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        氣相色譜儀日常使用及故障分析與處理

        2018-04-02 07:26:46初曉彤
        低溫與特氣 2018年1期
        關(guān)鍵詞:氣相色譜儀載氣減壓閥

        初曉彤,?!×?/p>

        (中昊光明化工研究設(shè)計(jì)院有限公司,遼寧 大連 116031)

        1 氣相色譜儀工作原理

        氣相色譜儀工作時,氣體分析樣品可以采用閥進(jìn)樣或針進(jìn)樣,根據(jù)樣品性質(zhì)不同由載氣帶入相應(yīng)的色譜柱,使混合氣體樣品中各組分分離,各個組分依次導(dǎo)入檢測器,以得到各組分的檢測信號。按照氣體組分的保留時間,可以得出混合氣體的組分,根據(jù)峰高度或峰面積可以計(jì)算出各組分含量。

        2 氣相色譜儀操作規(guī)程

        2.1 開機(jī)前準(zhǔn)備

        根據(jù)混合氣組分不同,選擇合適的色譜柱;檢查氣路連接正確無誤,然后打開載氣檢漏;信號線連接對應(yīng)的信號輸入端口。

        2.2 開機(jī)

        打開所需載氣氣源開關(guān),通氣約10min;通氣過程中注意觀察壓力表示數(shù)是否在正常范圍內(nèi);打開空氣和氫氣氣源開關(guān),觀察壓力表示數(shù)是否在正常范圍內(nèi);打開儀器開關(guān),設(shè)定儀器工作溫度,儀器開始升溫;打開工作站,當(dāng)檢測器溫度穩(wěn)定后,開始點(diǎn)火;基線上升并以一定斜率向零點(diǎn)漂移,說明點(diǎn)火成功;點(diǎn)火成功后,待基線走穩(wěn),即可進(jìn)樣。

        2.3 關(guān)機(jī)

        首先關(guān)閉工作站,再關(guān)閉儀器電源,在設(shè)備儀器中通載氣大約30min,待儀器冷卻后,關(guān)閉載氣。

        3 氣相色譜儀的故障分析

        3.1 基線波動和漂移

        基線波動和漂移都會造成分析結(jié)果誤差很大,無法給出準(zhǔn)確數(shù)據(jù),有時甚至導(dǎo)致儀器無法正常工作。

        1.基線波動和漂移有可能是因?yàn)楦鼡Q操作條件所造成的,例如更換載氣和設(shè)備配件。如果載氣純度不夠會導(dǎo)致基線上升,并可能伴有強(qiáng)烈抖動,導(dǎo)致樣品峰埋沒在噪音中,無法分析數(shù)據(jù)。這種情況更換符合純度要求的載氣即可恢復(fù)正常。

        2.基線波動和漂移可能是因?yàn)檫M(jìn)樣墊長期使用沒有定期更換所造成的,所以應(yīng)定期檢查進(jìn)樣墊是否老化,并進(jìn)行更換。

        3.2 進(jìn)樣不出峰

        進(jìn)樣不出峰是指樣品通入氣相色譜儀之后,基線無變化,儀器不出峰。出現(xiàn)這種故障時,應(yīng)該對樣品和進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)行檢查,分析出現(xiàn)故障的原因。

        1.檢查進(jìn)樣系統(tǒng)是否堵塞,如果堵塞,樣品無法隨載氣順利進(jìn)入檢測系統(tǒng),從而導(dǎo)致基線無變化,儀器不出峰。這種情況應(yīng)清洗或更換注射器。

        2.檢查色譜柱和汽化室。對色譜柱各連接處進(jìn)行試漏,檢查嚴(yán)密性,觀察是否有漏氣現(xiàn)象。如有漏氣,會導(dǎo)致樣品進(jìn)入檢測器的含量下降,導(dǎo)致檢測器無法準(zhǔn)確測出樣品含量,從而導(dǎo)致基線無變化,樣品不出峰。這種情況應(yīng)將漏氣的地方進(jìn)行處理,或更換連接處的氣冒,或進(jìn)行其他處理。

        3.對檢測系統(tǒng)進(jìn)行排查,觀察氫氣火焰燃燒狀態(tài)是否正常,檢查是否點(diǎn)燃及點(diǎn)燃后火焰燃燒的顏色和火焰的峰度。可以進(jìn)行重新點(diǎn)火對火焰進(jìn)行觀察。如果沒有成功點(diǎn)火,常見原因是離子頭堵塞,導(dǎo)致氫氣無法通過,無法點(diǎn)燃。這種情況下需要疏通離子頭,即可進(jìn)行點(diǎn)火。還可能是因?yàn)榭諝馀c氫氣的流速配比出現(xiàn)問題,這種情況需重新測量和調(diào)整空氣與氫氣的氣體流速。

        3.3 分離不完全

        基線變化出峰,但樣品分離不完全,峰疊加在一起(見圖1)。這種情況應(yīng)降低載氣流速,減少進(jìn)樣量,降低柱溫,重新進(jìn)樣,觀察出峰變化(見圖2)。如果分離時間過長,使出峰形狀扁平,則可通過提高柱溫,增加進(jìn)樣量來解決。

        圖1 樣品峰分離不完全Fig.1 Sample peak separation incomplete

        圖2 降低載氣流速之后樣品峰分離完全Fig.2 Sample peak separation after reducing gas flow velocity

        3.4 檢測器的影響

        以TCD為例,TCD工作原理是利用不同氣體具有不同的熱導(dǎo)率,通入不同組分的氣體使熱絲電阻值之間產(chǎn)生了差異,電橋失去平衡,檢測器有電壓信號輸出,基線變化形成不同的樣品峰。

        1.TCD檢測器受到污染,會導(dǎo)致基線漂移或出現(xiàn)高噪音。

        2.熱阻絲被燒斷或氧化,基線降為零。

        3.5 載氣的影響

        待分析的氣體樣品隨載氣進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測,載氣的流速、壓力及性質(zhì)都會對檢測結(jié)果造成影響。

        1.載氣流速過低會使氣體組分的保留時間增長,樣品峰會出現(xiàn)圓峰或拖尾峰,靈敏度降低。

        2.載氣流速過高會造成樣品峰分離不完全。

        3.載氣流速不穩(wěn)定會導(dǎo)致基線噪聲大,長期漂移。

        以上問題要檢查減壓閥是否在壓力控制范圍內(nèi),調(diào)節(jié)減壓閥,如減壓閥失效,應(yīng)及時更換減壓閥,調(diào)節(jié)載氣壓力。再檢查載氣流速是否為規(guī)定值,或是否存在載氣漏氣等情況。

        4 總結(jié)

        大部分氣化不分解的氣體都可以用氣相色譜儀分析檢測。因此氣相色譜儀在很多領(lǐng)域,如化工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。氣相色譜儀氣路復(fù)雜,儀器結(jié)構(gòu)精密,如出現(xiàn)問題,可能導(dǎo)致問題的原因種類繁多,所以要求分析技術(shù)人員對儀器的各個方面都充分了解。了解常見的故障和處理方式對分析技術(shù)人員的日常工作順利進(jìn)行尤為重要。

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