vergelijk membraanscheiding en PSA-adsorptie

Het principe van een stikstofgenerator kan in één zin worden samengevat: stikstof uit de lucht halen en andere gassen uitstoten. Lucht bestaat voor 78% uit stikstof, 21% uit zuurstof, en de resterende 1% bestaat uit argon, kooldioxide, waterdamp, enz. De generator vereist geen chemische grondstoffen, alleen elektriciteit en lucht, en is afhankelijk van fysieke scheiding om de stikstofconcentratie te verhogen.

Er zijn echter twee compleet verschillende technische benaderingen om "hoe te screenen", met sterk uiteenlopende efficiënties en toepassingsscenario's. Laten we ze hieronder opsplitsen.

Route 1: Membraanscheiding

Principe: Het kerndeel is een bundel van holle vezelmembranen . Wanneer samengeperste lucht door de binnenkant van de membraanbuis stroomt, penetreren verschillende gasmoleculen de membraanwand met verschillende snelheden - zuurstof, waterdamp en kooldioxide zijn "snelle gassen" en dringen snel door naar de buitenkant van het membraan en worden uitgestoten; stikstof is een "langzaam gas" en blijft in de membraanbuis tot aan de uitlaat.

Conversie-efficiëntie: Stikstof is 78% van de inkomende lucht, en membraanscheiding kan de uitgaande stikstofconcentratie verhogen tot 95%-99,5%. De extractiegraad (stikstofoutput / stikstof in de inkomende lucht) ligt meestal tussen 30% en 50% - dat wil zeggen, om 1 kubieke meter 99,5% stikstof te verkrijgen, zijn ongeveer 2,5-3,5 kubieke meter samengeperste lucht nodig.

Kenmerken:

• Geen bewegende delen, stille werking (45-52 dB), onderhoudsvrij
• Gas wordt onmiddellijk vrijgegeven bij het opstarten, geen voorverwarming nodig.
• De zuiverheidslimiet is 99,5%, het kan niet hoger.
• Membraanmodules zijn verbruiksartikelen met een levensduur van 3-5 jaar.

Toepassingsscenario's: LC-MS atomiserend gas/gordijn gas (zuiverheidseis 99,5%), ELSD atomiserend gas, ICP spoelgas.

Route 2: PSA Druk Zwaai Adsorptie

Principe: Het kerndeel is een adsorptietoren gevuld met koolstof moleculair zeef (CMS), en de twee torens werken meestal afwisselend. Onder druk adsorbeert de koolstof moleculaire zeef bij voorkeur zuurstofmoleculen (omdat zuurstofmoleculen kleiner zijn dan stikstofmoleculen en gemakkelijker de microporiën van de moleculaire zeef kunnen binnendringen), terwijl stikstof direct doorstroomt. Terwijl de ene toren adsorbeert en stikstof produceert, laat de andere toren de geadsorbeerde zuurstof onder druk vrij om regeneratie te voltooien. De twee torens cycleren en schakelen, waardoor continue gasproductie wordt bereikt.

Conversie-efficiëntie: PSA kan de stikstofzuiverheid verhogen tot 99,999% of zelfs 99,9999%. Hoe hoger de zuiverheid, hoe lager de extractiegraad - de extractiegraad is ongeveer 50% bij 99,5% zuiverheid en daalt tot 25%-35% bij 99,999%. Met andere woorden, het nastreven van de ultieme zuiverheid vereist meer samengeperste lucht.

Kenmerken:

• Hoge zuiverheid (tot 99,9999%)
• Moleculaire zeven hebben een lange levensduur (meer dan 10 jaar).
• Er is een klep-schakelgeluid (55-65 dB), wat luider is dan membraanscheiding.
• De structuur is complex en de onderhoudseisen zijn hoger.

Toepassingsscenario's: GC dragergas (99,999%), GC-MS dragergas (99,9999%), en hoge zuiverheid gasvereisten.

Efficiëntievergelijking van de twee routes

Een vaak over het hoofd geziene efficiëntiedoder

Ongeacht de gekozen technologie, bepaalt de kwaliteit van de front-end luchtbron direct de werkelijke efficiëntie . Als de samengeperste lucht van de luchtcompressor overmatige hoeveelheden olie en water bevat, zal de membraanmodule vervuild raken en zal de moleculaire zeef vergiftigd worden. Dit kan leiden tot verminderde zuiverheid of, in ernstige gevallen, voortijdige uitval van kerndelen.

Veel laboratoria hebben het gevoel dat hun generatoren na verloop van tijd "minder zuiver" worden. Het probleem ligt niet bij de generator zelf, maar bij de upstream droger en filters, die vervangen moeten worden. Investeren in een goed luchtinlaatsysteem kan de levensduur van kerndelen met 40%-60% verlengen, een veel waardevollere investering dan het najagen van hogere zuiverheidsparameters.

Selectie in één zin

Raadpleeg de handleiding van uw instrument voor de gasspecificaties - als er 99,5% staat, kies dan voor membraanscheiding; als er 99,999% staat, kies dan voor PSA. Geef geen extra geld uit aan ongebruikte zuiverheid, en doe geen concessies met de verkeerde technologie. Als u het juiste principe kiest, volgen efficiëntie en kosten vanzelf.