실험실용 질소제조기의 작동원리는 주로 공기분리기술에 기초하여 분리방법을 통해 공기중의 질소를 기타 기체 (예: 산소, 이산화탄소 등) 와 분리함으로써 순도 높은 질소를 얻는다.
1. 작업원리
실험실용 질소 제조기의 작동 원리는 주로 공기 분리 기술에 기반하며, 분리 방법을 통해 공기 중의 질소를 다른 기체 (예: 산소, 이산화탄소 등) 와 분리하여 순도 높은 질소를 얻는다.현재 실험실에서 질소제조기가 주로 사용하는 분리방법에는 변압흡착 (PSA), 막분리 및 심랭공분 등이 있다.
1. 변압흡착 (PSA): 흡착제 (예: 탄소분자체) 를 리용하여 부동한 기체분자의 압력변화에서의 흡착선택성차이를 리용하여 질소산소분리를 실현한다.고압에서 산소는 흡착제에 흡착되고 질소는 순조롭게 통과하여 질소의 추출을 실현한다.흡착제가 포화되면 압력을 낮추거나 소량의 질소를 도입하여 환류함으로써 흡착제에 흡착된 산소를 탈착하고 배출함으로써 흡착제가 재생되여 련속 질소를 산출할수 있다.
2. 막 분리: 고분자막의 선택적 침투 특성을 이용하여 서로 다른 기체 분자가 막에 침투하는 속도가 다르도록 하여 질소의 분리를 실현한다.압축공기가 막을 통과할 때 질소가스분자는 비교적 작은 분자의 크기와 비교적 낮은 침투저항으로 순조롭게 막을 통과할수 있지만 산소 등 기타 기체분자는 침투속도가 비교적 느려 막의 한쪽에 절단되여 질소가스의 추출을 실현한다.
3. 심냉공분: 저온 조건에서 기체 성분의 상대적인 휘발성 차이를 이용하여 공기 중의 질소와 산소 등의 성분을 분리시킨다.압축, 냉각, 정류 등의 과정을 통해 공기 중의 질소를 액체 상태로 응축한 후 기화기를 거쳐 가열한 후 기체 상태의 질소 형식으로 출력한다.
2. 유형
실험실 질소 제조기는 작동 원리와 성능 특성에 따라 다양한 유형으로 나눌 수 있다.예를 들어 질소 순도에 따라 일반 순도와 고순도 질소 제조기로 나눌 수 있다.출력 유량에 따라 소량, 중량, 대유량 질소제조기로 나눌 수 있다;구조적 특성에 따라 일체형과 분리형 질소제조기 등으로 나눌 수 있다.이밖에 지능화통제시스템, 원격감시와 고장진단기능을 갖춘 질소제조기 등 특수한 류형의 질소제조기도 있다.
3. 특징
실험실용 질소 제조기질소에 대한 실험실의 요구를 충족시킬 수 있는 다양한 특징:
1. 고순도질소: 분리기술을 통해 순도가 99% 이상에 달하는 질소를 산출할수 있으며 일부 제품은 심지어 99.999% 이상에 달해 실험실의 질소순도에 대한 엄격한 요구를 만족시킬수 있다.
2. 안정적이고 신뢰할 수 있다: 제어 시스템과 안정적인 작업 메커니즘을 사용하여 장시간 연속 작업을 할 수 있으며 실험실에 안정적인 질소 공급을 제공할 수 있다.
3. 조작이 간편하다: 일반적으로 지능화 제어 시스템을 사용하며, 자동 검측, 자동 조정 및 자기 보호 등의 기능을 갖추고 있으며, 조작이 간편하고 유지 보수가 쉽다.
4, 작은 설치 공간: 컴팩트한 패브릭 설계로 설치 공간이 작고 실험실 내부나 근처에 쉽게 배치할 수 있으며 사용하기 편리합니다.
5. 에너지 절약 환경보호: 에너지 절약 기술과 재료를 사용하여 에너지 소모를 줄이고 배출을 줄일 수 있으며 환경 보호 요구에 부합된다.

