制氮/制氧机气体品质保证的关键

近期，我们客户将集成有PST氧传感器的制氧机供应给了英国一家低碳可再生能源领域知名的服务提供商，该公司主要为厌氧消化、热电联产（CHP）和生物质项目等提供运营和维护服务。其中Leeming Biogas为其在2014年投资的一部分，它每年产生超过500万立方米的生物甲烷，直接注入当地的天然气管网。而配有PST氧传感器的制氧机便是为了保证生产高质量的生物甲烷。

随着工业的发展，制氮机或制氧机的应用越来越广泛，如我们国家对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加，主要用于医疗、食品、化工、冶金 、电子等行业。制氮机产生的是纯氮气，制氧机产生的是纯氧气，气体品质的关键是纯度，如何检测纯度，这就涉及到氧参数的测量。

本篇文章将通过FAQ形式探讨下制氮/制氧机的工作原理以及采用何种检测方式能够更好的保证其纯度。

Q什么是制氮/制氧系统?
A:制氮/制氧系统一般通过变压吸附（PSA）或膜分离等方式从空气中分离出氮气/氧气。

PSA制氧是以空气为原料，以碳分子筛（制氮）或沸石分子筛（制氧）作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用分子筛对氮和氧的选择性吸附而从空气中分离出来。变压吸附法通常使用两个吸附塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气/氧气流。

膜分离是利用高分子中空纤维膜对空气中氮气和氧气等气体具有不同的可渗透性（氮和氧在膜中的渗透速率不同）将氮气和氧气等气体相分离而制取气体。

Q制氮/制氧应用在何处?

A:通过PSA或膜分离可以产生纯度在95%至99.99%之间的气体，如PSA产生的纯度具体取决于筛网内的接触时间，通常纯度为95%，但通过第二阶段的纯化可以达到99%的纯度。这对需要高纯度气体的应用很重要。制氮通常用于食品、饮料、化工和炼油厂、电子、金属制造和加工、制药、半导体等行业；制氧通常用于呼吸/医用氧气、玻璃制造、激光切割、造纸、水产养殖等领域。

Q为什么需要氧测量？
A:制氧机中需要测氧的原因主要有：1.保证氧纯度，制氧的应用领域决定了产生气体纯度必须在90%以上，否则会给应用领域带来不利影响。所以需要时刻关注产生氧的浓度，保证供应的气体品质；2.预防设备故障，制氧机在长期使用中，可能会有分子筛故障、进气量不当、空气压力不稳定和过滤器故障等，定期检测氧浓度可以及时发现这些问题，避免设备故障导致的低氧报警或氧气浓度不足‌；3.保证氧气流量的准确性和稳定性，特别是在医疗应用，这对患者的治疗很重要。

制氮机中需要测氧的原因主要有：1.保证氮气的品质，通过监测氧浓度，可以及时了解制氮机的状态，确保产生的氮气纯度符合行业应用要求；2.泄漏提醒，氮气无色无味，如果发生泄漏，很难被发现。通过氧浓度的监测，可以在发生泄漏时及时提醒工作人员环境中氧不足，避免窒息给人员安全带来威胁。

Q氧化锆氧传感器在制气系统中的应用优势?
A:文章开头案例中提到的氧传感器是我们OEM客户青睐的一款氧化锆氧传感器——SenzTx氧传感器。它是一款紧凑型传感器，低维护，易于集成，测量稳定可靠。SenzTx可选氧化锆或电化学技术，而在制气系统中，一般选择氧化锆原理的传感器。

PST的氧化锆氧传感器旨在测量气体中的氧分压，而不是氧浓度的百分比。这种方式在不需要参考气体的情况下提供了特别精确的测量，使其成为工业制气系统中的理想选择，安装在气体出口，用于过程控制、质量和安全的保证。

我们的氧化锆氧传感器在0-1000ppm的测量范围内有着很好的精度、输出分辨率和灵敏度，即使在严苛的工况下也是如此。它们可以对过程条件的变化提供快速和连续的响应，并且非常稳定，使用寿命长。具有多种过程连接选项，标准的模拟4-20mA和数字Modbus输出，易于集成到系统解决方案中。对于OEM制氮/制氧设备厂商来说，选择可靠、准确、稳定的氧仪器对于提高制气系统的效率、气体质量和合规性发挥着关键作用，选择合适的氧仪器，才能在终端行业应用中为客户提供高品质气体，赢得客户的信赖。