氮气发生器的简单分析

氮气发生器从制氮原理上来分有变压吸附法、中空纤维膜分离法、电化学分离法三种。

1.变压吸附法：氮气纯度99.999%，流量范围为0-10升/min,市场价格大约在10万人民币左右。

2.中空纤维膜分离法：氮气纯度99.999%，流量范围为0-10升/min,市场价格大约在10-15万人民币。

3.电化学分离法：氮气流量在0.3-0.5L/min, 氧含量可以控制在几个ppm， 气体露点根据吸附剂效能可以达到-55℃。价格为1万左右。目前国内配套气相色谱仪的氮气发生器主要是该类型的。

电化学分离法的氮气来自于在电解分离池, 空气中的杂质气体经过电解分离池后, 在电解液和贵金属及电场作用下被分离。电解分离池内电解液主要为KOH或NaOH与蒸馏水配制而成, 一些厂家为了节省制造成本，选用低价格的不锈钢（贵金属的含量极低），因而使电解分离池在强碱液及电场的作用下极易损坏，降低了氮气的纯度，影响到仪器的正常使用。电化学分离法制造氮气还要求整个气液系统有完善的自动控制功能，否则在突然断电停机时，电解分离池内没有电场的作用，空气不能被分离，输出将的是大量的空气，如果不能及时的关闭氮气输出，大量的空气直接进入色谱柱将造成色谱柱提前损坏。所以在氮气输出气路中增加断电保护切换阀是必须的。

目前市场上的氮气发生器一般都具有启动后延时排空的功能，即氮气发生器在刚刚开机的10分钟内，由于气体纯度低及管路系统内有空气，所以需要把输出的气体排空到大气。排空气体的流量控制，大多数厂家都采用在排空阀出口加固定气阻，这种方法在排空的过程中，可以控制输出的气体流量，但是排空结束，氮气切换到色谱气路中时，由于输出的氮气要很快在连接的管路内建立压力，所以会使氮气发生器输出流量很快增大，电解分离池在短时间内来不急分离空气，从而使大量的没有分离过的空气直接进入色谱系统，造成色谱柱损坏或者脱氧管很快失效。一些厂家在排空口前增加针型阀来限流，这种方法会出现另外的问题，当氮气系统从排空切换到正常供气状态时，由于色谱仪的柱头压力逐渐上升稳定后，针型阀的输出流量会慢慢变小，如果要想得到正常的流量需要再次调节针型阀通径，这样会使稳定的高纯度氮气系统再次被污染。要想的到高纯度而又稳定的氮气除克服上述问题，还须克服电解分离池的堵塞和返液现象。