全自动空气发生器

在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]的使用过程中，空气的用途有多种：一方面，FID、FPD和NPD都需要使用空气作为助燃气；另外，当[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]安装有自动六通阀等装置时候，可以使用空气作为驱动切换装置进行切换的驱动气；此外，当使用FID等检测器进行检测时，一些研究人员使用空气作为尾吹气，具有一些出人意外的结果。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/cc/ce/ccccece4a3420e5f40d825c6cc0d50ea.png[/img]因为[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]使用的空气流量较大，单台FID使用的空气流量可以达到300mL/min左右，因此并不能通过使用大气中的空气来满足仪器的需求。常用的空气供给方式包括使用钢瓶空气和使用空气压缩机/空气发生器来提供。钢瓶空气需要向气体供应商购买，空气发生器/压缩机的种类、原理和结构多种多样，难以一一说明，本文主要谈及可置于实验室内的小型[color=#ff2941]无油[/color]空气发生器。（请注意是使用无油空气发生器）从名称上而言，无论称之为空气发生器、空气源、空压机或者空气压缩机，其本质类似，都是通过气体压缩机来提供达到一定压力的气体。介于实验室[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]使用空气的要求，空气发生器会在压缩机后安装储气罐、净化装置等，从而使提供的空气达到使用的要求。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/68/12/c6812ab1abcd53c1a5e747622654aec0.jpeg[/img]一般而言，空气发生的工作流程为环境空气经压缩机压缩进入储气罐，再由储气罐经过净化器之后，通过稳压阀输入到[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]中。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/cd/a2/0cda25845e3a9d1cf6dc338426871cb9.png[/img]其中，储气罐用于储存气体，并保持一定的压力；同时储气罐可以防止因为放水口定时排出水而引起的空气输出波动；储气罐上的压力传感器可以监控储气罐压力，起到开启和关闭压缩机、排气等作用；净化器一般使用硅胶初步除水，分子筛深度除水，活性炭除去烃类。稳压阀可以调节空气压缩机的输出压力。下图为SPB-3型全自动空气发生器的示意图[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/44/e8/e44e8e75830afe747730c0564c5f9472.png[/img]对于空气发生器而言，压缩机是其中的关键部件，其用以提供压缩了的空气。实验室内的小型空气发生器使用的压缩机类型、原理和空调使用的类似，现介绍两种：[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/08/7a/d087aec1019ece8864dc15b4aefe10e6.png[/img]1 转子式压缩机滚动转子式压缩机是一种容积型回转式压缩机，其原理是偏心轴带动滚动转子在泵体中旋转，从而压缩空气。如下图，刮片与滚动转子将汽缸内腔自然分成吸入室和压缩室两部分。滚动转子在偏心轴的带动下沿汽缸内壁转动，在滚动转子转动的同时，汽缸内腔吸入室和压缩室的容积在不断变化。当吸入室容积逐渐增大时，空气便从吸气口进入吸入室。随着滚动转子的转动，吸入室的容积不断增大，同时压缩室的容积相应地不断减小，从而对压缩室内的气体进行压缩。压缩室内的压力逐渐升高，当压缩室内的压力大于排气压力时，排气阀在压力差的作用下被打开，压缩后的空气便从汽缸中不断排出。滚动转子沿汽缸内壁转动一周，便完成了一个吸气、压缩、排气循环。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/38/97/43897c081c4e46ee06a04a910dcf1c4f.png[/img]2 涡旋式压缩机涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机，压缩部件由旋转涡旋盘和固定涡旋盘组成。偏心轴带动旋转涡旋盘，使旋转盘在固定盘中转动，从而压缩空气。