气体发生器的特点及关键技术参数

　　气体发生器是一种通过物理或化学方法，将原料（如空气、水、化学试剂等）转化为所需气体并通常伴随提纯和干燥过程的设备。它与气体净化器（主要功能是去除已有气体中的杂质）不同，其核心功能是“制造”气体。以下是气体发生器的主要特点及关键技术参数：

　　一、主要特点

　　1.按需生产：

　　这是气体发生器的优点之一。它不需要依赖高压气瓶，可以根据需要持续、稳定地产生所需气体，避免了频繁更换气瓶的麻烦、储存的安全隐患以及运输成本，特别适合需要长期、连续用气的场合。

　　2.纯度高且稳定：

　　现代气体发生器，尤其是实验室使用的类型，能够产生纯度很高的气体（例如氮气纯度可达百分之九十九点九九九），并且通过设备内部的净化和干燥系统，确保输出气体的纯度始终保持稳定，能够满足精密分析仪器的严格要求。

　　3.安全性高：

　　与储存高压气体的气瓶相比，气体发生器通常在较低压力下运行或储存少量气体，大大降低了发生爆炸或大量泄漏的风险。设备内部通常配备有压力、温度、液位等多种安全传感器，一旦出现异常会自动报警并停机。

　　4.操作简便，自动化程度高：

　　多数气体发生器采用微电脑控制，操作界面清晰直观，可以自动启动和停止，自动调节压力，还能进行故障自检和报警提示，使用非常方便。

　　5.节能环保：

　　设备只在需要时运行，减少了能源的浪费。同时，避免了气瓶在生产、运输过程中的能源消耗和碳排放。部分技术产生的副产品（如制氢时产生的氧气）可以安全排放或加以利用。

　　6.结构紧凑，节省空间：

　　设计上通常比较小巧，可以方便地放置在实验台或仪器旁边，不占用过多的实验室空间。它将压缩、分离、净化、干燥等多个功能集成在一个机箱内。

　　7.长期运行成本可控：

　　虽然初期购买设备的投入可能比买一个气瓶高，但对于用气量较大的用户来说，长期使用可以显著降低购买气体的费用。主要的消耗是电力、水（用于电解）以及需要定期更换的净化材料。

　　二、主要技术参数

　　在选择气体发生器时，需要根据实际需求重点关注以下技术指标：

　　1.气体种类：

　　明确需要产生哪种气体，例如：氮气发生器、氢气发生器、氧气发生器、空气发生器、臭氧发生器等。

　　2.产气流量：

　　指设备每分钟或每小时能够产生的气体体积，单位通常是升每分钟或立方米每小时。这个参数必须大于所连接设备（如色谱仪）的用气量，并留有适当余量，否则会导致设备无法正常工作。

　　3.气体纯度：

　　指产出气体中目标气体所占的百分比，或其中杂质的含量。

　　氮气：常见的有百分之九十九、百分之九十九点九、百分之九十九点九九、百分之九十九点九九九等。杂质主要是氧气、水分和碳氢化合物。

　　氢气：纯度通常要求高于百分之九十九点九九九，杂质主要是水分和氧气。

　　空气：要求碳氢化合物含量极低，水分含量极低（通常用露点温度表示，如低于零下七十摄氏度）。气体纯度必须满足应用要求，纯度不够会影响实验结果的准确性。

　　4.输出压力：

　　指设备能够提供的工作压力，单位有兆帕、巴或磅每平方英寸。需要与用气设备的要求相匹配。压力太低无法驱动设备，压力太高则可能损坏设备或管路。通常这个压力是可以调节的。

　　工作原理：

　　氮气发生器：

　　膜分离法：利用特殊材料的膜对不同气体渗透速度的不同，从压缩空气中分离出氮气。结构简单，维护少，但纯度相对较低。

　　变压吸附法：利用特殊吸附材料在加压时吸附氧气等杂质，让氮气通过；减压时将杂质释放。这种方法可以获得高纯度的氮气，是实验室常用的主流技术。

　　氢气发生器：

　　碱性水电解法：通过电解碱性溶液来产生氢气和氧气。技术成熟。

　　纯水电解法：使用去离子水和特殊膜直接电解产生高纯度氢气。无需电解液，维护简单，是现代主流技术。

　　空气发生器：通常由无油空气压缩机和多级净化装置（去除水分、油分、碳氢化合物）组成，提供洁净的“零级空气”。

　　臭氧发生器：

　　电晕放电法：通过高压电场使氧气分子分解并重新组合成臭氧，是常用的方法。

　　紫外线照射法：利用特定波长的紫外线照射氧气产生臭氧，产生的浓度较低。

　　5.电源要求：

　　包括工作电压（如二百二十伏）、频率（如五十赫兹）和功率（瓦或千瓦）。需要确保使用场所的电源条件与之匹配。

　　6.噪音水平：

　　以分贝为单位。实验室使用的发生器通常要求噪音较低，以免影响工作环境。

　　7.外形尺寸与重量：

　　关系到设备的占地面积和搬运的便利性。

　　8.内部储气罐容量：

　　对于空气和氮气发生器，内部的储气罐可以缓冲压力波动，满足设备瞬时的高峰用气需求。

　　9.安全保护功能：

　　包括过压保护、过热保护、缺水报警、漏液检测、自动排水、防火防爆设计等。

　　10.维护周期与耗材：

　　需要了解哪些部件需要定期更换，例如吸附材料、干燥剂、过滤器滤芯、去离子水等，以及建议的更换周期。

　　总结：以上是气体发生器的特点及技术参数，并综合考虑设备的工作原理、安全性、运行成本和维护的便利性。对于实验室等要求高的场合，通常优先选择纯度高、稳定性好的类型。