過程氣相色譜儀的基礎(chǔ)小知識(shí)

閱讀：3846發(fā)布時(shí)間：2021-1-27

　　過程氣相色譜儀，又稱工業(yè)氣相色譜儀，是目前應(yīng)用比較廣泛的在線分析儀器之一,。它將工藝樣品取出進(jìn)行分離和測(cè)量,，常用于工業(yè)流程的在線監(jiān)測(cè)，自動(dòng)循環(huán)分析不但可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,，還可以同時(shí)測(cè)量多種成分,，廣泛應(yīng)用于石油化工、煉油,、化肥,、天然氣、冶金等領(lǐng)域中,。

　　工作原理

　　色譜分析法是物理分析方法,，它包括兩個(gè)核心技術(shù)。*是分離技術(shù),，根據(jù)不同物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相所構(gòu)成的體系,，即色譜柱中具有不同的分配系數(shù)而進(jìn)行分離。被分析的試樣由載氣帶人色譜柱,，載氣在固定相上的吸附或溶解能力要比樣品組分弱得多,，由于樣品中各組分在固定相上吸附或溶解能力的不同，被載氣帶出的先后次序也就不同,，從而實(shí)現(xiàn)了各組分的分離,。各個(gè)組分按分離先后順序從色譜柱末端流出，進(jìn)入檢測(cè)器,。

　　第二個(gè)核心技術(shù)是檢測(cè)技術(shù),，檢測(cè)器是氣相色譜儀的關(guān)鍵部件，是一種測(cè)量,、指示載氣中各分離組分及濃度變化的裝置,。該裝置通過不同的測(cè)量方式將各組分的濃度變化轉(zhuǎn)變成易于測(cè)量的電信號(hào)，如電壓,、電流等信號(hào),，然后送到顯示記錄儀表中。檢測(cè)器能否準(zhǔn)確,、及時(shí)檢出信號(hào),，直接影響分析的定性、定量結(jié)果,。目前常用的檢測(cè)器有三種，即熱導(dǎo)式檢測(cè)器(TCD),、火焰離子檢測(cè)器(FID),、火焰光度檢測(cè)器(FPD)、TCD的測(cè)量原理是基于氣體混合物的導(dǎo)熱性不同。任何導(dǎo)熱系數(shù)不同于純載氣的成分都可以被TCD檢測(cè)出來,。TCD主要由測(cè)量池和參比池組成,，由熱敏電阻構(gòu)成惠斯通電橋。當(dāng)只有載氣通過時(shí),，電橋是平衡的,，當(dāng)被測(cè)樣品經(jīng)過測(cè)量池，氣體混合物的導(dǎo)熱系數(shù)的改變就引起了溫度的改變,，這就引起了電阻的改變,，橋電路的偏離和樣品的濃度是成比例的。這種測(cè)量范圍較廣,，幾乎可以測(cè)量所有非腐蝕性成分,，從無機(jī)物到碳?xì)浠衔铮涞蜋z測(cè)限一般為0.01%

　　FID在使用時(shí)需要?dú)錃夂涂諝庥糜谌紵?，如果氣體混合物中包含著可燃的有機(jī)化合物,，則在燃燒的過程中一個(gè)電極會(huì)捕捉到離子，然后就會(huì)在火焰的噴嘴和位于噴嘴之上的離子收集器之間形成一個(gè)電勢(shì),，電流經(jīng)過放大即產(chǎn)生測(cè)量信號(hào),。和基于濃度信號(hào)的TCD相比，F(xiàn)ID的信號(hào)是和組分的質(zhì)量流量成比例的,。這種測(cè)量適用于對(duì)碳?xì)浠衔镞M(jìn)行高靈敏度微量分析,，其低檢測(cè)限為0.001%。,。FPD主要用來測(cè)量含有硫和磷的微量化合物,。被測(cè)物質(zhì)在氫的火焰中燃燒時(shí)所發(fā)射的特定波長(zhǎng)的光會(huì)被FPD測(cè)得。這種測(cè)量廣泛應(yīng)用于含磷和硫化物的分析,，其測(cè)量范圍一般在0.001%-0.01%之間,。

　　結(jié)構(gòu)組成

　　過程氣相色譜儀包括采樣及預(yù)處理系統(tǒng)、分析檢測(cè)單元,、控制顯示單元三部分,。主機(jī)通常安裝在取樣點(diǎn)附近，工藝樣品通過工藝管道上的取樣點(diǎn)連續(xù)地進(jìn)入取樣裝置,，通過預(yù)處理系統(tǒng)去除雜質(zhì),，在載氣的攜帶下通過取樣及柱切系統(tǒng)進(jìn)入色譜柱，在色譜柱中進(jìn)行分離,，然后依次進(jìn)入檢測(cè)器,。檢測(cè)器通過放大電路將組分的濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)在本機(jī)顯示或以模擬、數(shù)字量輸出,。程序控制器用預(yù)先確定的循環(huán)指令對(duì)分析儀進(jìn)行自動(dòng)操作,，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)樣閥,、柱切換、分析流路切換,、基線校正,、分析循環(huán)開始與停止、自動(dòng)衰減及存儲(chǔ)信號(hào)等功能,。

　　注意事項(xiàng)

　　1)過程氣相色譜儀的測(cè)量對(duì)象是氣體和可汽化的液體,，如樣品是液體時(shí)，氣相色譜儀應(yīng)該有蒸汽和汽化器,，保證色譜儀分析的是氣樣,。2)分析流路數(shù)是指色譜儀具備分析多少個(gè)采樣點(diǎn)樣品的能力。目前,，色譜儀分析流路至多為31個(gè),，實(shí)際使用一般為1～3個(gè)。分析某*路的間隔時(shí)間是對(duì)所有流路分析一遍所經(jīng)歷的時(shí)間,，所以多流路分析是以加長(zhǎng)分析周期時(shí)間為代價(jià)的,。一般推薦一臺(tái)色譜儀分析一個(gè)流路。3)分析組分?jǐn)?shù)是指單一采樣點(diǎn)中至多可分析的組分?jǐn)?shù),，通常的分析不會(huì)需要太多的組分,，而只對(duì)工藝生產(chǎn)有指導(dǎo)意義的組分進(jìn)行分析，分析組分太多會(huì)使柱系統(tǒng)復(fù)雜化,，分析周期加長(zhǎng),，目前實(shí)際使用一般不超過6個(gè)組分。4)對(duì)于以氫氣為載氣或被測(cè)組分中含有可燃成分時(shí),，應(yīng)采用防爆型過程氣相色譜儀,，如果有分析器小屋，應(yīng)在屋內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警器,。

　　AGC公司專為過程分析市場(chǎng)設(shè)計(jì)的在線型NovaPRO系列過程氣相色譜儀,，該系列色譜儀搭載當(dāng)今PGC市場(chǎng)上高效人機(jī)智能交互平臺(tái)。NovaPRO系列工業(yè)過程防爆氣相色譜使用的檢測(cè)技術(shù)和分析系統(tǒng),，可以為石油,、石化、天然氣等對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求苛刻的行業(yè)定制功能強(qiáng)大,、安全耐用的解決方案,，并為客戶提供24小時(shí)可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)報(bào)告。

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