氮?dú)獍l(fā)生器是一種先進(jìn)的氣體分離技術(shù)，以?xún)?yōu)質(zhì)進(jìn)口碳分子篩(CMS)為吸附劑，采用常溫下變壓吸附原理(PSA)分離空氣制取高純度的氮?dú)狻?/div>
氮?dú)獍l(fā)生器的種類(lèi)、原理和結(jié)構(gòu)多種多樣，從原理上來(lái)講，一般分為三種，即：電解法、膜分離法，以及變壓吸附(PSA)&碳分子篩法。
一 電解法制氮
使用電解法制氮原理的氮?dú)獍l(fā)生器，其主要特點(diǎn)就是儀器具有電解液儲(chǔ)液桶。
其主要原理是：原料空氣進(jìn)入到電解池中，空氣中的氧在陰極被附而獲得電子，與水作用生成氫氧根離子并遷移到陽(yáng)極，最后在陽(yáng)極處失去電子析出氧氣，因此空氣中的氧不斷被分離，只留下氮?dú)怆S氣路被輸出。
一般而言，加KOH液體(水)的電解法氮?dú)獍l(fā)生器所產(chǎn)生的氮?dú)庵泻扛咔規(guī)в幸欢ǜg性，雖然氣路出口具有凈化裝置，但是如果凈化效果不佳或者凈化裝置失效，容易造成色譜儀不穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間使用還會(huì)造成色譜柱柱效降低等后果。因此，不建議使用該種原理產(chǎn)生的發(fā)生器來(lái)做氣相色譜儀載氣。
二 膜分離法制氮
利用膜(中空纖維膜)分離法制氮的基本原理是：當(dāng)兩種或兩種以上的氣體混合物通過(guò)中空纖維膜時(shí), 由于氣體在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)有差異, 因而這些氣體在膜中的相對(duì)滲透率是不同的。當(dāng)混合氣體在驅(qū)動(dòng)力(膜兩側(cè)壓力差) 作用下通過(guò)中空纖維膜時(shí), 滲透速率相對(duì)快的氣體, 如水、氫氣、硫化氫、二氧化碳等, 快速透過(guò)膜進(jìn)入膜的另一側(cè)。而滲透速率相對(duì)較慢的氣體, 如甲烷、氮?dú)狻⒁谎趸嫉? 則被膜滯留在這一側(cè)而富集, 從而達(dá)到使混合氣體分離的目的。
三 變壓吸附(PSA)&碳分子篩法制氮
1 變壓吸附的原理
變壓吸附是用于分離混合氣體，提取某一氣體組分的技術(shù)，是指在系統(tǒng)溫度維持不變的情況下，通過(guò)升高或降低系統(tǒng)的壓力來(lái)不斷地改變吸附劑的吸附量從而達(dá)到組分分離的方法；主要體現(xiàn)在較高壓力下進(jìn)行吸附，在較低壓力下(常壓或真空)使吸附的組分解吸出來(lái)，從而得到得到氣體產(chǎn)物。
2 變壓吸附用于氧氮分離
實(shí)驗(yàn)室制氮過(guò)程中常使用分子篩作為變壓吸附中的吸附劑，因此有的廠(chǎng)家稱(chēng)之為碳分子篩法。
制氮的基本過(guò)程為：
(1)在采用碳分子篩為吸附劑時(shí)，碳分子篩對(duì)氧氮的吸附速度相差很大。在高壓下，空氣進(jìn)入碳分子篩后，在短時(shí)間內(nèi)，氧的吸附速度大大超過(guò)氮的吸附速度(碳分子篩對(duì)二氧化碳等也有吸附能力)，從而將氣體由空氣變成富氮的組分。
(2)氮?dú)饬鞒龊螅ㄟ^(guò)降低壓力，分子篩表面上被吸附的氧分子等被解吸排出，從而吸附劑得以再生。
變壓吸附方法制得的氮?dú)獾募兌仍?5. 0%～99. 9%之間，甚至可以得99 .9995 %以上純度的氮?dú)狻Ｒ话愣裕绻枰呒兌鹊牡獨(dú)鈩t需增加氮?dú)鈨艋O(shè)備，并且在其他條件不變情況下(如輸入氣體量)，氮?dú)獾募兌仍礁撸獨(dú)廨敵隽縿t越小。
最后，如果使用氮?dú)獍l(fā)生器，尤其是高純氮?dú)獍l(fā)生器，應(yīng)當(dāng)做好入口空氣的除油和除水。如果用戶(hù)的除油和除水過(guò)濾器效果不佳，氮?dú)獍l(fā)生器的分離膜或者碳分子篩的分離效果會(huì)隨著使用年限的增加而慢慢失效。