4. 응용
실험실 질소제조기는 다음과 같은 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다.
1. 화학 분석: 화학 분석에서 질소는 샘플의 산화 또는 오염을 방지하기 위해 보호 가스 또는 가스 운반용으로 자주 사용된다.그것은 이러한 분석에 안정적이고 순도가 높은 질소를 공급할 수 있다.
2. 재료합성: 재료합성분야에서 질소는 흔히 반응기체 또는 타성분위기로 사용되여 반응조건을 통제하고 재료의 산화를 방지하는데 사용되는데 이런 합성과정의 질소에 대한 수요를 만족시킬수 있다.
3. 생물실험: 생물실험에서 질소는 흔히 세포배양, 유전자서렬분석 등 과정에 사용되여 산소가 세포에 대한 손상이나 실험결과에 영향을 주지 않도록 하는데 이런 실험에 안정적이고 믿음직한 질소공급을 제공할수 있다.
4. 식품 신선도 유지: 식품 신선도 유지 분야에서 질소는 식품 포장에 자주 사용되어 식품의 산화와 변질 속도를 늦추고 유통기한을 연장한다.비록 이것은 공업 생산에 더 많이 응용되지만, 이 설비는 소규모 식품 신선도 유지 연구에도 사용할 수 있다.
5. 우세
실험실 질소 제조기는 전통적인 질소 공급 방식에 비해 다음과 같은 다양한 이점을 가지고 있습니다.
1. 현장에서 질소를 제조한다: 실험실 내부 또는 부근에서 현장에서 질소를 제조할 수 있어 전통적인 가스병 저장과 운송의 번거로움과 안전 위험을 피할 수 있다.
2. 순도 조절 가능: 분리 조건과 공정 매개변수를 조정하여 서로 다른 순도 등급의 질소를 생산할 수 있으며, 질소 순도에 대한 실험실의 다양한 수요를 만족시킬 수 있다.
3. 에너지 절약 환경보호: 에너지 절약 기술과 재료를 사용하여 에너지 소모를 줄이고 배출을 줄일 수 있으며 환경 보호 요구에 부합된다.이와 함께 현장에서 질소를 제조해 가스병의 소모와 폐기물 발생도 줄였다.
4. 서비스 용이성: 일반적으로 모듈식 설계와 지능형 제어 시스템을 사용하여 서비스 용이성과 문제 해결이 용이합니다.이와 동시에 일부 설비는 또 원격감시와 고장진단기능을 갖추어 설비의 운행상태를 실시간으로 감시하고 잠재적문제를 제때에 발견할수 있다.
6. 유지보수와 정비
실험실 질소제조기의 정상적인 운행과 사용 수명 연장을 확보하기 위해서는 정기적인 유지보수와 정비가 필요하다.다음은 몇 가지 권장 사항입니다.
1. 정기적으로 설비를 검사한다. 정기적으로 설비의 운행 상태와 성능 파라미터를 검사한다. 예를 들어 압력, 유량, 순도 등이다.예외가 발견되거나 성능이 저하된 경우 즉시 다운타임하고 전문가에게 연락하여 수리해야 합니다.
2. 필터 청소: 정기적으로 필터를 청소하여 쌓인 먼지와 불순물을 제거합니다.필터가 막히면 설비의 성능과 질소 가스 순도에 영향을 줄 수 있다.
3. 흡착제 또는 필름 교체: 변압 흡착 또는 필름 분리 기술을 사용하는 질소 제조기의 경우 정기적으로 흡착제 또는 필름을 교체하여 분리 효과를 확보해야 한다.흡착제나 막의 포화는 질소의 순도와 생산량에 영향을 줄 수 있다.
4. 설비의 청결 유지: 설비와 그 주변 환경의 청결과 건조를 유지하여 먼지와 수분이 설비에 손해를 끼치는 것을 방지한다.
5. 조작 규정 준수: 설비를 조작할 때 관련 조작 규정과 안전 규범을 준수하여 작업자의 안전과 설비의 정상적인 운행을 확보해야 한다.