膜分離和變壓吸附的原理對(duì)比

時(shí)間：2025-01-14作者：上海川一實(shí)驗(yàn)儀器有限公司瀏覽：162

膜分離和變壓吸附的原理對(duì)比

膜分離技術(shù)
讓壓縮空氣通過中空纖維膜，當(dāng)空氣通過膜的時(shí)候，空氣中的氧氣，二氧化碳，一氧化碳和水蒸汽 會(huì)通過中空纖維膜管道上的小孔，進(jìn)而排到大氣中去。在膜的出口，大尺寸的氮?dú)夥肿雍投栊詺怏w氬氣都收集起來，輸送到應(yīng)用設(shè)備。這種氮?dú)夥蛛x提取技術(shù)簡單有效，*任何移動(dòng)部件。分離提取出來的氮?dú)飧呒兌饶苓_(dá)到99.5%，不含任何雜質(zhì)。
變壓吸附技術(shù)是通過固體介質(zhì)來分離氣體混合物中的單一組分，用變壓吸附技術(shù)來分離空氣中的氮?dú)猓璧墓腆w介質(zhì)是碳分子篩，碳分子篩對(duì)空氣中的氧氣選擇性吸附，從而在加壓的情況下分離了空氣中的氮?dú)夂脱鯕狻?/span>

碳分子篩其實(shí)就是多孔疏松的棒狀碳顆粒，當(dāng)對(duì)填充滿了碳分子篩顆粒的氮?dú)饧兓芊庵谐淙雺嚎s空氣（主要成分是氮?dú)?，氧氣和惰性氣體氬氣和少量水汽）時(shí)，碳分子篩會(huì)吸附水汽，氧氣，但是，氮?dú)獠粫?huì)被吸附。這主要是因?yàn)榈獨(dú)夂脱鯕獾姆肿映叽绮灰粯?，碳分子篩顆粒上的小孔能讓分子尺寸小的氧氣進(jìn)入，卻不能讓氮?dú)膺M(jìn)入，因?yàn)榈獨(dú)獾姆肿映叽绱笥谘鯕?；從而，氮?dú)夂脱鯕獗环蛛x開了。

變壓吸附這一過程包含兩個(gè)步驟和階段：
1.吸附階段，壓縮空氣中氧氣，水汽，二氧化碳被碳分子篩柱子吸附，氮?dú)獗皇占鸷蛢?chǔ)藏起來。
2.重生階段，將碳分子篩柱的壓力釋放到大氣中去，吸附了氧氣，二氧化碳，水汽的碳分子篩顆粒釋放掉吸附的氧氣，二氧化碳和水汽，從而為下一次吸附做好準(zhǔn)備。
變壓吸附這一個(gè)過程需要維持一個(gè)穩(wěn)定的溫度，這個(gè)溫度通常情況下和實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境溫度接近（20-25℃）。變壓吸附技術(shù)生產(chǎn)出來的氮?dú)?，純度高能達(dá)到99.999%，純度越高，生產(chǎn)過程中需要消耗的空氣就越多。
變壓吸附技術(shù)和膜分離技術(shù)來生產(chǎn)氮?dú)?，各有利弊。具體使用哪種方法來生產(chǎn)氮?dú)庖Q于應(yīng)用和流速要求。在市面上，某些人說氮?dú)饽ず吞挤肿雍Y是消耗品，需要定期更換，這是不對(duì)的。如果用戶的除油和除水過濾器效果不佳，碳分子篩和氮?dú)饽さ姆蛛x效果會(huì)隨著使用年限的增加而慢慢失效。

液質(zhì)聯(lián)用儀應(yīng)用
對(duì)于液質(zhì)聯(lián)用儀而言，氮?dú)饧兌?*95%就可以大多數(shù)的質(zhì)譜儀的用氣要求了，即使一些**和靈敏的質(zhì)譜儀也沒有問題。關(guān)鍵是氣體里面不能含有任何粉塵，水汽和碳?xì)浠衔锛坝偷危?，高性能的過濾系統(tǒng)尤為重要，過濾系統(tǒng)的除塵規(guī)格要小于0.01微米，同時(shí)，油滴和水汽也除掉。由于過濾系統(tǒng)一旦飽和，它們的過濾吸附效果也會(huì)大打折扣，所以，每年對(duì)過濾器進(jìn)行維護(hù)也有必要。

