液氮發(fā)生器是一種通過空氣分離技術(shù)在現(xiàn)場制取液氮的設(shè)備。其核心功能是將空氣中的氮氣分離出來,并在低溫制冷系統(tǒng)的作用下液化,最終獲得純度高、溫度低、可直接使用的液氮產(chǎn)品。有效解決了傳統(tǒng)液氮供應(yīng)中運輸困難、損耗大、成本高等問題,廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)療、生物制藥、食品冷凍、電子制造及航空航天等領(lǐng)域。
 

 
  1.空氣壓縮
  空氣由壓縮機吸入并被壓縮至一定壓力(通常為0.7~1.0MPa),以保證后續(xù)氣體分離過程的流量與穩(wěn)定性。
  2.空氣凈化
  壓縮空氣中含有灰塵、水分、油霧及二氧化碳等雜質(zhì),若不去除將導(dǎo)致設(shè)備堵塞或結(jié)冰。凈化系統(tǒng)一般包括過濾器、冷干機和吸附干燥塔,用以去除水分與油污,保證進入分離塔的空氣干燥潔凈。
  3.制氮過程
  凈化后的空氣被送入分子篩吸附塔,通過變壓吸附(PSA)或膜分離方式分離出氮氣。分子篩利用對氧、氮吸附能力不同的原理,在高壓下吸附氧氣,低壓下解吸再生,從而獲得高純氮氣(純度一般可達99.99%以上)。
  4.氮氣液化
  氮氣通過低溫制冷系統(tǒng)被冷卻至其液化點(−196℃)。制冷部分常采用混合制冷劑循環(huán)(MR)、膨脹機制冷或斯特林制冷機等方式,使氮氣逐步降溫直至液化。液化后的液氮儲存在真空絕熱儲罐中備用。
  主要部分組成:
  1.空氣壓縮系統(tǒng)
  包含空壓機、儲氣罐、過濾器等,用于提供穩(wěn)定的高壓空氣源。
  2.空氣凈化系統(tǒng)
  由冷干機、除油器、吸附干燥器等組成,確保空氣潔凈度達標(biāo)。
  3.制氮系統(tǒng)
  采用變壓吸附塔(雙塔交替工作)或膜分離裝置,實現(xiàn)空氣中氮氣與氧氣的有效分離。
  4.液化系統(tǒng)
  包括預(yù)冷換熱器、膨脹機、制冷壓縮機和液化換熱器,用于將氮氣冷卻并轉(zhuǎn)化為液體狀態(tài)。
  5.儲存與控制系統(tǒng)
  含液氮儲罐、真空管路、閥門、自動控制系統(tǒng)等,負(fù)責(zé)液氮儲存與全流程監(jiān)控。通常采用PLC或觸摸屏控制,實現(xiàn)溫度、壓力、純度的實時監(jiān)測與自動化運行。
  性能特點:
  1.即產(chǎn)即用,連續(xù)供應(yīng)
  設(shè)備可實現(xiàn)24小時連續(xù)運行,隨時根據(jù)需求生產(chǎn)液氮,避免運輸及儲存環(huán)節(jié)的損耗。
  2.運行成本低
  由于僅需電力和空氣作為原料,無需外購液氮,長期運行經(jīng)濟性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)供應(yīng)模式。
  3.自動化程度高
  采用智能控制系統(tǒng),可實現(xiàn)自動啟停、遠程監(jiān)控及故障報警,降低人工干預(yù)。
  4.安全可靠
  系統(tǒng)無高壓液體輸送環(huán)節(jié),且所有設(shè)備具備過壓、過溫、停電保護功能,大幅提升運行安全性。
  5.可定制化設(shè)計
  根據(jù)用戶需求可靈活配置液氮產(chǎn)量(5~500L/h)、氮氣純度(99.9%~99.999%)及儲存容量等參數(shù)。
  6.結(jié)構(gòu)緊湊,占地小
  模塊化一體化設(shè)計,安裝簡便,適合實驗室、工廠及醫(yī)院等多種環(huán)境。
  液氮發(fā)生器的應(yīng)用領(lǐng)域:
  1.生物醫(yī)學(xué)與制藥行業(yè)
  液氮廣泛用于生物樣品保存、干細(xì)胞儲存、疫苗冷凍干燥以及組織樣本冷凍切片等領(lǐng)域。能保證液氮純度與穩(wěn)定供應(yīng),滿足實驗與生產(chǎn)需求。
  2.食品與餐飲行業(yè)
  在食品速凍、低溫研磨、分子料理等應(yīng)用中,液氮可實現(xiàn)瞬間冷凍,保持食材營養(yǎng)與口感。現(xiàn)場制取液氮避免了外部運輸帶來的損耗和安全隱患。
  3.電子與半導(dǎo)體制造
  液氮用于芯片冷卻、真空鍍膜設(shè)備冷阱及低溫實驗,可確保工藝環(huán)境潔凈穩(wěn)定。
  4.科研與高校實驗
  實驗室常需液氮用于超導(dǎo)實驗、低溫物理、化學(xué)反應(yīng)冷卻等。提供靈活、安全的供液方式。
  5.工業(yè)與機械加工
  用于金屬低溫處理、軸承冷裝配、材料應(yīng)力消除等工藝,提高產(chǎn)品性能與壽命。