工作的具体过程如下：[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/7b/f3/17bf35788f2bed04865122be03740b4f.png[/img]压缩机开启后，经过以下过程进行空气压缩：（1）压缩机经过固定漩涡盘外侧的吸入口吸入空气；（2）被封闭在压缩空间的空气，由旋转涡旋盘旋转运动引起压缩空间的缩小，面向中心压缩；（3）压缩空间在中心部形成为最小，被最高限度压缩的空气经过中心的排气口挤压向外部。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/33/f3/833f3e1d4b02565b70504bcff1fbedcc.png[/img]旋转涡旋盘转动一周，便完成了一个吸气、压缩、排气循环，该过程会重复进行。以上是空气发生器和核心部件压缩机的具体内容。[hr/]在实际使用空气发生器的过程中，对于常量的物质分析，常规的无油空气发生器可以满足要求，但是，介于以下原因，在分析微量成分等时并不能满足需求：（1）空气发生器的最初的气体来源是实验室或者是实验室周边，这部分空气来源可能含有较多的有机化合物，因此产生的压缩空气品质上并不能满足实验室的需求；（2）空气压缩机标称无油，但是实际上使用常规的压缩机，压缩机后部的净化装置并不能完全除去其中的油雾；为了解决以上问题，常用的解决方法是在空气压缩机的进口处安装油雾过滤器用以除去压缩机的空气来源中的油雾类物质；同时在空气压缩机的出口处安装除烃装置&零级空气发生器；或者选购纯无油空气源。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/04/d9/d04d99392794f30ab0ca13db33a24288.png[/img]零级空气发生器/除烃装置是一种净化空气源的装置，在含有铂钯载体的加热催化器中对压缩空气中的碳氢化合物进行催化裂解，将碳氢化合物转化为二氧化碳和水蒸气，从而产生低于0.1ppm碳氢化合物的零级空气。零级空气发生器可以单独选购，只需要将其与空气发生器连用即可；有一些供应商也会提供一体式（不需要和另外的空气发生器连用）的零级空气发生器。在实际的使用中，如何选用空气发生器，一方面要根据空气发生器使用的场所（助燃气或者驱动气）来决定，另外要根据仪器的空气使用量来选择空气发生器的规格；同时，根据仪器开展的项目（微量组分或非甲烷总烃中的氧峰测定等）决定是否需要加装一台零级空气发生器

高纯氮气发生器简介　　高纯氮气发生器以物理吸附法和电化学分离法相结合的原理直接从空气中分离高纯氮气。 高纯氮气发生器工作原理　　高纯氮气发生器根据电催化法进行空气分离的原理制成，其中电解池是利用燃料电池的逆过程设计而成。作为压力稳定且纯净的原料空气进入到电解池中，空气中的氧在阴极被吸附而获得电子，与水作用生成氢氧根离子，并迁移到阳极，最后在阳极处失去电子析出氧气，因此空气中的氧不断被分离。只留下氮气随气路输出。加入电解质的作用就是提高水的导电率，使电化学反应能顺利进行高纯氮气发生器6大特点　　1.程序控制。仪器的控制系统采用专用芯片。是全部工作过程均有程序控制完成。自动恒压，恒流，氮气流量可根据用量实现0-300ml/min全自动调节。 　　2.工艺先进：电解池采用立式单液面双阴极。最新膜分离技术，催化层使用PCAN载体及贵金属催化物，使电解池催化效率高，产气量大，氮气纯度高，电解池出厂前经过100小时以上高压，大电流老化试验，使电解池性能和工作状态极为稳定。 　　3.三级催化，除电解池中两级催化外另有第三极催化，催化剂选用新型贵金属，使输出的氮气含氧量小于3ppm 　　4.产氮湿度低。采用了超高分子量渗透麽分离技术及有效的除湿装置，因而降低了原始湿度，并能在停机后自动排出水分。采用了金属聚合物除湿及两级吸附，是氮气纯度大大提高。 　　5.操作方便，免运输钢瓶之劳，省搬运钢瓶之苦，使用是只需打开电源开关即可产氮，可连续使用，也可间断使用，产氮量稳定不衰减。　　6.安全可靠，配有安装装置，灵敏可靠。高纯氮气发生器的缺点： 发生器对色谱的影响有一点常常被忽略，就是发生器内的开关电源工作事会对电网电压造成一定的干扰(压缩机的启动和停止也会)，所以色谱仪必须经过稳压电源供电，当然不用稳压电源的用户极少，但还是有，我遇见过。对色谱来说，氮气发生器产生了氮气后，还需要脱水、脱氧(加脱水脱氧管)，否则会损害ECD检测器。对质谱来说，国内的氮气发生器都无法达到很高的流量。氮气发生器只能在实验室内或实验室外很近的位置采集空气作为气源，而实验室内空气经常是受到污染的，其中的有机溶剂含量因为实验前处理过程等原因（此外GC的洗针溶剂挥发，液相的流动相挥发）不可避免的超标。我见到的国外的氮气发生器的标称纯度也不过98%，和钢瓶氮气的纯度没法比。