氮氣發生器

一．技術背景

   市面上現有氮氣發生器的電解池多數采用三片不銹鋼板做為電解池結構，液體流程采用循環泵的方式，其缺點是對制作材料和資源的浪費，且電解功率小，電解池溫度高，電解池出氣端返液現象等嚴重缺點。電解池輸入電壓多數采用大功率低電壓的變壓電源，電路采用并聯電解池，分析耗材大，用電量大。氮氣提純精度低。因此我公司自主研發了LGN-1000型高純氮氣發生器，通過電化學反應及物理吸附法，并采用壓縮空氣源與多片極板組成的電解池氣路聯通，可達到以普氮制氮的方法，一臺供多臺氣相色譜儀器使用。為了給氣相色譜的配套，而精心設計,設計了多片電解組依次串聯，增強設備使用過程中的安全系數，減少了機體面積,以及強結構尺寸約束降低制造成本。排除傳統的設計方法只是針對一臺一機的單一設計的局限性。

二．技術原理

   作為實驗室科研配套儀器，應用廣泛，不但需要高品質得要求，還需要增強設備安全性，減小實驗室設備占用空間面積，提高氣體純度，節約能耗。在現有儀器水平下，需進一步較低材料和資源消耗，提高設備精度和運作效率，關鍵就在于提高設備的關鍵技術——電路設計方法和結構設計方法。本儀器受到多家科研單位委托，研制出的高純度且節能高效的氮氣提取設備。

    該儀器涉及的電路設計和結構設計方法是由儲液罐、多電解池、開關電源、氣水分離器、單向閥、干燥室、五通、壓力控制器、壓力報警器、壓力顯示表、脫氧管、開關閥，儲液罐通過流體管與多片極板組成的電解池聯通，通過電化學反應及物理吸附法，采用壓縮空氣源與多片電解組氣路聯通，可達到以普氮制氮的方法，一次提純到位可達到99.994%的高純氮，電解電壓低、池溫低、性能優異，采用大功率低電壓的開關電源，電壓在1.5V以下正常工作，節省分析耗材，節約電能源。

• 主要技術參數

1.  工作條件：電源電壓220V   50HZ

2、 環境條件：溫度10-40℃ 相對溫度<85%

             環境無嚴重粉塵污染，腐蝕性氣體。

  3、 輸入空氣壓力 ：0.5Mpa

  4、 大功率：200W　　　　　

5、 氮氣純度：99.996%  （相對含氧量）

6、 輸出流量：LGN - 1000  型     0-1000 ml/min

7、 輸出壓力：0.4Mpa　　　　　　　　　　　　　

8、 外型尺寸：LGN - 1000  型 520×280×400mm（L×W×H）

• 重   量： LGN –1000  型 約25㎏；

10、 使用技術及技術創新

  1.操作簡單，只需啟動電源開關，即可產氣。

  2.輸出壓力穩定。

  3..輸出流量自動跟蹤。

  4.日常使用只需補充蒸餾水，可連續使用，也可間斷使用。

  5.設有不返液裝置，可有效的保證儀器無返液現象

創新點1：多片電解池極板依次串聯設計方法

    *片陽極板的進液口經流體管與儲液罐連通，其余的陽極板進液口分別經流體管與上一個陽極板的出液口連通，*個陽極板的氧氣出口經流體管與儲液罐連通，其余陽極板的氧氣出口分別經流體管與上一個陽極板的進氧口連通，*個陰極板的進氣口經聯接管與空氣源連通，其余陰極板的進氣口分別經耐壓管與上一個陰極板的出氣口連通，末端的陰極板的出氣口經耐壓管與氣水分離器連通，氣水分離器的氣體出口經聯接管依次與單向閥、干燥室連接，干燥室的出口連接輸出管道 。

創新點2 ：普氮制氮方法提純氮氣方法

將分析純氫氧化鉀用蒸餾水或純凈水稀釋，待KOH溶解冷卻后注入儲液罐內，儲液罐內的電解液依次進入電解槽內，空氣源的氣體進入*個陰極電解槽，接通電源啟動開關即可產氣，通過電化學反應及物理吸附法把空氣中的氧分子吸附在陽極，氧分子在陽極聚集經氧氣出口輸出，終進入儲液罐釋放在大氣中，氮氣則在陰極聚集經出氣口進入下一個電解池內繼續反應，以普氮制氮方法輸出，經氣水分離器除去水分，再經干燥室干燥，進入脫氧催化室內進一步提純后輸出，制得高純氮氣。