氣相色譜儀中氣源是必不可少,氣體就是氣相色譜的血液。我們在使用氣相色譜儀中,氮?dú)、氫氣、空氣是最常見的,特殊檢測器以及不同分析目的也會(huì)用到其他氣體,如氦氣,氬氣等。每一種氣源對于儀器的穩(wěn)定以及檢測靈敏度都有深刻的影響,大多數(shù)用戶報(bào)修基線不好,究其主要原因,是氣源出問題所致。
下面分別就每種氣體的使用、管理、注意事項(xiàng)予以說明。
一、氮?dú)?/div>
(責(zé)任編輯:金利儀器lyh)
氮?dú)馐鞘褂米疃嗟妮d氣,可用于FID、FTD、FPD、TCD、ECD檢測器。目前主要有鋼瓶氮?dú)夂偷獨(dú)獍l(fā)生器兩種,推薦使用鋼瓶氮?dú),使用鋼瓶氮(dú)鈺r(shí)要注意以下幾個(gè)方面:
1.安全
注意鋼瓶的穩(wěn)定放置,防止鋼瓶摔倒引起的次生事故,推薦使用氣瓶柜。
注意鋼瓶的穩(wěn)定放置,防止鋼瓶摔倒引起的次生事故,推薦使用氣瓶柜。
2.鋼瓶
不能有明顯變形,氮?dú)怃撈客庥^涂裝是黑色,氣體種類的字體為黃色(氮?dú)釴2)。氣體標(biāo)簽要清晰,標(biāo)簽上需要有以下幾個(gè)方面的信息:氣體種類,氣體危害標(biāo)識,生產(chǎn)廠家,氣體純度等。
3. 減壓閥
市場上減壓閥的廠家很多,提醒大家選用時(shí)注意。
不宜選用減壓閥內(nèi)彈簧太硬的產(chǎn)品,彈簧過硬的表現(xiàn)是:當(dāng)調(diào)整分壓手柄時(shí),手柄旋轉(zhuǎn)角度不大,但是分壓壓力會(huì)大幅度提升,這樣就是減壓閥彈簧過硬的表現(xiàn)。這樣的減壓閥當(dāng)出現(xiàn)環(huán)境震動(dòng),溫度波動(dòng)等易產(chǎn)生更嚴(yán)重分壓波動(dòng)(通過觀察氣相色譜儀的初始壓力可見),造成基線波動(dòng),嚴(yán)重時(shí)甚至進(jìn)樣口壓力波動(dòng)明顯,系統(tǒng)不能就緒。
安裝上減壓閥后要進(jìn)行保壓試驗(yàn),不能有泄漏,載氣路的泄漏會(huì)使氣相色譜儀的基線漂移。
4. 氮?dú)饧兌龋▍⒁奊B/T8980-1996)
高靈敏度分析的氣相色譜儀要求使用標(biāo)識99.999%的高純氮?dú),即使連接了標(biāo)識為99.999%的高純氮,也推薦連接島津的SUPER CLEAN載氣過濾器(脫氧,脫水,脫烴)這個(gè)過濾器上有指示標(biāo)識,可以使我們一目了然地觀察到載氣過濾器是否失效,也可以通過載氣過濾器的失效間隔長短,判斷載氣的質(zhì)量好壞。
尤其是ECD檢測器,使用低于推薦純度的氮?dú),?huì)對ECD檢測器造成不可逆的傷害。對于ECD檢測器即使使用99.999%的高純氮?dú)猓脖仨氁友b分子篩過濾器和氧阱,因?yàn)檠鯕馐菑?qiáng)電負(fù)性物質(zhì),當(dāng)其進(jìn)入我們的分析系統(tǒng)時(shí),會(huì)造成ECD基線的本底增高、噪音增大;高溫時(shí)氧含量過高,造成ECD檢測器的損害和色譜柱的劣化。
因此,我們在初次使用或者更換有ECD檢測器的氣相色譜儀時(shí),連接新氮鋼瓶后,最好先要進(jìn)行管線的吹掃,把管線的殘余空氣吹掃干凈后再連接載氣過濾器和氧井,以延長其壽命,然后再連接氣相色譜儀,初次啟動(dòng)氣相色譜儀,也要先在柱溫箱低溫狀態(tài)下通載氣和尾吹氣幾分鐘,然后再開始升溫。
對于其他檢測器的氣相色譜儀,新鋼瓶連接時(shí),也推薦使用上述連接過程,并使用應(yīng)的載氣過濾元件?梢愿玫乇Wo(hù)色譜柱,并減少系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間。
5. 氮?dú)獍l(fā)生器
