Máquina especial de producción de nitrógeno de laboratorio

La función central de la máquina especial de fabricación de nitrógeno de laboratorio es separar eficientemente el nitrógeno de alta pureza del aire. las rutas técnicas principales se dividen en dos categorías: método de adsorción a presión variable (psa) y método de separación de membrana. entre ellos, el método PSA es ampliamente utilizado en escenarios de laboratorio debido a su amplia gama de ajuste de pureza y producción estable de gas.

　　Máquina especial de producción de nitrógeno de laboratorioLa función central es separar eficientemente el nitrógeno de alta pureza del aire. las rutas tecnológicas principales se dividen en dos categorías: método de adsorción a presión variable (psa) y método de separación de membrana. entre ellos, el método PSA se utiliza ampliamente en escenarios de laboratorio debido a su amplio alcance de ajuste de pureza y producción estable de gas. Aunque los principios de las dos tecnologías son diferentes, ambas giran en torno a la lógica central de la "separación selectiva" para lograr una preparación eficiente del nitrógeno a través de una selección precisa de los componentes del aire.

El flujo de trabajo de la máquina de producción de nitrógeno de laboratorio del método PSA se puede dividir en tres etapas de ciclo: adsorción, desorción y presión uniforme, y el núcleo depende de las características de adsorción selectiva de tamices moleculares de carbono de alto rendimiento. El aire filtrado por efecto inicial entra primero en el compresor de aire sin aceite y se presuriza a 0,6 - 0,8 mpa. el diseño sin aceite es la clave para garantizar la pureza del nitrógeno y evitar la contaminación por vapor de aceite en el sistema de seguimiento. El aire presurizado elimina el agua y el polvo a través de un filtro de precisión y luego entra en la torre de adsorción: el Tamiz molecular de carbono lleno en la torre de adsorción tiene una capacidad de adsorción mucho más fuerte de oxígeno que el nitrógeno. bajo la presión, impurezas como oxígeno y dióxido de carbono se absorben firmemente en la superficie del tamiz molecular, mientras que el nitrógeno sale de la parte superior de la torre como "componente no adsorbente" y, después de estabilizar la presión por el tanque amortiguador, forma nitrógeno de producto con una pureza del 99,9% al 999995%. Cuando el Tamiz molecular en la torre de absorción alcanza la saturación, el sistema cambia automáticamente a otra torre de absorción para trabajar, mientras que la torre de absorción saturada realiza la regeneración del Tamiz molecular a través del escape antihipertensivo, y las dos torres de absorción funcionan alternativamente para garantizar la salida continua de nitrógeno, todo el ciclo tarda solo 60 - 120 segundos en lograr un suministro continuo de gas "abierto y producido".

Método de separación de membranaMáquina especial de producción de nitrógeno de laboratorioLa separación se realiza utilizando la diferencia de penetración de la membrana de fibra hueca de polímero. El aire comprimido entra en el módulo de membrana después de la purificación, y los componentes moleculares pequeños como el oxígeno y el agua se vacian rápidamente a través de la pared de la membrana debido a la rápida tasa de penetración; La tasa de penetración molecular del nitrógeno es lenta y se enriquece en la salida del módulo de membrana para formar nitrógeno del producto. Esta ruta técnica tiene una estructura más compacta y un mantenimiento más simple, y es adecuada para escenarios de laboratorio en los que los requisitos de pureza del nitrógeno son relativamente estables (generalmente entre el 95% y el 99,9%), como la conservación convencional de muestras, el transporte de gas por cromatografía, etc.

Estructura exclusiva del laboratorio: pequeños volúmenes con funciones de alta precisión

El diseño estructural de la máquina de producción de nitrógeno de laboratorio se ajusta plenamente a la particularidad de la escena de investigación científica, utilizando un plan integrado modular para comprimir el complejo sistema de producción de nitrógeno en un área de 0,3 - 1 metros cuadrados, que se puede colocar directamente junto a la Mesa de trabajo del laboratorio, el lado del Gabinete de ventilación o el área de apoyo al instrumento, sin necesidad de una Sala de máquinas especial. Su estructura central consta de cuatro módulos principales: unidad de pretratamiento de aire, unidad central de producción de nitrógeno, unidad de purificación de nitrógeno y sistema de control, cada uno de los cuales coopera para garantizar la calidad y estabilidad operativa del nitrógeno.

