常用氣體發(fā)生器的介紹

下面僅就市場上常用的三種氣相色譜儀的氣體發(fā)生器（氫氣發(fā)生器、氮氣發(fā)生器、空氣泵）的結(jié)構(gòu)、特點做簡單的分析。

1.氣體發(fā)生器的干燥過濾裝置

 下面談?wù)剼怏w發(fā)生器上的干燥過濾器，無論是分體的發(fā)生器還是組合的發(fā)生器，都需要對輸出的氣體進(jìn)行干燥凈化，即除濕除烴（或者除油）等?，F(xiàn)有的除濕除烴方法基本都采用吸附劑吸附法，吸附劑大體都采用變色硅膠、分子篩和活性炭。由于使用變色硅膠除濕，需要定期觀察硅膠的變色程度，采用透明的有機(jī)玻璃材料或者工程塑料成為，不銹鋼管由于不能隨時觀察硅膠的顏色不太適用。

過濾管的安裝樣式

·吊裝式：凈化管的進(jìn)氣口和出氣口都在儀器上部，出管口向下，從電解分離池或者壓縮機(jī)過來的氣體首先從固定蓋中間內(nèi)突起的進(jìn)氣口向下通過內(nèi)襯芯管進(jìn)入干燥劑底部，然后經(jīng)過吸附劑的過濾后再從向上返回到固定蓋周邊的出氣口，從而保證氣體經(jīng)過有效的過濾后再輸出。

·立裝式：凈化管的進(jìn)氣口和出氣口都在儀器底部,開口向上。此方法有兩種:

A.凈化管內(nèi)加襯管,吸附劑裝入襯管內(nèi),氣體先經(jīng)吸附劑吸附后再經(jīng)凈化管與襯管中間的縫隙到凈化管底部輸出, 此,方法由于受結(jié)構(gòu)及加工工藝的影響,襯管不易從凈化管內(nèi)取出,甚者氣體受吸附劑阻力的影響而不流經(jīng)吸附劑，造成未過濾的氣體直接輸出，影響色譜的正常使用;

B.凈化管內(nèi)加導(dǎo)管吸附劑裝入凈化管內(nèi),氣體先經(jīng)吸附劑吸附后再經(jīng)導(dǎo)管輸出,此方法多為不銹鋼管采用,但不銹鋼管為不透明不便于用戶直接觀察吸附劑的變化;不方便使用。

由于受工作原理的限制，氮氣發(fā)生器和氫氣發(fā)生器電解分離池出來的氣體濕度都比較大，當(dāng)氣體經(jīng)電解分離池后或多或少都會有水汽凝結(jié)成水珠、采用立裝式固定凈化管，液滴由于重力的作用，會在更換過濾器時滴入出氣口，進(jìn)入色譜儀的管道，造成管路系統(tǒng)的污染。吊裝式避免了以上的問題。我單位現(xiàn)有的凈化管*采用吊裝方式。有些廠家為了降低電解分離池輸出氣體的濕度，在電解池和凈化管之間加裝了汽水分離器，由于分離器內(nèi)的過濾材料多為燒結(jié)的粉末金屬材料，電解分離池輸出的未干燥氣體為堿性氣體，堿性氣體會腐蝕分離器內(nèi)粉末金屬材料甚至造成堵塞，影響發(fā)生器的正常使用，情況可能會由于堵塞造成壓力過高引起爆炸，希望用戶使用時一定注意。

2.高純氫發(fā)生器

目前市場上為氣相色譜配套的氫氣發(fā)生器按電解膜材料分主要有堿石棉膜、離子膜、鈀金屬膜三種堿石棉膜價格低廉、使用方便、便于維護(hù)；離子膜價格稍高、且目前國內(nèi)此項技術(shù)不太成熟、同時離子膜對電解水質(zhì)要求較高，水的電導(dǎo)率不高時會產(chǎn)生離子膜“中毒”現(xiàn)象，更換離子膜的費用也比較高。鈀金屬膜制氫價格高、以300ML/min 的輸出量計算，價格大約在4萬元左右。若使用不當(dāng)、會使鈀金屬表面氧化，造成電解率下降，影響正常的使用。

