【第五届原创】掀起你的盖头来之氢空一体机
氢气和空气是FID点火所需要的两种气体,一般实验室都采用高压钢瓶气体,由管线通到FID上,但是氢气与空气的钢瓶不能混放,即使混放也要有一定的安全距离,钢瓶太重了,尤其是对女生而言。我的实验室采用的是氢空一体机制备高纯氢气及空气,代替高压钢瓶,无搬运之劳,且安全方便,一样可以满足日常工作的需要。
用了很久的氢气发生器,一直不是很明白这台机器是如何工作的,虽然原理简单,氢气来源于电解水,空气来源于空气压缩机。一次大维修之后,让我揭开了它的神秘面纱,透过美丽的外表,看到她纯洁的内心,使我彻底的懂了她。
一、美丽的外表——仪器的四个面
二、纯洁的内心——内部构造及具体工作过程
此仪器配有进口无油空气压缩机,工作原理简单,电解水产生氢气,空气压缩机产生空气。其实仪器内部,氢气和空气各有各自的产生部件及管路,一体机实际上是将他们组合在了一起,形成一个大家庭。
1、空气的产生过程
外界空气,经过仪器后面的一个像小帽子一样的空气过滤器(如上图4),由塑料软管进入空气压缩机,从压缩机出来,经过螺旋的铜管,进入储备空气的气罐,再由不锈钢管进入3通压力阀(1通不用堵死),此阀压力为0.45MPa,从压力阀流出,经由不锈钢管进入变色/分子筛管,出来后经过短的不锈钢管进入活性炭管,由活性炭管出来后进入精密气体稳压阀,至此空气净化全部完成。精密气体稳压阀为3通阀,1通为空气入口,1通为空气出口,1通连接仪器面板上的空气输出压力表,且精密气体稳压阀控制压力在0.4MPa。
另外,气罐下方连接2个阀,控制气罐压力为0.6MPa,且保证仪器运行时,气罐始终向空气中排出一定量的空气,平衡气罐压力,由一个软管排出。
有雨的夜
第1楼2012/08/07
2、氢气的产生过程
(1)首先配制电解液,用500mL蒸馏水溶解150g氢氧化钾,待溶液冷却后注入电解池的储液桶,并补充蒸馏水至液位刻度。液位刻度有3条线,L线为最低液面,H线为最高液面,中间一条线为中间值。一般补水至中间偏上即可。因为氢氧化钾是电解质,起到导电作用,仪器使用时电解不消耗,只需要补充适量消耗的蒸馏水即可。
(2)开机后,通电,电解池电解水产生氢气,氢气经由管路进入负极桶,由负极桶出来后进入变色硅胶/分子筛净化管,完成除水等净化,由净化管流出后,进入5通阀,其中1通为氢气入口,1通为氢气出口,1通为仪器面板上的氢气输出压力表,剩下的2通为2个压力控制阀,并且这2个压力通过电线连接到开关电源控制板上,黑色小帽子装的阀压力控制在0.3~0.5MPa,而像压力表模样的阀压力控制在0.3MPa。
有雨的夜
第2楼2012/08/07
3、氢气发生器的开关电源控制板
氢气发生器的大脑是它的开关电源面板,拆掉电解池后,能够清晰的看到与开关电源连接的各个部件。
下面,从仪器上拆下开关电源面板,看一下它的具体结构。
开关电源上有3个蓝色长方形的小块,它们都是可变电阻,其中1个是调节实际流量的可变电阻,1个是调节开关电源输出电压的可变电阻,1个是调节仪器面板上显示器信号的可变电阻。2根细黄线与5通阀上的0.3~0.5MPa压力控制阀相连,三芯线与5通阀上0.3MPa压力控制阀相连,四芯线与仪器面板上的信号显示器相连,信号显示器用来显示氢气的输出流量,它本身也有一个可变电阻。最右侧2根非常粗的线连接电解池的正负极,其中长的线连接正极,短的线连接负极。
正常仪器出厂时,开关电源的输入电压为220V,输出电压为2.96V,一般不需要调节开关电源输出电压的可变电阻。如果不确定这个电阻是否正常,可以用万能表测电解池上正负极的电压差,若为2.96V,则表示正常,无需调节该可变电阻。
新的开关电源安装后,首先要调节调节实际流量的可变电阻,一般认为11.66s流出100mL,可用皂沫流量计测定。本实验用的手动测定,用秒表计时,将肥皂水倒入底部的乳胶滴头中,用细橡胶管连接氢气输出管口和皂沫流量计底部进气口,挤压乳胶滴头,使产生一个皂膜,同时测量皂膜流经100mL体积所须时间,体积除以时间即可。
然后调节调节仪器面板上显示器信号的可变电阻,使得1min流量在510mL~520mL之间。数码显示器上也有可变电阻,若调节开关电源上的可变电阻后,数码显示器上的显示流量仍不正常,可调节数码显示器上的可变电阻,使信号正常。