看懂原理——三大氣體發生器門清

氣體發生器可以制備色譜、質譜分析檢測時的燃料，是實驗室常用設備之一，主要有空氣發生器、氫氣發生器和氮氣發生器三種。三種氣體發生器的產氣原理和注意事項又分別是什么呢?

空氣發生器

原理

空氣發生器是利用壓縮機對氣體進行壓縮，貯藏在貯氣罐內，方便日后使用。空氣壓縮器主要由壓縮機、儲氣罐、過濾器、干燥器等組成。主要是把空氣中的水分、油漬等雜質過濾出去，經過穩壓裝置，輸出穩定、干凈的空氣。空氣發生器用于國內外各種型號氣相色譜儀、火焰光度計，它取代鋼瓶使您的工作更加方便。

使用注意事項：

1、為了確保氣體純度，空氣發生器每工作1000小時，需要更換活性炭一次(活性碳為20-40目，鉛筆芯式);

2、空氣發生器工作過程中壓縮機不啟動，熱保護繼電器啟動，說明壓縮機溫度過高，待冷卻后即可自動恢復正常;

3、進氣口過濾器需定期清洗(周期視室內粉塵情況而定，可用超聲波清洗)以保持進氣通暢,否則易引起壓縮機工作負載增大并發熱,溫度過高時會發生過熱保護而導致停機;

4、從觀察窗觀看變色硅膠的情況，用戶可根據需要更換新的硅膠，或進行干燥處理;

5、因空氣發生器壓縮機是感性負載，通斷電時的瞬時電流比正常工作時高數倍，較易熔斷保險，應選用8A保險管;

6、由于空氣發生器壓縮機為開路工作方式，故潤滑油會隨水排出機外，造成消耗，所以在使用一年后適當給壓縮機加潤滑油，加油口在壓縮機出氣口旁邊(或從進氣口亦可)，建議加18號冷凍機油200克;

7、為避免機內存水過多，影響空氣純度，所以，每次關機前需按下排水開關數秒鐘即可。(可將排水口接入塑料瓶中避免水外濺)，每日排水不得少于一次。

氮氣產生器

原理

壓縮空氣經壓縮后進入冷干機降溫脫水，在經過過濾器除油、除塵，然后進入裝有碳分子篩的吸附塔，選擇性地吸附掉氧氣、二氧化碳等雜質氣體組分，產生高純度氮氣。

氮氣發生器的工作原理大致分為三種：以電化學分離法和物理吸附法相結合的方式;采用中空纖維膜分離和采用氣相色譜技術用新型合成分子篩分離。

各種工作原理的注意事項

電化學分離法和物理吸附法：

采用這種原理產生的氮氣存在的問題很多。主要的問題有：

1.加KOH水溶液的氮氣發生器所產生的氮氣中含水量高且帶有一定腐蝕性。

2.存在返液現象。

3.氮氣純度偏低，對色譜儀的熱導檢測器的熱敏元件會造成氧化，時間一久熱導檢測器的靈敏度降低。

鑒于存在以上三點的問題，很多色譜儀廠家、儀器經銷商及維修人員均不建議使用該種原理產生氮氣的發生器來做氣相色譜儀載氣。

采用中空纖維膜法：

氮膜系統可將廉價的空氣中氮從78%提高到95%以上，最高可得到99.9%的純氮。該氮氣發生器可以用于氣相色譜儀做載氣，僅適用于分析組分成分要求不高的行業。

采用氣相色譜技術用新型合成分子篩分離：

這是一種新型的空氣分離方法，它以壓縮空氣為原料，合成分子篩為吸附劑，氣相色譜分離吸附流程,在常溫低壓下,利用空氣中的氧和氮在分子篩中的擴散速度不同,把氧和氮加以分離,氮氣的純度和產氣量可按客戶需要調節。

所產生氣體流速穩定，氮氣純化徹底，產出的氮氣純度高，最高可得到99.9995%的純氮，適用于各種氣相色譜檢測器。該發生器可以生產出高質量和高純度的氮氣，運行穩定可靠，不需要任何化學消耗品。操作方便，可24小時無人值守。且它可以在不需任何監管和最低保養的情況下無故障地運行。

綜上所述，采用氣相色譜分離技術用合成分子篩分離法的氮氣發生器優于采用電化學分離法和物理吸附法以及中空纖維膜法的氮氣發生器。它可以應用于國內外各種不同類型的氣相色譜儀用作載氣，是性能優良維護方便的新一代氮氣發生器。

氫氣發生器

原理

純水水解，無腐蝕，純度高(另一種方法是堿液電解，電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉，腐蝕性高，國產設備常用)。

超純氫氣鈀膜純化原理

電解采用目前膜分離技術，由紅外光電反饋裝置與開關電源組成的壓力控制系統，使氫氣的發生量根據輸出的需要自動調整，維持輸出流量和壓力的穩定。

這種原理主要的問題有：

1.加KOH水溶液的氫發生器所產生的氫氣中含水量高且帶有一定腐蝕性，容易造成色譜儀調試不穩定，一旦長時間使用該氫氣做載氣必然造成色譜柱柱效降低。

2.利用該原理產生的氫氣如果長時間使用，會造成嚴重的返液現象。為了防止返液，廠家設計了各種裝置來嘗試解決這個問題，但是均不能解決根本性的問題。畢竟它還是要加液的，一旦防返液的裝置出現故障就會造成氣路及色譜柱報廢，嚴重的甚至可能導致氣相色譜儀全部報廢。

3.氣體的純度大多沒有經過檢測，雖然可以通過基線和柱子使用壽命判斷其純度，結果卻是給色譜柱造成不必要的損失。所以，氫氣作為輔助氣還行，做載氣純度不夠。在選擇氫發生器時優先考慮質量有保證的廠家，也可以加裝在線純度檢測裝置保證氣體純度。

氣體發生器與鋼瓶、液氮罐的比較