赛默飞气相色谱仪氮气和氦气的作用

一直以来氦气一直被用作气相色谱仪的尾吹气，但全球氦气短缺导致成本飙升和可用性下降。氦气是由钍和铀的放射性衰变产生的惰性气体。在大气中发现了痕量含量，在天然气田中含量更高。国际上拥有战略储备，以提供可靠的氦气供应。由于需求增加，氦气的价格在过去几年中稳步上涨。BLM 在 2014 年初将氦气的价格定为 95 美元/1Mcf，高于秋季的 84 美元，涨幅为 13%。同期，氦气瓶的实验室用户经历了短缺，气体定量，价格上涨高达20%至25%。氦气的成本和供应导致色谱工作者使用氮气生成作为一种具有成本效益的替代方法。

由于与氦气相关的成本和供应问题，许多色谱分析人员转而使用氮气作为尾吹气。氮气易于获得、价格低廉，并且可以改善火焰离子化检测器 (FID) 中的火焰形状，从而提高灵敏度。氮气可以购买或在内部生成。购买高纯度氮气时，它可以通过空气分馏产生，通常在高压罐中供应。内部产生的氮气将连续不断地从压缩空气中产生，并且成本要低得多。在内部生成氮气还消除了对外部供应商的依赖，以及储存和处理高压钢瓶的不便和安全隐患。


内部制氮的工作原理
典型的内部氮气发生器的设计包括七个阶段：
预过滤。甲高效聚结过滤器中除去水，油，和从压缩实验室空气颗粒物。
吸附挥发性有机化合物。活性炭放置在催化剂的上游，以去除痕量的卤代烃和其他可能使催化剂中毒的挥发性有机化合物。
颗粒过滤。BQ 级过滤器放置在活性炭过滤器之后，以确保去除流中的活性炭颗粒。
去除碳氢化合物。装有专有催化剂混合物的不锈钢容器中的筒式加热器氮膜图 - Parker Hannifin将空气中的碳氢化合物氧化成 CO 2和 H 2 O。
冷却。铜线圈允许尾吹气在通过加热的催化剂模块后冷却。
过滤。冷却后的气体通过超高效膜以去除来自 催化剂模块的气体中的颗粒污染物。
通过半透膜净化氮气。中空纤维膜分离氮气 来自压缩空气中的其他气体。


氮气纯度
从内部发生器获得的氮气的纯度为 99.9999+% 的碳氢化合物（以甲烷测量）和 99+% 的氧气。除了氮气，内部发生器可以提供零空气，其中包含 <0.05 ppm 的碳氢化合物（以甲烷测量），并可用于色谱系统的其他组件。纯化的氮气尾吹气直接连接到检测器，以 24/7 全天候提供气体，无需用户干预。如果空气供应下降、观察到过多的空气流量或催化剂加热器的温度不正确，发电机会发出警告。


内部氮气生成的其他优势包括：
安全。气体发生器通过硬管道直接连接到气相色谱仪，并以满足检测器需要的流量和压力输送氮气；不需要高压罐。环境效益。内部发电机使用最少的能源，有利于环境。此外，氦气是不可再生的自然资源。使用替代气体将有助于保护它。无污染风险。内部发电机消除了引入异物的可能性（安装新水箱时的风险）。成本。内部发电机可以以比罐气低得多的成本提供尾吹气。购买和安装内部制氮机的投资回收期约为一年。

运行平稳
氦气的有限可用性和增加的成本促使许多使用 FID 检测器的色谱分析人员改用氮气作为尾吹气。与罐中可用的高纯度氮气相比，在实验室中直接产生的氮气具有许多重要优势。内部发电机可提高生产率，并且消除了处理交货的麻烦以及与处理气罐相关的安全风险。


因此，内部氮气生成是一种以显着降低成本提高分析操作质量的高效且具有成本效益的方式。它还可以让您更好地控制运营效率，更快获得结果——这是客户欣赏的附加价值，让您在市场上更具竞争力。