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氮 氫 空 發(fā)生器技術(shù)原理

更新時間:2021-11-15      點擊次數(shù):2347

氣體發(fā)生器可以制備色譜、質(zhì)譜分析檢測時的燃料,是實驗室常用設(shè)備之一,主要有空氣發(fā)生器、氫氣發(fā)生器和氮氣發(fā)生器三種。三種氣體發(fā)生器的產(chǎn)氣原理和注意事項又分別是什么呢?
  空氣發(fā)生器
  原理
  空氣發(fā)生器是利用壓縮機(jī)對氣體進(jìn)行壓縮,貯藏在貯氣罐內(nèi),方便日后使用。空氣壓縮器主要由壓縮機(jī)、儲氣罐、過濾器、干燥器等組成。主要是把空氣中的水分、油漬等雜質(zhì)過濾出去,經(jīng)過穩(wěn)壓裝置,輸出穩(wěn)定、干凈的空氣。空氣發(fā)生器用于國內(nèi)外各種型號氣相色譜儀、火焰光度計,它取代鋼瓶使您的工作更加方便。
  使用注意事項:
  1、為了確保氣體純度,空氣發(fā)生器每工作1000小時,需要更換活性炭一次(活性碳為20-40目,鉛筆芯式);
  2、空氣發(fā)生器工作過程中壓縮機(jī)不啟動,熱保護(hù)繼電器啟動,說明壓縮機(jī)溫度過高,待冷卻后即可自動恢復(fù)正常;
  3、進(jìn)氣口過濾器需定期清洗(周期視室內(nèi)粉塵情況而定,可用超聲波清洗)以保持進(jìn)氣通暢,否則易引起壓縮機(jī)工作負(fù)載增大并發(fā)熱,溫度過高時會發(fā)生過熱保護(hù)而導(dǎo)致停機(jī);
  4、從觀察窗觀看變色硅膠的情況,用戶可根據(jù)需要更換新的硅膠,或進(jìn)行干燥處理;
  5、因空氣發(fā)生器壓縮機(jī)是感性負(fù)載,通斷電時的瞬時電流比正常工作時高數(shù)倍,較易熔斷保險,應(yīng)選用8A保險管
  6、由于空氣發(fā)生器壓縮機(jī)為開路工作方式,故潤滑油會隨水排出機(jī)外,造成消耗,所以在使用一年后適當(dāng)給壓縮機(jī)加潤滑油,加油口在壓縮機(jī)出氣口旁邊(或從進(jìn)氣口亦可),建議加18號冷凍機(jī)油200克;
  7、為避免機(jī)內(nèi)存水過多,影響空氣純度,所以,每次關(guān)機(jī)前需按下排水開關(guān)數(shù)秒鐘即可。(可將排水口接入塑料瓶中避免水外濺),每日排水不得少于一次。
  氮氣產(chǎn)生器
  原理
  壓縮空氣經(jīng)壓縮后進(jìn)入冷干機(jī)降溫脫水,在經(jīng)過過濾器除油、除塵,然后進(jìn)入裝有碳分子篩的吸附塔,選擇性地吸附掉氧氣、二氧化碳等雜質(zhì)氣體組分,產(chǎn)生高純度氮氣。
  氮氣發(fā)生器的工作原理大致分為三種:以電化學(xué)分離法和物理吸附法相結(jié)合的方式;采用中空纖維膜分離和采用氣相色譜技術(shù)用新型合成分子篩分離。
  各種工作原理的注意事項
  電化學(xué)分離法和物理吸附法:
  采用這種原理產(chǎn)生的氮氣存在的問題很多。主要的問題有:
  1.加KOH水溶液的氮氣發(fā)生器所產(chǎn)生的氮氣中含水量高且?guī)в幸欢ǜg性。
  2.存在返液現(xiàn)象。
  3.氮氣純度偏低,對色譜儀的熱導(dǎo)檢測器的熱敏元件會造成氧化,時間一久熱導(dǎo)檢測器的靈敏度降低。
  鑒于存在以上三點的問題,很多色譜儀廠家、儀器經(jīng)銷商及維修人員均不建議使用該種原理產(chǎn)生氮氣的發(fā)生器來做氣相色譜儀載氣。
  采用中空纖維膜法:
  氮膜系統(tǒng)可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上,高可得到99.9%的純氮。該氮氣發(fā)生器可以用于氣相色譜儀做載氣,僅適用于分析組分成分要求不高的行業(yè)。
  采用氣相色譜技術(shù)用新型合成分子篩分離:
  這是一種新型的空氣分離方法,它以壓縮空氣為原料,合成分子篩為吸附劑,氣相色譜分離吸附流程,在常溫低壓下,利用空氣中的氧和氮在分子篩中的擴(kuò)散速度不同,把氧和氮加以分離,氮氣的純度和產(chǎn)氣量可按客戶需要調(diào)節(jié)。
  所產(chǎn)生氣體流速穩(wěn)定,氮氣純化*,產(chǎn)出的氮氣純度高,高可得到99.9995%的純氮,適用于各種氣相色譜檢測器。該發(fā)生器可以生產(chǎn)出高質(zhì)量和高純度的氮氣,運行穩(wěn)定可靠,不需要任何化學(xué)消耗品。操作方便,可24小時無人值守。且它可以在不需任何監(jiān)管和低保養(yǎng)的情況下*地運行。
  綜上所述,采用氣相色譜分離技術(shù)用合成分子篩分離法的氮氣發(fā)生器優(yōu)于采用電化學(xué)分離法和物理吸附法以及中空纖維膜法的氮氣發(fā)生器。它可以應(yīng)用于國內(nèi)外各種不同類型的氣相色譜儀用作載氣,是性能優(yōu)良維護(hù)方便的新一代氮氣發(fā)生器。
  氫氣發(fā)生器
  原理
  純水水解,無腐蝕,純度高(另一種方法是堿液電解,電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉,腐蝕性高,國產(chǎn)設(shè)備常用)。
  超純氫氣鈀膜純化原理
  電解采用目前膜分離技術(shù),由紅外光電反饋裝置與開關(guān)電源組成的壓力控制系統(tǒng),使氫氣的發(fā)生量根據(jù)輸出的需要自動調(diào)整,維持輸出流量和壓力的穩(wěn)定。
  這種原理主要的問題有:
  1.加KOH水溶液的氫發(fā)生器所產(chǎn)生的氫氣中含水量高且?guī)в幸欢ǜg性,容易造成色譜儀調(diào)試不穩(wěn)定,一旦長時間使用該氫氣做載氣必然造成色譜柱柱效降低。
  2.利用該原理產(chǎn)生的氫氣如果長時間使用,會造成嚴(yán)重的返液現(xiàn)象。為了防止返液,廠家設(shè)計了各種裝置來嘗試解決這個問題,但是均不能解決根本性的問題。畢竟它還是要加液的,一旦防返液的裝置出現(xiàn)故障就會造成氣路及色譜柱報廢,嚴(yán)重的甚至可能導(dǎo)致氣相色譜儀全部報廢。
  3.氣體的純度大多沒有經(jīng)過檢測,雖然可以通過基線和柱子使用壽命判斷其純度,結(jié)果卻是給色譜柱造成不必要的損失。所以,氫氣作為輔助氣還行,做載氣純度不夠。在選擇氫發(fā)生器時優(yōu)先考慮質(zhì)量有保證的廠家,也可以加裝在線純度檢測裝置保證氣體純度。

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