实验室氮气发生器的设计原理主要基于物理或化学方法从空气中分离出高纯度氮气，其核心在于利用不同气体分子在吸附剂表面或高分子膜中的物理性质差异实现分离。以下是其设计原理的详细揭秘：
1.变压吸附法（PSA）
原理：基于不同气体分子在吸附剂表面的吸附能力差异。常用的吸附剂为碳分子筛（CMS），其对氧气、二氧化碳和水分的吸附能力远强于氮气。压缩空气进入吸附塔后，碳分子筛优先吸附氧气等杂质气体，氮气则通过。当吸附剂饱和后，通过降低压力使吸附的氧气等气体解吸，吸附剂再生。两个或多个吸附塔交替工作，实现连续供气。
特点：设备结构紧凑，操作简单，能提供高纯度氮气，适用于大多数实验室需求。
2.膜分离法
原理：利用高分子膜对不同气体分子的渗透速率差异实现分离。氮气分子比氧气分子稍大，氧气通过膜的速率高于氮气。压缩空气通过中空纤维膜时，氧气、水蒸气等快速渗透通过膜壁，氮气则被截留。截留的氮气被收集并输出。
特点：设备简单，维护成本低，适合中等纯度氮气的连续供应。膜组件作为核心部件，在空气源稳定的情况下，寿命可达10年，且维护成本极低。
二、实验室氮气发生器化学分离法（电化学法）
1.原理：在电解池的阴极（产氢气一侧）通入高压空气，在催化剂作用下，氢气和氧气形成微观燃料电池，完成氧化还原反应生产水。宏观上表现为空气中的氧气被除去，剩余氮气。
2.特点：这种方法可以产出高纯度的氮气，但存在几个明显缺陷：一是需用到高浓度氢溶液做电解液，这种强碱溶液与气体直接接触，对气体质量有潜在影响，并有随气路输出的可能性；二是单位成本高；三是反应过程只去除了空气中的氧气，其它杂质气体并没有涉及，并且反应过程对电解池制作技术要求很高，不合适的电解池制作技术会造成氮气纯度数量级的降低。
三、实验室氮气发生器的设计特点
1.模块化设计：氮气发生器通常采用模块化设计，便于根据实验室需求进行定制和扩展。例如，可以根据需要选择不同流量的吸附塔或膜组件，以满足不同实验对氮气纯度和流量的需求。
2.智能化控制：现代氮气发生器通常配备智能化控制系统，可以实时监测氮气纯度、流量和压力等参数，并根据实验需求自动调节设备运行状态。此外，一些高*氮气发生器还具备远程监控和故障诊断功能，提高了设备的可靠性和易用性。
3.节能环保：氮气发生器在设计时注重节能环保，采用高效节能的压缩机和吸附剂，降低能耗和运行成本。同时，通过优化设备结构和气流路径，减少氮气泄漏和浪费，提高氮气利用率。
欢迎来到