变压吸附制氮与膜分离制氮技术介绍实验室应用的氮气发生器最稳定的两种技术分别为:变压吸附技术PressureSwingAdsorption膜分离技术Membrane先来看看两种技术的主要差异比较表:两者最主要的差异是纯度及体积重量，变压吸附技术可产生较高纯度的氮气，但是有机器相对较重、较大。膜分离式的纯度较低，但是有机器较轻、制造成本低，价格更有优势!所以综合比较，两种技术各自都有其优缺点。以下对于两种技术产出氮气的方式做进一步的说明:一、变压吸附技术(简称PSA)以优质进口碳分子筛(MSC)为吸附剂，利用氧(O2)、氮(N2)两种气体分子大小不同氮分子较大3.1A氧分子较小2.9A(红色为氧气-绿色为氮气)将空气加压的时后，直径较小的氧分子(O2)扩散速率较快，进入碳分子筛微孔较多，直径较大的氮分子(N2)扩散速率较慢，进入碳分子筛微孔较少。如此氮氧分离，将氧气吸附，氮气排出。左槽在加压吸附氧气并产生氮气时，右槽便解除压力恢复常压，排出氧气及杂气。两桶轮流加压、减压，实现持续不断地产生高纯度氮气。PSA制氮技术成熟与否关键看以下三点:第一：两塔交错吸附的阀件控制时间，须有精密的计算经验并按特定可编程序严格控制时序，才可做出稳定的高纯度氮气。第二：碳分子筛(MSC)的质量-正常来说碳分子筛一旦填充便永久不需添加或更换。若使用品质不佳的碳分子筛，可能造成粉化或效能降低，导致需要添加或更换。第三：填充技术-碳分子筛需要有良好的填充技术，否则填充不够密实也有可能在高压空气的持续增压、释压的状况下，造成分子筛的损坏。二.、膜分离技术Membrane膜分离技术是以中空纤维膜组为核心技术，利用氧、氮两种气体分子大小及扩散速率不同，将氮气、氧气分离。将高压空气由膜纤维孔中流入，在压力作用下，气体分子在膜壁上吸附、扩散、然后渗出到膜外。氧、二氧化碳、水蒸气、乙炔等渗透速率高的快气，由高压内侧经由纤维壁渗出，被排出膜组；氮气等渗透速率低的慢气，持续留在在中空纤维膜内，由膜组的最末端排出，实现空气中氧、氮分离。中空纤维膜较容易受到环境温度、湿度等影响，如果比较在意纯度的应用，建议要时常检测纯度，并注意前端的精密过滤维护，维护不良可能造成纯度快速递减、需要时常更换膜的状况。那么问题来了，到底是膜制氮好还是变压吸附制氮好呢？首先需要自己回答以下两个问题：1.我需要用到低温吗?需要-杜瓦罐不需要-氮气发生器2.我需要的氮气纯度是多少?97%以下:膜式氮气发生器或变压吸附PSA氮气发生器可任意选择97%以上:变压吸附式氮气发生器回答完以上问题之后，就可以初步选定自己该使用什麽样的型式，接下来说明以上的判定方式及原因。氮气发生器出来的是常温氮气，杜瓦罐出来的是低温液态氮，再气化成氮气。因为气化过程中有耗损、及运送需要运输成本等等，对于环境资源都是一种浪费，因此，除非需要低温，否则建议使用氮气发生器，自己可以拥有气体制造权，还可降低碳排放量，节能又环保!97%以下:膜式氮气发生器因为膜分离式产气快的特性，在97%以下时，膜的空氮比转换效率较好，且因为膜的纯度会衰减，因此建议氮气纯度需求不高时使用膜分离制氮，例:氮气吹扫、干燥箱...等等，可降低设备的采购成本。膜分离的空氮比:而在纯度97%以上时，变压吸附式的空氮比转换效率较高，也代表仪器对氮气纯度有一定要求，因此建议使用变压吸附式。(注:空氮比指的是，产出相同单位氮气所需空气的倍数，空氮比越低越好，代表着所需要供给的空气更少，更节能，更小的空压机和更低的设备噪音)。PSA制氮的空氮比：从以上两种制氮技术所需要的空氮比对比中，我们可以很明显的看到97%纯度是分界线，97%以上，变压吸附式拥有更好的转换效率，更有优势。97%以下，膜式也拥有不错的转换效率。在此纯度要求下，变压吸附制氮优势并不明显。因此，要先了解自己到底需要多少的纯度，在选择合适的应用技术。降低使用成本。当然，以上2个问题只是做初步的检视，还必须交叉综合评估环境温度、湿度，要使用一体机、或者分体机等等(噪音考量)，最后才能选定最适合变压吸附或是膜分离式氮气发生器。
