氣體發(fā)生器可以為氣相色譜、質(zhì)譜分析檢測時(shí)的燃料,是實(shí)驗室常用設備之一,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)生器是利用壓縮機對氣體進(jìn)行壓縮,貯藏在貯氣罐內,方便日后使用??諝鈮嚎s器主要由壓縮機、儲氣罐、過(guò)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(guò)濾出去,經(jīng)過(guò)穩壓裝置,輸出穩定、干凈的空氣??諝獍l(fā)生器用于國內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(shí),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(guò)程中壓縮機不啟動(dòng),熱保護繼電器啟動(dòng),說(shuō)明壓縮機溫度過(guò)高,待冷卻后即可自動(dòng)恢復正常;
3、進(jìn)氣口過(guò)濾器需定期清洗(周期視室內粉塵情況而定,可用超聲波清洗)以保持進(jìn)氣通暢,否則易引起壓縮機工作負載增大并發(fā)熱,溫度過(guò)高時(shí)會(huì )發(fā)生過(guò)熱保護而導致停機;
4、從觀(guān)察窗觀(guān)看變色硅膠的情況,用戶(hù)可根據需要更換新的硅膠,或進(jìn)行干燥處理;
5、因空氣發(fā)生器壓縮機是感性負載,通斷電時(shí)的瞬時(shí)電流比正常工作時(shí)高數倍,較易熔斷保險,應選用8A保險管;
6、由于空氣發(fā)生器壓縮機為開(kāi)路工作方式,故潤滑油會(huì )隨水排出機外,造成消耗,所以在使用一年后適當給壓縮機加潤滑油,加油口在壓縮機出氣口旁邊(或從進(jìn)氣口亦可),建議加18號冷凍機油200克;
7、為避免機內存水過(guò)多,影響空氣純度,所以,每次關(guān)機前需按下排水開(kāi)關(guān)數秒鐘即可。(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)入冷干機降溫脫水,在經(jīng)過(guò)過(guò)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(wèn)題很多。主要的問(wèn)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帶有一定腐蝕性。
2.存在返液現象。
3.氮氣純度偏低,對色譜儀的熱導檢測器的熱敏元件會(huì )造成氧化,時(shí)間一久熱導檢測器的靈敏度降低。
鑒于存在以上三點(diǎn)的問(wèn)題,很多色譜儀廠(chǎng)家、儀器經(jīng)銷(xiāo)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(lái)做氣相色譜儀載氣。
采用中空纖維膜法:
氮膜系統可將廉價(jià)的空氣中氮從78%提高到95%以上,最高可得到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(hù)需要調節。
所產(chǎn)生氣體流速穩定,氮氣純化徹底,產(chǎn)出的氮氣純度高,最高可得到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,運行穩定可靠,不需要任何化學(xué)消耗品。操作方便,可24小時(shí)無(wú)人值守。且它可以在不需任何監管和最低保養的情況下無(wú)故障地運行。
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。它可以應用于國內外各種不同類(lèi)型的氣相色譜儀用作載氣,是性能優(yōu)良維護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(wú)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(kāi)關(guān)電源組成的壓力控制系統,使氫氣的發(fā)生量根據輸出的需要自動(dòng)調整,維持輸出流量和壓力的穩定。
這種原理主要的問(wèn)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帶有一定腐蝕性,容易造成色譜儀調試不穩定,一旦長(cháng)時(shí)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(cháng)時(shí)間使用,會(huì )造成嚴重的返液現象。為了防止返液,廠(chǎng)家設計了各種裝置來(lái)嘗試解決這個(gè)問(wèn)題,但是均不能解決根本性的問(wèn)題。畢竟它還是要加液的,一旦防返液的裝置出現故障就會(huì )造成氣路及色譜柱報廢,嚴重的甚至可能導致氣相色譜儀全部報廢。
3.氣體的純度大多沒(méi)有經(jīng)過(guò)檢測,雖然可以通過(guò)基線(xiàn)和柱子使用壽命判斷其純度,結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(shí)優(yōu)先考慮質(zhì)量有保證的廠(chǎng)家,也可以加裝在線(xiàn)純度檢測裝置保證氣體純度。
氣體發(fā)生器與鋼瓶、液氮罐的比較