在日常生活中,有一种气体我们很熟悉,那就是氮气。氮气通常比空气密度小。氮气占大气总量的78.08%(体积分数),是空气的主要成分之一。我们在制造氮气时经常使用的是氮气发生器。氮气发生器制氮技术是20世纪70年代迅速发展起来的一种新型制氮技术。
氮气发生器是根据电催化空气分离原理制成的。其中,电解池采用燃料电池的逆过程设计。当压力和纯度稳定的原料空气进入电解槽时,空气中的氧气在阴极被吸附得到电子,电子与水反应生成氢氧根离子并迁移到阳极,在阳极失去电子析出氧气,于是空气中的氧气被不断分离,只剩下氮气。然后经过后过滤、稳压和稳流得到高纯氮气。添加电解质的作用是提高水的导电性,使电化学反应顺利进行。
①首先从备件中取出150g氢氧化钾,全部倒入容器中,然后加入1000ml去离子水或桶装纯净水,充分搅拌,等待电解液冷却备用。
②使用一根φ 3的气体管道,其一端与氮气发生器后的进气口相连。另一端与气源的出气口相连,不允许漏气。
③打开储液桶上盖,将冷却后的电解液全部倒入储液桶中,盖上储液桶上盖,浸泡25分钟(储液桶容量为1000ml)。
(4)首先,打开气源的开关。此时气源的压力在上升。(要求输入空气的压力不低于0.4MPa)氮气发生器的压力也随着气源的上升而缓慢上升。当气源压力升至0.4MPa时,氮气发生器压力也升至0.4MPa(氮气压力略低于空气压力)
如今,随着实验室对氮气发生器的要求和标准越来越高,我们需要将日新月异的新技术应用到氮气发生器中,不断改进和提高其性能。依靠新技术,氮气发生器不仅可以使产生的气体更加纯净,而且可以确保气体流量和输出水平不受影响。