氣相色譜過(guò)程氣相色譜儀結(jié)構(gòu)及原理

過(guò)程氣相色譜是一種用于化學(xué)工業(yè)在線分離和測(cè)量混合物中不同組分的分析技術(shù)，常用于工業(yè)過(guò)程的在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)循環(huán)分析等，又被稱為流程氣相色譜儀或在線氣相色譜儀。從氣相色譜技術(shù)誕生的20世紀(jì)50年代，氣相色譜系統(tǒng)就已從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入到工廠生產(chǎn)過(guò)程的控制，包括對(duì)原料、中間產(chǎn)物及產(chǎn)品的組成、質(zhì)量和收率進(jìn)行分析，關(guān)鍵生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，工業(yè)裝置異?，F(xiàn)象的監(jiān)控，以及在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，報(bào)警或者及時(shí)反饋調(diào)整等。目前，過(guò)程氣相色譜已廣泛用于石油煉制、石油化工、化肥、環(huán)保和醫(yī)藥等行業(yè)。

過(guò)程氣相色譜儀與普通實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀的主要區(qū)別在于：過(guò)程氣相色譜儀可看作是在線分析儀表，可對(duì)工藝操作進(jìn)行開(kāi)環(huán)指導(dǎo)或參與系統(tǒng)的閉環(huán)控制。過(guò)程氣相色譜儀的分析對(duì)象已知，功能專一，自動(dòng)化程度高，重復(fù)性和可靠性好，從取樣一直到數(shù)據(jù)處理全部自動(dòng)化操作；同時(shí)其必須可靠、長(zhǎng)期連續(xù)低成本運(yùn)行，且系統(tǒng)維護(hù)盡可能少，無(wú)需人工干預(yù)。而實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀可以分析多種樣品，分析對(duì)象包括已知和未知樣本，經(jīng)常需要人工更換柱系統(tǒng)和分析條件等。此外，過(guò)程氣相色譜儀需要有程序控制器控制儀器自動(dòng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)還要有信號(hào)處理器，參與控制。

典型的過(guò)程工業(yè)色譜儀如圖1所示，主要包括樣品處理系統(tǒng)、分析系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，還需根據(jù)樣品的狀態(tài)與組成安裝相應(yīng)的取樣和樣品純化裝置。分析器配備高效、耐用的色譜柱及可能需要用到的柱切換部件，選用適當(dāng)?shù)臋z測(cè)器。近年來(lái)過(guò)程氣相色譜技術(shù)向智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化等方面發(fā)展，在設(shè)備硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等方面均取得了很大的進(jìn)步。如西門子公司發(fā)展出的50型膜片閥，采用氣壓驅(qū)動(dòng)，無(wú)可動(dòng)部件，可以連續(xù)運(yùn)行1000萬(wàn)次，無(wú)需維護(hù)；增加了模塊化柱箱選項(xiàng)，將色譜元件集成在模塊上，可在幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)整個(gè)更換，有效地降低用戶運(yùn)行成本和維護(hù)需求；開(kāi)發(fā)的智能樣品系統(tǒng)接口（SSSI），可自動(dòng)收集樣品系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息，并將這些信息傳遞到遠(yuǎn)程維護(hù)工作站，用于自動(dòng)統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)分析儀狀態(tài)，從而降低維護(hù)需求，提高分析儀的在線時(shí)間:發(fā)展的8通道熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD），可實(shí)現(xiàn)并行色譜檢測(cè)，縮短了分析時(shí)間且降低了色譜復(fù)雜性：色譜與以太網(wǎng)*兼容，提供對(duì)所有測(cè)量結(jié)果，診斷數(shù)據(jù)和關(guān)鍵性能指標(biāo)的訪問(wèn)。色譜內(nèi)置數(shù)據(jù)交換機(jī)，多臺(tái)色譜不需要任何外部交換機(jī)就可連接到一起組成網(wǎng)絡(luò)，滿足工業(yè)用戶對(duì)安全控制的需要。