氮氣發(fā)生器

一．技術(shù)背景

   市面上現(xiàn)有氮氣發(fā)生器的電解池多數(shù)采用三片不銹鋼板做為電解池結(jié)構(gòu)，液體流程采用循環(huán)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(xiàn)象等嚴(yán)重缺點。電解池輸入電壓多數(shù)采用大功率低電壓的變壓電源，電路采用并聯(lián)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(fā)了LGN-1000型高純氮氣發(fā)生器，通過電化學(xué)反應(yīng)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(lián)通，可達(dá)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(shè)計,設(shè)計了多片電解組依次串聯(lián)，增強(qiáng)設(shè)備使用過程中的安全系數(shù)，減少了機(jī)體面積,以及強(qiáng)結(jié)構(gòu)尺寸約束降低制造成本。排除傳統(tǒng)的設(shè)計方法只是針對一臺一機(jī)的單一設(shè)計的局限性。

二．技術(shù)原理

   作為實驗室科研配套儀器，應(yīng)用廣泛，不但需要高品質(zhì)得要求，還需要增強(qiáng)設(shè)備安全性，減小實驗室設(shè)備占用空間面積，提高氣體純度，節(jié)約能耗。在現(xiàn)有儀器水平下，需進(jìn)一步較低材料和資源消耗，提高設(shè)備精度和運作效率，關(guān)鍵就在于提高設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)——電路設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)能高效的氮氣提取設(shè)備。

    該儀器涉及的電路設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計方法是由儲液罐、多電解池、開關(guān)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(guān)閥，儲液罐通過流體管與多片極板組成的電解池聯(lián)通，通過電化學(xué)反應(yīng)及物理吸附法，采用壓縮空氣源與多片電解組氣路聯(lián)通，可達(dá)到以普氮制氮的方法，一次提純到位可達(dá)到99.994%的高純氮，電解電壓低、池溫低、性能優(yōu)異，采用大功率低電壓的開關(guān)電源，電壓在1.5V以下正常工作，節(jié)省分析耗材，節(jié)約電能源。

• 主要技術(shù)參數(shù)

1.  工作條件：電源電壓220V   50HZ

2、 環(huán)境條件：溫度10-40℃ 相對溫度<85%

             環(huán)境無嚴(yán)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(shù)及技術(shù)創(chuàng)新

  1.操作簡單，只需啟動電源開關(guān)，即可產(chǎn)氣。

  2.輸出壓力穩(wěn)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(xù)使用，也可間斷使用。

  5.設(shè)有不返液裝置，可有效的保證儀器無返液現(xiàn)象

創(chuàng)新點1：多片電解池極板依次串聯(lián)設(shè)計方法

    *片陽極板的進(jìn)液口經(jīng)流體管與儲液罐連通，其余的陽極板進(jìn)液口分別經(jīng)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(jīng)流體管與儲液罐連通，其余陽極板的氧氣出口分別經(jīng)流體管與上一個陽極板的進(jìn)氧口連通，*個陰極板的進(jìn)氣口經(jīng)聯(lián)接管與空氣源連通，其余陰極板的進(jìn)氣口分別經(jīng)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(jīng)耐壓管與氣水分離器連通，氣水分離器的氣體出口經(jīng)聯(lián)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(chuàng)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(nèi)，儲液罐內(nèi)的電解液依次進(jìn)入電解槽內(nèi)，空氣源的氣體進(jìn)入*個陰極電解槽，接通電源啟動開關(guān)即可產(chǎn)氣，通過電化學(xué)反應(yīng)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(jīng)氧氣出口輸出，終進(jìn)入儲液罐釋放在大氣中，氮氣則在陰極聚集經(jīng)出氣口進(jìn)入下一個電解池內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，以普氮制氮方法輸出，經(jīng)氣水分離器除去水分，再經(jīng)干燥室干燥，進(jìn)入脫氧催化室內(nèi)進(jìn)一步提純后輸出，制得高純氮氣。