普通氣體發(fā)生器的介紹

下面僅就市場(chǎng)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）的結構、特點(diǎn)做簡(jiǎn)單的分析。 

一． 氣體發(fā)生器的干燥過(guò)濾裝置 

    下面談?wù)剼怏w發(fā)生器上的干燥過(guò)濾器，無(wú)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(guān)察硅膠的變色程度，采用透明的有機玻璃材料或者工程塑料成為優(yōu)選，不銹鋼管由于不能隨時(shí)觀(guān)察硅膠的顏色不太適用。

過(guò)濾管的安裝樣式

1）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過(guò)來(lái)的氣體首先從固定蓋中間內突起的進(jìn)氣口向下通過(guò)內襯芯管進(jìn)入干燥劑底部，然后經(jīng)過(guò)吸附劑的過(guò)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(guò)有效的過(guò)濾后再輸出。

2） 立裝式：凈化管的進(jìn)氣口和出氣口都在儀器底部,開(kāi)口向上。此方法有兩種:a凈化管內加襯管,吸附劑裝入襯管內,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,方法由于受結構及加工工藝的影響,襯管不易從凈化管內取出,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(guò)濾的氣體直接輸出，影響色譜的正常使用;b凈化管內加導管吸附劑裝入凈化管內,氣體先經(jīng)吸附劑吸附后再經(jīng)導管輸出,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(hù)直接觀(guān)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(lái)的氣體濕度都比較大，當氣體經(jīng)電解分離池后或多或少都會(huì )有水汽凝結成水珠、采用立裝式固定凈化管，液滴由于重力的作用，會(huì )在更換過(guò)濾器時(shí)滴入出氣口，進(jìn)入色譜儀的管道，造成管路系統的污染。吊裝式避免了以上的問(wèn)題。我單位現有的凈化管*采用吊裝方式。

有些廠(chǎng)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，由于分離器內的過(guò)濾材料多為燒結的粉末金屬材料，電解分離池輸出的未干燥氣體為堿性氣體，堿性氣體會(huì )腐蝕分離器內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(huì )由于堵塞造成壓力過(guò)高引起爆炸，希望用戶(hù)使用時(shí)一定注意。

二、 高純氫發(fā)生器

目前市場(chǎng)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(jià)格低廉、使用方便、便于維護；離子膜價(jià)格稍高、且目前國內此項技術(shù)不太成熟、同時(shí)離子膜對電解水質(zhì)要求較高，水的電導率不高時(shí)會(huì )產(chǎn)生離子膜“中毒"現象，更換離子膜的費

用也比較高。鈀金屬膜制氫價(jià)格高、以300ML/min的輸出量計算，價(jià)格大約在4萬(wàn)元左右。若使用不當、會(huì )使鈀金屬表面氧化，造成電解率下降，影響正常的使用。

三、  空氣泵

目前市場(chǎng)上為氣相色譜儀配套的空氣泵，其壓縮機主要以冰箱壓縮機為主，另外就是采用擺動(dòng)活塞式的壓縮機，擺動(dòng)活塞式壓縮機又分為進(jìn)口和國產(chǎn)。

冰箱壓縮機價(jià)格低廉、但是壓縮后的氣體含油，所以需要經(jīng)過(guò)

活性炭脫油。另外由于冰箱壓縮機一般需要閉環(huán)運行。但是在色

譜儀空氣泵上使用時(shí)，是開(kāi)環(huán)使用，這樣當空氣輸出流量很大時(shí)，潤滑油隨工作溫度的升高蒸發(fā)很快，壓縮機會(huì )由于缺少潤滑油而損壞。

擺動(dòng)活塞式壓縮機的活塞是無(wú)油潤滑，產(chǎn)氣量大，即使系統出現漏氣也不會(huì )造成壓縮機的損壞，抗誤操作的能力強。通過(guò)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式的空氣泵。

四 、氮氣發(fā)生器 

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

1）中空纖維膜分離法：氮氣純度99.999%，流量范圍為0-10升/min。

2）變壓吸附法：氮氣純度99.999%，流量范圍為0-10升/min。

3） 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(gè)ppm， 氣體露點(diǎn)根據吸附劑效能可以達到-55℃。目前國內配套氣相色譜儀的氮氣發(fā)生器主要是該類(lèi)型的。

電化學(xué)分離法的氮氣來(lái)自于在電解分離池, 空氣中的雜質(zhì)氣體經(jīng)過(guò)電解分離池后, 在電解液和貴金屬及電場(chǎng)作用下被分離。電解分離池內電解液主要為KOH或NaOH與蒸餾水配制而成, 一些廠(chǎng)家為了節省制造成本，選用低價(jià)格的不銹鋼（貴金屬的含量極低）， 因而使電解分離池在強堿液及電場(chǎng)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(gè)氣液系統有完善的自動(dòng)控制功能，否則在突然斷電停機時(shí)，電解分離池內沒(méi)有電場(chǎng)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(shí)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切換閥是必須的。

    目前市場(chǎng)上的氮氣發(fā)生器一般都具有啟動(dòng)后延時(shí)排空的功能，即氮氣發(fā)生器在剛剛開(kāi)機的10分鐘內，由于氣體純度低及管路系統內有空氣，所以需要把輸出的氣體排空到大氣。排空氣體的流量控制，大多數廠(chǎng)家都采用在排空閥出口加固定氣阻，這種方法在排空的過(guò)程中，可以控制輸出的氣體流量，但是排空結束，氮氣切換到色譜氣路中時(shí)，由于輸出的氮氣要很快在連接的管路內建立壓力，所以會(huì )使氮氣發(fā)生器輸出流量很快增大，電解分離池在短時(shí)間內來(lái)不急分離空氣，從而使大量的沒(méi)有分離過(guò)的空氣直接進(jìn)入色譜系統，造成色譜柱損壞或者脫氧管很快失效。一些廠(chǎng)家在排空口前增加針型閥來(lái)限流，這種方法hui出現另外的問(wèn)題，當氮氣系統從排空切換到正常供氣狀態(tài)時(shí)，由于色譜儀的柱頭壓力逐漸上升穩定后，針型閥的輸出流量會(huì )慢慢變小，如果要想得到正常的流量需要再次調節針型閥通徑，這樣會(huì )使穩定的高純度氮氣系統再次被污染。要想的到高純度而又穩定的氮氣除克服上述問(wèn)題，還須克服電解分離池的堵塞和返液現象。