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气相色谱过程气相色谱仪结构及原理

2020-02-22

过程气相色谱是一种用于化学工业在线分离和测量混合物中不同组分的分析技术,常用于工业过程的在线监测、自动循环分析等,又被称为流程气相色谱仪或在线气相色谱仪。从气相色谱技术诞生的20世纪50年代,气相色谱系统就已从实验室进入到工厂生产过程的控制,包括对原料、中间产物及产品的组成、质量和收率进行分析,关键生产过程的监控,工业装置异常现象的监控,以及在生产过程中发现异常现象时,报警或者及时反馈调整等。目前,过程气相色谱已广泛用于石油炼制、石油化工、化肥、环保和医药等行业。

气相色谱仪

过程气相色谱仪与普通实验室气相色谱仪的主要区别在于:过程气相色谱仪可看作是在线分析仪表,可对工艺操作进行开环指导或参与系统的闭环控制。过程气相色谱仪的分析对象已知,功能专一,自动化程度高,重复性和可靠性好,从取样一直到数据处理全部自动化操作;同时其必须可靠、长期连续低成本运行,且系统维护尽可能少,无需人工干预。而实验室气相色谱仪可以分析多种样品,分析对象包括已知和未知样本,经常需要人工更换柱系统和分析条件等。此外,过程气相色谱仪需要有程序控制器控制仪器自动连续运转;同时还要有信号处理器,参与控制。

 

气相色谱仪

 

典型的过程工业色谱仪如图1所示,主要包括样品处理系统、分析系统以及网络通信系统,还需根据样品的状态与组成安装相应的取样和样品纯化装置。分析器配备高效、耐用的色谱柱及可能需要用到的柱切换部件,选用适当的检测器。近年来过程气相色谱技术向智能化、模块化、网络化、微型化等方面发展,在设备硬件技术和网络通讯技术等方面均取得了很大的进步。如西门子公司发展出的50型膜片阀,采用气压驱动,无可动部件,可以连续运行1000万次,无需维护;增加了模块化柱箱选项,将色谱元件集成在模块上,可在几分钟内实现整个更换,有效地降低用户运行成本和维护需求;开发的智能样品系统接口(SSSI),可自动收集样品系统的动态信息,并将这些信息传递到远程维护工作站,用于自动统计监测分析仪状态,从而降低维护需求,提高分析仪的在线时间:发展的8通道热导检测器(TCD),可实现并行色谱检测,缩短了分析时间且降低了色谱复杂性:色谱与以太网完全兼容,提供对所有测量结果,诊断数据和关键性能指标的访问。色谱内置数据交换机,多台色谱不需要任何外部交换机就可连接到一起组成网络,满足工业用户对安全控制的需要。

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