La unidad de preprocesamiento de aire es la línea de defensa para garantizar la pureza del nitrógeno, además de los filtros de efecto inicial y los compresores de aire sin aceite, también está equipada con secadores de congelación y secadores de adsorción para reducir el punto de rocío del aire comprimido por debajo de - 40 ° c, eliminando al mismo tiempo trazas de impurezas como hidrocarburos y sulfuros, que si entran en el sistema de seguimiento no solo contaminan el nitrógeno, sino que también pueden bloquear torres de adsorción o componentes de membrana, afectando la vida útil del equipo. La unidad central de producción de nitrógeno se divide en grupos de Torres de adsorción PSA o componentes de membrana de acuerdo con diferentes rutas técnicas, en los que las torres de adsorción del modelo PSA adoptan un diseño ligero, llenando un Tamiz molecular de carbono especial con alta superficie específica para garantizar la eficiencia de adsorción y la velocidad de regeneración; La membrana de fibra hueca del modelo de separación de membrana utiliza materiales poliméricos importados, que tienen las características de resistencia a la contaminación y fuerte estabilidad de penetración.

Para las necesidades experimentales de alta precisión, algunas máquinas de fabricación de nitrógeno de laboratorio también están equipadas con unidades de purificación de nitrógeno para eliminar aún más las trazas de oxígeno en nitrógeno a través de desoxidantes, catalizadores, etc. (que pueden reducirse por debajo de 0,1 ppm) para cumplir con los estrictos requisitos de pruebas de materiales semiconductores y experimentos de ultra alta pureza. El sistema de control adopta el esquema de control inteligente de plc, equipado con una pantalla táctil, que admite el monitoreo en tiempo real y el ajuste de un solo clic de la pureza del nitrógeno, el flujo, la presión y otros parámetros, y también tiene funciones de alarma de averías (como presión anormal, pureza no estándar), protección de parada automática, etc. algunos modelos También admiten el acoplamiento con el sistema LIMS de laboratorio para lograr la gestión conjunta de los datos experimentales y los datos de funcionamiento del equipo.

Ventajas tecnológicas básicas: empoderamiento preciso para satisfacer las necesidades de investigación científica

En comparación con el modo tradicional de suministro de nitrógeno embotellado, la máquina de nitrógeno de laboratorio muestra ventajas significativas en el control de pureza, los costos de operación y la conveniencia de la operación, adaptándose a las diversas necesidades de la investigación científica de laboratorio. En cuanto a la pureza y la regulación del flujo, su pureza del nitrógeno se puede ajustar de manera flexible de acuerdo con las necesidades experimentales, el modelo PSA cubre entre el 99,9% y el 999995%, el modelo de separación de membrana cubre entre el 95% y el 99,9%, y el flujo se puede controlar con precisión entre 0,1 - 10m3 / h - Por ejemplo, en experimentos de cromatografía de gases, la pureza del nitrógeno se puede estabilizar por encima del 99999% como gas portador para garantizar la separación y precisión de detección de los picos cromatográficos; En el secado convencional de muestras, el uso de nitrógeno con una pureza del 95% puede satisfacer la demanda y reducir efectivamente el consumo de energía.

La ventaja de los costos operativos es un factor clave para la popularización de las máquinas de nitrógeno de laboratorio. El costo de compra del nitrógeno embotellado tradicional es de unos 15 - 25 yuanes por metro cúbico, y hay una pérdida de volatilización del 10% al 15% durante el transporte; Por su parte, la máquina de nitrógeno de laboratorio se basa en el aire como materia prima, el costo principal es la factura de electricidad y el reemplazo de consumibles, tomando como ejemplo un modelo PSA con un caudal de 1,03 / H y una pureza del 99999%, el costo de preparación de nitrógeno por metro cúbico es de solo 0,5 - 1 yuanes, y el costo de uso anual es inferior a 1 / 10 del modelo tradicional. Además, el modo de producción de nitrógeno en el lugar evita la engorrosidad del transporte y manipulación del nitrógeno embotellado, y también elimina los riesgos potenciales de seguridad del almacenamiento de cilindros de gas, especialmente adecuado para laboratorios que utilizan nitrógeno de alta frecuencia.

La conveniencia de la operación y el mantenimiento mejora aún más su aplicabilidad. Las máquinas modernas de fabricación de nitrógeno de laboratorio generalmente admiten la función de "arranque con un solo clic", que puede producir gas automáticamente sin intervención manual después del arranque, y suministrar gas automáticamente al equipo experimental después de que la pureza alcance el valor establecido; El ciclo de reemplazo de consumibles es largo, la vida útil del Tamiz molecular de carbono puede alcanzar los 3 - 5 años, el filtro del filtro se reemplaza cada 3 - 6 meses, y los experimentadores comunes pueden completar las operaciones de mantenimiento después de un simple entrenamiento. Al mismo tiempo, el ruido de funcionamiento del equipo se controla entre 50 - 65db (a), en parteLos modelos silenciosos incluso pueden reducirse por debajo de 50 DB (a), sin interferir con el entorno de trabajo normal del laboratorio.