xué)反應(yīng)，也沒有二次污染。
三、純度指標(biāo)與檢測(cè)
實(shí)驗(yàn)室對(duì)氮?dú)饧兌鹊囊笠驊?yīng)用而異。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等痕量分析通常要求氮?dú)饧兌冗_(dá)到99.999%（即“五個(gè)9”），對(duì)應(yīng)氧含量不超過5 ppm。純度每提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)設(shè)備和工藝的要求都會(huì)顯著上升。
上海睿析科技生產(chǎn)的氮?dú)獍l(fā)生器采用PSA變壓吸附制氮方式。該產(chǎn)品經(jīng)上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院（華東國(guó)家計(jì)量測(cè)試中心）檢測(cè)，純度達(dá)到99.999%。上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院是上海地區(qū)由國(guó)家授權(quán)的法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是國(guó)務(wù)院計(jì)量行政部門批準(zhǔn)設(shè)立的華東地區(qū)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)——華東國(guó)家計(jì)量測(cè)試中心。其下設(shè)的上海市氣體化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站是上海地區(qū)唯一的氣體化工產(chǎn)品質(zhì)檢機(jī)構(gòu)，專業(yè)從事各類氣體產(chǎn)品的分析檢測(cè)。
檢測(cè)報(bào)告從第三方公正機(jī)構(gòu)的角度對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行了驗(yàn)證，這對(duì)于需要可追溯質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)室來說，是一個(gè)值得關(guān)注的參考信息。
四、配套設(shè)備的選型思路
了解了氮?dú)獍l(fā)生器的構(gòu)成之后，實(shí)驗(yàn)室在選型時(shí)可以考慮以下幾個(gè)方面：
用氣量評(píng)估：是第一步。需要統(tǒng)計(jì)所有用氣設(shè)備的總流量需求，并預(yù)留一定的余量以應(yīng)對(duì)未來擴(kuò)展。
純度要求：需要與具體應(yīng)用匹配。不同實(shí)驗(yàn)對(duì)純度的要求不同，并不是所有場(chǎng)景都需要“五個(gè)9”的高純氮?dú)狻?/span>
安裝空間：也需要納入考量。分體式系統(tǒng)各組件獨(dú)立布置，產(chǎn)氣量大、擴(kuò)展靈活，但需要單獨(dú)的供氣室；一體機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，適合空間有限的實(shí)驗(yàn)室。
維護(hù)便利性：同樣值得關(guān)注。過濾器濾芯需要定期更換，冷干機(jī)需要定期檢查系統(tǒng)壓力以確保除水效果。選擇模塊化程度高、維護(hù)操作簡(jiǎn)便的設(shè)備，可以降低長(zhǎng)期運(yùn)行成本。
氮?dú)獍l(fā)生器不是一臺(tái)孤立的設(shè)備，而是一個(gè)由空壓機(jī)、冷干機(jī)、過濾器、儲(chǔ)氣罐和分離模塊協(xié)同工作的系統(tǒng)。理解每個(gè)環(huán)節(jié)的作用，才能做出適合自己實(shí)驗(yàn)室的選擇。而對(duì)于追求高純氮?dú)獾膽?yīng)用場(chǎng)景，PSA制氮技術(shù)配合權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測(cè)驗(yàn)證，是一條值得關(guān)注的路徑。
上一篇：實(shí)驗(yàn)室氮?dú)獍l(fā)生器日常使用中都有哪些容易被忽視的細(xì)節(jié)
下一篇：實(shí)驗(yàn)室氮?dú)獍l(fā)生器選型：從場(chǎng)景和純度需求出發(fā)
