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液質(zhì)用氮?dú)獍l(fā)生器的工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：30 更新時(shí)間：2025-10-22
液質(zhì)聯(lián)用儀（LC-MS）在離子源霧化、干燥及色譜柱洗脫等環(huán)節(jié)需大量高純度氮?dú)猓兌?ge;99.999%），氮?dú)獍l(fā)生器通過“空氣預(yù)處理-核心制氮-純化穩(wěn)壓”的一體化流程，從空氣中高效分離氮?dú)獠⑷コs質(zhì)，為液質(zhì)分析提供穩(wěn)定、潔凈的氮?dú)庠?，避免外購鋼瓶氣的更換繁瑣與斷供風(fēng)險(xiǎn)。其工作原理圍繞“選擇性分離氧氣與氮?dú)?rdquo;展開，核心技術(shù)適配液質(zhì)對(duì)氮?dú)饧兌扰c流量的嚴(yán)苛要求。
一、空氣預(yù)處理：去除進(jìn)氣雜質(zhì)，保護(hù)核心部件
空氣作為氮?dú)獍l(fā)生器的原料，含有的水分、油分、粉塵會(huì)污染制氮核心組件，需先經(jīng)三級(jí)預(yù)處理凈化：
初級(jí)過濾：通過初效過濾器（過濾精度5μm）攔截空氣中的粉塵、毛發(fā)等大顆粒雜質(zhì)，防止堵塞后續(xù)管路；
油水分離：利用旋風(fēng)分離與活性炭吸附，去除空氣中的油分（包括液態(tài)油與油霧），油分殘留量需控制在0.001mg/m³以下，避免油污附著在制氮膜或吸附劑表面，影響分離效率；
深度干燥：通過分子篩干燥器（如3A分子篩）吸附空氣中的水分，將進(jìn)氣露點(diǎn)降至-40℃以下，防止水分在后續(xù)低溫或高壓環(huán)節(jié)凝結(jié)，避免損壞核心制氮部件，同時(shí)保障氮?dú)廨敵鰸穸?le;1ppm，滿足液質(zhì)離子源干燥需求。
二、核心制氮：選擇性分離氧氣與氮?dú)?/div>
液質(zhì)用氮?dú)獍l(fā)生器主流采用“膜分離法”或“變壓吸附法（PSA）”兩種核心技術(shù)，通過不同原理實(shí)現(xiàn)氮氧分離：
1.膜分離法：利用滲透差異實(shí)現(xiàn)分離
發(fā)生器內(nèi)置中空纖維膜組件（由數(shù)萬根高分子中空膜絲組成），預(yù)處理后的壓縮空氣（壓力0.6-0.8MPa）進(jìn)入膜組件：
膜絲材質(zhì)對(duì)氧氣、二氧化碳等氣體具有高滲透性，對(duì)氮?dú)鉂B透性低；當(dāng)空氣在膜絲內(nèi)流動(dòng)時(shí)，氧氣、水分等小分子氣體快速滲透通過膜壁，從“滲透?jìng)?cè)”排出（作為廢氣）；
氮?dú)庖驖B透性差，在膜絲內(nèi)不斷富集，從“截留側(cè)”輸出，純度可達(dá)99.995%-99.999%。通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力與流量，可適配液質(zhì)不同環(huán)節(jié)需求（如霧化需10-20L/min，干燥需5-10L/min）。
2.變壓吸附法（PSA）：利用吸附劑選擇性吸附
采用雙塔結(jié)構(gòu)（裝填碳分子篩），通過“吸附-解吸”交替循環(huán)實(shí)現(xiàn)氮氧分離：
吸附階段：壓縮空氣進(jìn)入A塔，碳分子篩在高壓（0.7-0.9MPa）下選擇性吸附氧氣、二氧化碳（吸附容量遠(yuǎn)高于氮?dú)猓?，氮?dú)庾鳛?ldquo;不吸附組分”從塔頂輸出；
解吸階段：當(dāng)A塔吸附飽和時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換至B塔吸附，同時(shí)A塔泄壓至常壓，吸附的氧氣等雜質(zhì)從塔底排出，完成分子篩再生；兩塔交替工作（切換周期1-2分鐘），確保氮?dú)獬掷m(xù)輸出，純度可達(dá)99.999%以上，適配液質(zhì)對(duì)高純度氮?dú)獾拈L期需求。
三、氮?dú)饧兓c穩(wěn)壓：保障輸出品質(zhì)穩(wěn)定
核心制氮環(huán)節(jié)輸出的氮?dú)馊钥赡芎⒘侩s質(zhì)（如殘留氧氣、烴類），需進(jìn)一步純化與穩(wěn)壓，適配液質(zhì)分析的高穩(wěn)定性要求：
深度純化：通過脫氧柱（如銅基脫氧劑）去除殘留氧氣（將氧含量降至0.1ppm以下），若液質(zhì)分析需避免烴類干擾，還可加裝活性炭吸附柱，去除烴類雜質(zhì)（含量≤0.01ppm）；
穩(wěn)壓與流量控制：配備精密穩(wěn)壓閥與流量計(jì)，將氮?dú)廨敵鰤毫Ψ€(wěn)定在0.4-0.6MPa（適配液質(zhì)離子源霧化壓力需求），流量波動(dòng)控制在±2%以內(nèi)，避免壓力/流量波動(dòng)導(dǎo)致離子源霧化不穩(wěn)定，影響檢測(cè)重復(fù)性；
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：部分發(fā)生器內(nèi)置純度傳感器與壓力報(bào)警器，當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌鹊陀谠O(shè)定值（如99.995%）或壓力異常時(shí)，自動(dòng)報(bào)警并切斷輸出，防止不合格氮?dú)庥绊懸嘿|(zhì)分析結(jié)果。
液質(zhì)用氮?dú)獍l(fā)生器通過“預(yù)處理凈化-核心分離-純化穩(wěn)壓”的連貫流程，從空氣中高效制備高純度氮?dú)?，其原理設(shè)計(jì)精準(zhǔn)匹配液質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)氮?dú)饧兌?、流量穩(wěn)定性的需求，為液質(zhì)分析的高效、可靠開展提供持續(xù)穩(wěn)定的氣體支撐。
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