3.空氣泵

目前市場上為氣相色譜儀配套的空氣泵，其壓縮機(jī)主要以冰箱壓縮機(jī)為主，另外就是采用擺動活塞式的壓縮機(jī)，擺動活塞式壓縮機(jī)又分為進(jìn)口和國產(chǎn)。冰箱壓縮機(jī)價格低廉、但是壓縮后的氣體含油，所以需要經(jīng)過活性炭脫油。另外由于冰箱壓縮機(jī)一般需要閉環(huán)運行。但是在色譜儀空氣泵上使用時，是開環(huán)使用，這樣當(dāng)空氣輸出流量很大時，潤滑油隨工作溫度的升高蒸發(fā)很快，壓縮機(jī)會由于缺少潤滑油而損壞。擺動活塞式壓縮機(jī)的活塞是無油潤滑，產(chǎn)氣量大，即使系統(tǒng)出現(xiàn)漏氣也不會造成壓縮機(jī)的損壞，抗誤操作的能力強(qiáng)。通過合理安裝可以降低其工作噪音（55dba）。工作的可靠性大大高于冰箱壓縮機(jī)式的空氣泵。 

4.氮氣發(fā)生器

  氮氣發(fā)生器從制氮原理上來分有中空纖維膜分離法、變壓吸附法、電化學(xué)分離法三種。

·中空纖維膜分離法：氮氣純度99.999%，流量范圍為0-10 升/min,市場價格大約在10-15 萬人民幣。

·變壓吸附法：氮氣純度99.999%，流量范圍為0-10 升/min,市場價格大約在10 萬人民幣左右。

·電化學(xué)分離法：氮氣流量在0.3-0.5L/min, 氧含量可以控制在幾個ppm，氣體露點根據(jù)吸附劑效能可以達(dá)到-55℃。價格為1 萬左右。

目前國內(nèi)配套氣相色譜儀的氮氣發(fā)生器主要是該類型的。電化學(xué)分離法的氮氣來自于在電解分離池, 空氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)過電解分離池后, 在電解液和貴金屬及電場作用下被分離。電解分離池內(nèi)電解液主要為KOH 或NaOH 與蒸餾水配制而成, 一些廠家為了節(jié)省制造成本，選用低價格的不銹鋼（貴金屬的含量極低）， 因而使電解分離池在強(qiáng)堿液及電場的作用下極易損壞，降低了氮氣的純度，影響到儀器的正常使用。電化學(xué)分離法制造氮氣還要求整個氣液系統(tǒng)有完善的自動控制功能，否則在突然斷電停機(jī)時，電解分離池內(nèi)沒有電場的作用，空氣不能被分離，輸出將的是大量的空氣，如果不能及時的關(guān)閉氮氣輸出，大量的空氣直接進(jìn)入色譜柱將造成色譜柱提前損壞。所以在氮氣輸出氣路中增加斷電保護(hù)切換閥是必須的。目前市場上的氮氣發(fā)生器一般都具有啟動后延時排空的功能，即氮氣發(fā)生器在剛剛開機(jī)的10 分鐘內(nèi)，由于氣體純度低及管路系統(tǒng)內(nèi)有空氣，所以需要把輸出的氣體排空到大氣。排空氣體的流量控制，大多數(shù)廠家都采用在排空閥出口加固定氣阻，這種方法在排空的過程中，可以控制輸出的氣體流量，但是排空結(jié)束，氮氣切換到色譜氣路中時，由于輸出的氮氣要很快在連接的管路內(nèi)建立壓力，所以會使氮氣發(fā)生器輸出流量很快增大，電解分離池在短時間內(nèi)來不急分離空氣，從而使大量的沒有分離過的空氣直接進(jìn)入色譜系統(tǒng)，造成色譜柱損壞或者脫氧管很快失效。一些廠家在排空口前增加針型閥來限流，這種方法會出現(xiàn)另外的問題，當(dāng)?shù)獨庀到y(tǒng)從排空切換到正常供氣狀態(tài)時，由于色譜儀的柱頭壓力逐漸上升穩(wěn)定后，針型閥的輸出流量會慢慢變小，如果要想得到正常的流量需要再次調(diào)節(jié)針型閥通徑，這樣會使穩(wěn)定的高純度氮氣系統(tǒng)再次被污染。要想的到高純度而又穩(wěn)定的氮氣除克服上述問題，還須克服電解分離池的堵塞和返液現(xiàn)象。

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