氮气发生器

一．技术背景

市面上现有氮气发生器的电解池多数采用三片不锈钢板做为电解池结构，液体流程采用循环泵的方式，其缺点是对制作材料和资源的浪费，且电解功率小，电解池温度高，电解池出气端返液现象等严重缺点。电解池输入电压多数采用大功率低电压的变压电源，电路采用并联电解池，分析耗材大，用电量大。氮气提纯精度低。因此我公司自主研发了LGN-1000型高纯氮气发生器，通过电化学反应及物理吸附法，并采用压缩空气源与多片极板组成的电解池气路联通，可达到以普氮制氮的方法，一台供多台气相色谱仪器使用。为了给气相色谱的配套，而精心设计,设计了多片电解组依次串联，增强设备使用过程中的安全系数，减少了机体面积,以及强结构尺寸约束降低制造成本。排除传统的设计方法只是针对一台一机的单一设计的局限性。

二．技术原理

作为实验室科研配套仪器，应用广泛，不但需要高品质得要求，还需要增强设备安全性，减小实验室设备占用空间面积，提高气体纯度，节约能耗。在现有仪器水平下，需进一步较低材料和资源消耗，提高设备精度和运作效率，关键就在于提高设备的关键技术——电路设计方法和结构设计方法。本仪器受到多家科研单位委托，研制出的高纯度且节能高效的氮气提取设备。

该仪器涉及的电路设计和结构设计方法是由储液罐、多电解池、开关电源、气水分离器、单向阀、干燥室、五通、压力控制器、压力报警器、压力显示表、脱氧管、开关阀，储液罐通过流体管与多片极板组成的电解池联通，通过电化学反应及物理吸附法，采用压缩空气源与多片电解组气路联通，可达到以普氮制氮的方法，一次提纯到位可达到99.994%的高纯氮，电解电压低、池温低、性能优异，采用大功率低电压的开关电源，电压在1.5V以下正常工作，节省分析耗材，节约电能源。

• 主要技术参数

1. 工作条件：电源电压220V 50HZ

2、 环境条件：温度10-40℃ 相对温度<85%

环境无严重粉尘污染，腐蚀性气体。

3、 输入空气压力 ：0.5Mpa

4、 大功率：200W　　　　　

5、 氮气纯度：99.996% （相对含氧量）

6、 输出流量：LGN - 1000 型 0-1000 ml/min

7、 输出压力：0.4Mpa　　　　　　　　　　　　　

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

• 重 量： LGN –1000 型 约25㎏；

10、 使用技术及技术创新

1.操作简单，只需启动电源开关，即可产气。

2.输出压力稳定。

3..输出流量自动跟踪。

4.日常使用只需补充蒸馏水，可连续使用，也可间断使用。

5.设有不返液装置，可有效的保证仪器无返液现象

创新点1：多片电解池极板依次串联设计方法

*片阳极板的进液口经流体管与储液罐连通，其余的阳极板进液口分别经流体管与上一个阳极板的出液口连通，*个阳极板的氧气出口经流体管与储液罐连通，其余阳极板的氧气出口分别经流体管与上一个阳极板的进氧口连通，*个阴极板的进气口经联接管与空气源连通，其余阴极板的进气口分别经耐压管与上一个阴极板的出气口连通，末端的阴极板的出气口经耐压管与气水分离器连通，气水分离器的气体出口经联接管依次与单向阀、干燥室连接，干燥室的出口连接输出管道 。

创新点2 ：普氮制氮方法提纯氮气方法

将分析纯氢氧化钾用蒸馏水或纯净水稀释，待KOH溶解冷却后注入储液罐内，储液罐内的电解液依次进入电解槽内，空气源的气体进入*个阴极电解槽，接通电源启动开关即可产气，通过电化学反应及物理吸附法把空气中的氧分子吸附在阳极，氧分子在阳极聚集经氧气出口输出，终进入储液罐释放在大气中，氮气则在阴极聚集经出气口进入下一个电解池内继续反应，以普氮制氮方法输出，经气水分离器除去水分，再经干燥室干燥，进入脱氧催化室内进一步提纯后输出，制得高纯氮气。