不推薦使用,主要原因是目前價(jià)格較低廉的氮?dú)獍l(fā)生器有的雖然標(biāo)注為高純氮?dú)獍l(fā)生器,但是其產(chǎn)生的氮?dú)饧兌炔灰卓刂疲荒苓_(dá)到色譜要求。
其工作原理是通過氫氣發(fā)生器產(chǎn)生氫氣,反應(yīng)掉壓縮空氣(這個(gè)壓縮空氣的過程我們在空氣章節(jié)中講)中的氧氣,余下的以氮?dú)鉃橹鞯臍怏w,再經(jīng)過除水除烴等過濾元件,然后就將出口的氣體稱之為高純氮。但是,這個(gè)純度是沒有檢測過的,很難達(dá)到氣相色譜儀99.999%的使用要求。
二、氫氣
氫氣對于FID(氫火焰離子檢測器),F(xiàn)PD(火焰光度檢測器)的用途是燃燒氣,對于FTD(堿金屬熱離子檢測器)的用途是反應(yīng)氣,對于TCD(熱導(dǎo)檢測器)的用途是載氣。來源同樣有兩個(gè),鋼瓶氫氣和氫氣發(fā)生器,同樣,在使用中推薦使用鋼瓶氫氣,高靈敏度分析同樣需要高純氫氣,含量99.999%(參見GB/T3436.2-2011)。
使用中應(yīng)注意事項(xiàng)
1、安全
使用氫氣鋼瓶尤其要注意安全,出問題是可能引發(fā)重大災(zāi)難事故的。安全穩(wěn)定的放置,推薦使用防爆氣瓶柜。在連接氫氣減壓閥及氫氣管路后,一定要進(jìn)行保壓試驗(yàn)檢漏,不能帶有漏氣點(diǎn)投入工作。
2、鋼瓶
注意鋼瓶外觀:不能有明顯變形。
氫氣鋼瓶的涂裝為綠色,氣體種類的字體為紅色(氫氣),連接氫氣鋼瓶的減壓閥和管路,一定要通過保壓試驗(yàn)來檢查管路是否有泄漏。在連接氫氣鋼瓶的氫氣管路上也推薦使用島津的SUPER CLEAN過濾器,脫水,脫烴,如果氫氣質(zhì)量很好,那么這個(gè)過濾器基本上沒有消耗,萬一氫氣質(zhì)量不好,也可以及時(shí)通過過濾器上的指示發(fā)現(xiàn),同時(shí)可以穩(wěn)定上述檢測器的基線,提高靈敏度。
3、氫氣發(fā)生器
目前國內(nèi)的氫氣發(fā)生器有兩類,一類是加堿液作為電解質(zhì)的,一類是不加堿液的用特殊電解池的,加堿液的價(jià)格低,不加堿液的貴一些。加堿液的氫氣發(fā)生器最大的缺點(diǎn)是,一旦發(fā)生故障,有可能會(huì)發(fā)生堿液沖入氫氣管路,如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),則可能堿液會(huì)抵達(dá)氫氣氣量控制元件APC,甚至達(dá)到檢測器,造成APC和檢測器污染甚至損壞,那就得不償失了。因此,使用加堿液的氫氣發(fā)生器,就要經(jīng)常關(guān)注氫氣管路的過濾器的指示點(diǎn),包括氫氣發(fā)生器內(nèi)脫水變色硅膠的顏色,一旦變色及時(shí)檢查更換,如果氫氣發(fā)生器故障及時(shí)停機(jī)維修,不要損壞APC和檢測器。同時(shí),也要時(shí)常關(guān)注氫氣發(fā)生器的液面位置,液面低了及時(shí)補(bǔ)充純水。
我們推薦使用不加堿液的氫氣發(fā)生器,因?yàn)檫@種氫氣發(fā)生器即使故障,其電解液沖入管路、APC及檢測器的是純水,易于維修。
三、空氣
空氣對于FID(氫火焰離子檢測器),F(xiàn)PD(火焰光度檢測器)的用途是 助燃?xì),對于FTD(堿金屬熱離子檢測器)的用途是反應(yīng)氣,據(jù)經(jīng)驗(yàn),在報(bào)修上述檢測器的基線噪音及波動(dòng)的故障中,70%是由于空氣源未處理好造成,因此,在日常工作中,維護(hù)好空氣源至關(guān)重要。
1. 來源
同樣空氣來源也十分為鋼瓶氣和空壓機(jī)(也有名為全自動(dòng)空氣源)。
2. 鋼瓶空氣
