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氣體凈化裝置的類型

發表時間:2022-04-12 15:23

常見的氣體凈化裝置主要包括除水裝置、除烴裝置和除氧裝置,也會有除CO、CO2等物質的凈化裝置。廣義上來說,零級空氣發生器/除烴裝置也屬于氣體凈化裝置。


本文所指氣體凈化裝置則指的是:串聯于氣路中的,用于除水、除烴和除氧的氣體凈化管。

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1 脫水管


氣相色譜中常用于脫水的物質是硅膠和分子篩。通常采用室溫下用硅膠初步脫水,分子篩進一步深度脫水。分子篩和硅膠都是可以活化和再生的。


硅膠是由硅酸凝膠適當脫水而成的顆粒大小不同的多孔物質。具有開放的多孔結構,比表面(單位質量的表面積)很大,能吸附許多物質,是一種很好的干燥劑、吸附劑和催化劑載體。硅膠的吸附作用主要是物理吸附,其價格便宜,可以再生和反復使用。


氣相色譜中使用的硅膠多為變色硅膠,是以細孔硅膠為基礎原料,用氯化鈷(分子式:CoCl2 )通過一定的工藝步驟結合在硅膠內部孔隙的表面上制成。其特點是吸水后可以發生顏色變化,從藍色變為粉紅色,具有指示作用。

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分子篩是指具有均勻的微孔的一類物質,其孔徑均勻,當分子動力學直徑小于分子篩孔徑時能很容易進入晶穴內部而被吸附。分子篩的孔徑大小可以通過加工工藝的不同來控制,一般有3A、4A、5A和13X分子篩多種。下圖為不同分子篩可吸附的物質類型

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分子篩對水分子有較強吸附性,除了吸附水汽,它還可以吸附其他氣體。分子篩不能直觀的對吸水程度進行判斷——即沒有類似于變色硅膠那樣的指示能力,一般的方法是在分子篩干燥劑之后填充變色硅膠或者是特殊的吸水變色的指示樹脂。

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2   脫烴管


氣相色譜中常用于脫烴類的物質主要是活性碳或碳基質過濾介質?;钚蕴款愃朴诠枘z和分子篩,屬于屬于多孔吸附劑,其吸附性和各種炭型的孔大小分布相關。

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3 脫氧管


脫氧管中填充的物質為脫氧劑。脫氧劑的種類有很多。


一般來說,脫氧的方式包括物理脫氧和化學脫氧兩種,其中物理法包括:真空脫氧、大氣式熱力脫氧、精餾、吸附、膜分離、解吸附等?;瘜W法脫氧可分為3種:一種是催化加氫;第二種是化學吸收;第三種是無氫催化(即利用氧與活性炭反應生成CO 脫氧)。

在氣相色譜的氣路凈化過程中,使用的是化學吸收(吸附)脫氧——即利用銅、錳、鎳等金屬為活性組分與O2發生化學反應,生成氧化物從而除去氧。


具體而言,氣相色譜脫氧管中的脫氧劑一般為鎳系脫氧劑(以鎳等為活性組分,氧化鋁等為載體經共沉淀法制備而成)或者錳系脫氧劑(以錳等為活性組分,經共沉淀法制得)。

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鎳系脫氧劑的容量相對較大,錳系脫氧劑的容量相對較小。需要特殊說明的是,目前市面上使用的指示型脫氧劑均為錳系脫氧劑,其特點是吸氧后從綠色變為暗褐色,活化再生后又變為綠色。介于以上特點,市面上的多數脫氧劑要么全部使用指示型脫氧劑(下圖),要么在通用型脫氧劑之后串接指示型的脫氧劑用于示警(上圖)。

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