對(duì)于液質(zhì)聯(lián)用儀而言，分別利用膜分離技術(shù)和變壓吸附技術(shù)來生產(chǎn)氮?dú)獾漠a(chǎn)品我們都有，但是，對(duì)于一些小型和中型的實(shí)驗(yàn)室而言，選用膜分離的氮?dú)獍l(fā)生器有一些明顯的優(yōu)勢

維護(hù)務(wù)
膜分離技術(shù)涉及到很少的移動(dòng)部件，通常情況下，一臺(tái)氮?dú)獍l(fā)生器里面的氮?dú)饽ぶ?公斤(而變壓吸附模塊的重量能達(dá)到100公斤)，這就讓維護(hù)變得簡單。

尺寸和重量

由于氮?dú)饽こ叽缧?，重量輕，這也就意味著我們能設(shè)計(jì)出較輕盈小巧，結(jié)構(gòu)較緊湊的氣體發(fā)生器，同時(shí)，讓發(fā)生器能放在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)下，發(fā)生器機(jī)底腳輪設(shè)計(jì)，方便移動(dòng)。這些氣體發(fā)生器對(duì)于那些空間很有限的實(shí)驗(yàn)室而言，無疑是的選擇。

噪音水平
膜分離技術(shù)不產(chǎn)生任何噪音，變壓吸附技術(shù)在碳分子篩柱泄壓放氣的時(shí)候，會(huì)有很大的放氣的聲音產(chǎn)生，這也就意味著膜分離氮?dú)獍l(fā)生器能放在應(yīng)用儀器旁邊，安靜地工作。*將發(fā)生器放在另外一個(gè)房間，從而增加了管道延長所產(chǎn)生的額外費(fèi)用。

變壓吸附技術(shù)對(duì)于大型實(shí)驗(yàn)室而言，優(yōu)勢明顯，在我們的iFlow產(chǎn)品里，我們應(yīng)用變壓吸附技術(shù)，它能：

生產(chǎn)出較高流速的氮?dú)?/span>
在一些擁有20-30臺(tái)質(zhì)譜儀的大型實(shí)驗(yàn)室里，我們已經(jīng)安裝了一些利用變壓吸附技術(shù)來生產(chǎn)氮?dú)獾陌l(fā)生器。一臺(tái)氮?dú)獍l(fā)生器就足夠給整個(gè)實(shí)驗(yàn)室來供氣了。

將成本降至低
由于一臺(tái)氮?dú)獍l(fā)生器的氮?dú)饬魉倬妥銐蚪o實(shí)驗(yàn)室里所有的應(yīng)用設(shè)備來供氣，這種集中供氣方案無疑比單臺(tái)小流量氣體發(fā)生器給單臺(tái)應(yīng)用設(shè)備來供氣的性價(jià)比要高很多。

氣相色譜儀應(yīng)用
利用變壓吸附技術(shù)所生產(chǎn)出來的氮?dú)?，適合給氣相色譜儀來供應(yīng)載氣。給氣相色譜儀做載氣，不僅要求氮?dú)獾募兌雀?，還要求氮?dú)庵械奶細(xì)浠衔锖康?。利用碳分子篩變壓吸附技術(shù)來生產(chǎn)氮?dú)馐且坏倪x擇，在空氣進(jìn)入到碳分子篩之前，空氣經(jīng)過過濾，然后再經(jīng)過催化裂解爐將所有的微量碳?xì)浠衔锎呋趸?。所生產(chǎn)出來的氮?dú)饧兌雀?，能給所有的氣相色譜儀做載氣，包括電子捕捉器所需要用到的載氣。這不是變壓吸附技術(shù)應(yīng)用的典型案例，我們所采用的碳分子篩變壓吸附技術(shù)，能將移動(dòng)部件的數(shù)量降到低，同時(shí)，變壓吸附柱在工作時(shí)沒有噪音，在發(fā)生器出現(xiàn)故障時(shí)，維修也很方便。

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