鋼瓶空氣實(shí)際上也分為兩類,一種是壓縮空氣,一種是配比空氣。
壓縮空氣就是我們把大氣進(jìn)行壓縮灌裝至鋼瓶,這種空氣,在氧氮比例上沒有問題,需要注意的是灌裝環(huán)境。事例:某公司采購的是一家鋼鐵企業(yè)出品的壓縮空氣,而該鋼鐵企業(yè)相對大氣污染比較嚴(yán)重,廠區(qū)二氧化硫氣味比較重,而其出產(chǎn)的壓縮空氣直接灌裝并未經(jīng)過分子篩過濾等前處理。造成該用戶FID的基線波動(dòng)嚴(yán)重,F(xiàn)PD噪音強(qiáng)烈。后來,該公司更換了空氣源就都正常了。
配比空氣也有的地方稱之為高純空氣,正常該氣體是由高純氮?dú)?9%和高純氧氣21%配比而成,如果這個(gè)配比正常,這是非常好的空氣源(無油無水雜質(zhì)少)。
但是這個(gè)要注意的是這個(gè)氧氮比例是否準(zhǔn)確,配比的氧氣比例高或者低,都會(huì)影響我們FID和FPD的靈敏度,嚴(yán)重時(shí)FPD可能不出峰(實(shí)際上影響了FPD的氫空比),而FTD甚至可能會(huì)造成堿源損壞。更有甚者,有用戶把高純氧當(dāng)做空氣源,那么結(jié)果是在氫氧焰的強(qiáng)烈燒灼高溫下,F(xiàn)ID噴嘴融化。
3、空壓機(jī)
空壓機(jī)分為大型空壓機(jī)和實(shí)驗(yàn)室用小型空壓機(jī)。
大型空壓機(jī)一般是企業(yè)動(dòng)力車間配屬全廠的風(fēng)源,這個(gè)一般空壓機(jī)出來會(huì)有氣源處理裝置,分水濾氣器等,出來的空氣壓力穩(wěn)定、雜質(zhì)也少是比較理想的空氣源。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部用空壓機(jī)用起來要格外注意,目前市場上都稱作無油空壓機(jī),但是實(shí)際上空壓機(jī)有兩種結(jié)構(gòu)。一種是真正無油的空氣壓縮機(jī),其壓縮柱塞是自潤滑材料,不需要油液來潤滑運(yùn)行。這樣的壓縮機(jī),只要在空氣出口加裝分水濾氣器,和一定的脫水濾材(變色硅膠)就可以了。在使用時(shí)注意觀察,定期更換濾水材料,用起來還是比較正常的。
還有一種空壓機(jī),雖然名義上寫著無油靜音空壓機(jī),但是其所用的壓縮機(jī)實(shí)際上就是常見的冰箱空調(diào)壓縮機(jī),這種壓縮機(jī)的柱塞電機(jī)等機(jī)械元件,是浸入在抗凍潤滑油里的。這樣其在運(yùn)行時(shí),難免有油霧產(chǎn)生。影響壓縮空氣的質(zhì)量。所以該機(jī)就在空氣出口加裝了變色硅膠,活性炭,分子篩等三個(gè)比較大的過濾器對壓縮空氣進(jìn)行凈化。
但是,凈化裝置終究有飽和的時(shí)候,而且即使不飽和,用一段時(shí)間后,其吸附能力也會(huì)逐漸下降,空氣純度也就隨著下降。而我們用空氣的檢測器,也就產(chǎn)生各種基線問題。
比較常見的是:在壓縮機(jī)不啟動(dòng)的時(shí)候儲(chǔ)氣罐逐漸放氣,儲(chǔ)氣罐壓力慢慢下降,基線會(huì)隨之小斜率地上升(下降),當(dāng)放氣到壓縮機(jī)的啟動(dòng)壓力時(shí),壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行向儲(chǔ)氣罐內(nèi)充氣,壓力快速上升,基線則有比較大的斜率快速下降(上升),如此反復(fù),基線隨壓縮機(jī)的啟動(dòng)規(guī)律性波動(dòng)。那么,想去除此故障,就只能徹底清潔此壓縮機(jī)系統(tǒng)(包括儲(chǔ)氣罐)。
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