技術專欄
氮氣產生機的技術原理與應用解析
2025-06-13
氮氣在電子製程、雷射切割、食品包裝與實驗室應用中皆扮演著關鍵角色。相較傳統的氮氣鋼瓶或液態氮配送系統,自主型「氮氣產生機」(Nitrogen Generator)正快速成為工業現場的主流選擇,因其具備穩定供應、長期低成本與安全性高等優勢。
 

一、氮氣產生機的工作原理

目前工業用氮氣產生機主要有兩種技術原理:

1. PSA(Pressure Swing Adsorption)變壓吸附式

  • 原理:利用碳分子篩(CMS)對氧氣的吸附能力,將空氣中氧氣與氮氣分離。

  • 特點

    • 可達純度 95%~99.999%

    • 運轉穩定,適合中大型製造場域

2. 膜分離式(Membrane Separation)

  • 原理:利用氮氣與氧氣在高分子膜中滲透速率不同達到分離。

  • 特點

    • 結構簡單,維護需求低

    • 純度較低(90~98%),但流量可大

    • 適合對純度要求較低的應用,如防爆保護或一般保護氣氛


二、選購氮氣機時的關鍵考量

項目 說明
氮氣純度 依應用需求決定,例如電子製程常要求 ≥99.99%
氣體流量 需依實際用氣設備計算每日或每小時需求量
壓力需求 常見氮氣輸出壓力為 4~6 bar,部分應用需更高壓力
空壓系統搭配 PSA 氮氣機需搭配高品質空壓機與乾燥機
成本與效益 長期運行成本相對低,但初期設備投資需評估
維護與保固 選擇維修件易取得、技術支援穩定的品牌或廠商
 

三、氮氣機應用效益

  1. 降低長期用氣成本:避免持續購買氮氣瓶或液態氮配送費。

  2. 提升產線自主性:無需等待配送或擔心中斷,氮氣自製自用。

  3. 強化現場安全性:無高壓瓶儲存,降低爆炸與洩漏風險。

  4. 靈活擴充:可依產線需求擴充氮氣產量與儲氣量。


四、年瑪科技建議

對於中小型電子製造工廠、雷射應用設備使用者,若每月氮氣使用量超過 30~50瓶(47L高壓瓶)者,建議導入 PSA 氮氣機,不僅節省長期成本,更能穩定生產流程。若使用量小或對純度要求不高,可考慮膜分離機型。


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