氣體發(fā)生器在氣相色譜的應(yīng)用介紹

氣體發(fā)生器在使用過程中遇到的問題有兩個(gè)比較常見，一是可靠性難以保證，是安全性存在問題。其可靠性難以保證具體表現(xiàn)在有部分發(fā)生器的純度不夠，氮?dú)夂蜌錃庵泻扛叨疫€帶有的腐蝕性，如果操作不當(dāng)會(huì)有返液現(xiàn)象發(fā)生。上述情況會(huì)造成色譜儀不容易穩(wěn)定和色譜柱的柱效降低，嚴(yán)重的可以使氣路和色譜柱報(bào)廢，甚至導(dǎo)致色譜儀全部報(bào)廢。其次是使用過程中的安全性存在問題，有部分氣體發(fā)生器的壓縮機(jī)在使用的過程中會(huì)產(chǎn)生過熱、氣路進(jìn)油、漏電等現(xiàn)象，不僅對(duì)色譜儀造成損害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及操作人員的生命安全。

因?yàn)樯V儀使用高純氮或高純氫做載氣，為了應(yīng)對(duì)上述問題，我們從氫發(fā)生器、氮發(fā)生器和壓縮機(jī)的安全可靠性三個(gè)方面總結(jié)了幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)供大家參考。空氣作為輔助氣其純度要求不高，經(jīng)過脫水除油后基本上都能滿足色譜儀分析要求，所以本文不再詳細(xì)分析。

，氫發(fā)生器主要由電解系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)組成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(dòng)調(diào)整，維持輸出流量和壓力的穩(wěn)定。采用這種原理產(chǎn)生的氫氣存在的主要的問題有：
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懈g性，容易造成色譜儀調(diào)試不穩(wěn)定，一旦長(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)間使用，會(huì)造成嚴(yán)重的返液現(xiàn)象。為了防止返液，廠家設(shè)計(jì)了各種裝置來(lái)嘗試解決這個(gè)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(huì)造成氣路及色譜柱報(bào)廢，嚴(yán)重的甚至可能導(dǎo)致氣相色譜儀全部報(bào)廢。

3.氣體的純度大多沒有經(jīng)過檢測(cè)，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(shí)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(cè)裝置保證氣體的純度。

其次，氮?dú)獍l(fā)生器能否很好地應(yīng)用于氣相色譜分析實(shí)驗(yàn)，與發(fā)生器的原理有很大關(guān)系。氮?dú)獍l(fā)生器的工作原理大致分為三種：
1.以電化學(xué)分離法和物理吸附法相結(jié)合的方式
2.采用中空纖維膜分離
3采用氣相色譜技術(shù)用新型合成分子篩分離

一、電化學(xué)分離法和物理吸附法：
采用這種原理產(chǎn)生的氮?dú)獯嬖诘膯栴}很多。主要的問題有：
1.加KOH水溶液的氮?dú)獍l(fā)生器所產(chǎn)生的氮?dú)庵泻扛咔規(guī)в懈g性。
2.存在返液現(xiàn)象。  
3.氮?dú)饧兌绕停瑢?duì)色譜儀的熱導(dǎo)檢測(cè)器的熱敏元件會(huì)造成氧化，時(shí)間久熱導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度降低。

鑒于存在以上三點(diǎn)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?dú)獾陌l(fā)生器來(lái)做氣相色譜儀載氣。

二、采用中空纖維膜法：
氮膜系統(tǒng)可將廉價(jià)的空氣中氮從78％提高到95％以上，高可得到99.9％的純氮。該氮?dú)獍l(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)。

三、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?dú)獾募兌群彤a(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?dú)饧兓a(chǎn)出的氮?dú)饧兌雀撸呖傻玫?9.9995％的純氮，適用于各種氣相色譜檢測(cè)器。該發(fā)生器可以生產(chǎn)出高質(zhì)量和高純度的氮?dú)猓\(yùn)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(shí)無(wú)人值守。且它可以在不需任何監(jiān)管和低保養(yǎng)的情況下wu故障地運(yùn)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?dú)獍l(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?dú)獍l(fā)生器。它可以應(yīng)用于國(guó)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?dú)獍l(fā)生器。

后，為保證發(fā)生器壓縮機(jī)的安全可靠的運(yùn)行，還需要注意兩點(diǎn)：
1、因壓縮機(jī)是感性負(fù)載，通斷電時(shí)的瞬時(shí)電流比正常工作時(shí)高數(shù)倍，較易熔斷保險(xiǎn)。壓縮機(jī)的啟動(dòng)和停止會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓造成干擾，所以色譜儀和發(fā)生器的電源要分開，或者經(jīng)過穩(wěn)壓電源供電。在工作過程中出現(xiàn)兩種情況壓縮機(jī)會(huì)停止工作，一是壓縮機(jī)溫度過高熱保護(hù)繼電器啟動(dòng)，二是電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致電路故障。所以在使用發(fā)生器時(shí)不僅環(huán)境需要保證通風(fēng)良好，而且采用穩(wěn)壓電源供電顯得尤為重要。

2、有部分生產(chǎn)廠家使用冰箱的壓縮機(jī)替代空氣壓縮機(jī)，這種做法違反了相關(guān)安全規(guī)定，使用的過程中會(huì)產(chǎn)生過熱、氣路進(jìn)油、漏電等現(xiàn)象，對(duì)色譜儀造成損害，嚴(yán)重的會(huì)危及操作人員的生命安全。在購(gòu)買發(fā)生器要注意發(fā)生器的壓縮機(jī)是否符合要求。

現(xiàn)在的發(fā)生器廠家，生產(chǎn)的發(fā)生器性能已經(jīng)得到大幅提升，已經(jīng)出現(xiàn)了專門供24小時(shí)365天連續(xù)運(yùn)行的發(fā)生器發(fā)生器采用多臺(tái)發(fā)生器并聯(lián)方式供氣通過工作站監(jiān)控每臺(tái)發(fā)生器的狀態(tài)，并測(cè)定氧含量等多種方式監(jiān)測(cè)單臺(tái)發(fā)生器工作狀態(tài)，并能自動(dòng)平衡單臺(tái)發(fā)生器工作負(fù)荷，平衡各臺(tái)發(fā)生器的供氣量。一旦監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)單臺(tái)發(fā)生器發(fā)生純度不夠，水位偏低等故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止該發(fā)生器運(yùn)轉(zhuǎn)，并將該發(fā)生器負(fù)荷平均調(diào)整到其他所有發(fā)生器上。維護(hù)修復(fù)后，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)發(fā)生器狀態(tài)完好后，會(huì)自動(dòng)并網(wǎng)供氣。除了色譜需要高純度氣體無(wú)法滿足外，可以取代鋼瓶供氣，且安全穩(wěn)定，質(zhì)量相對(duì)更可靠。