氫氣純化器在氣相色譜儀上的應用

一、 用途    

 

      此產品引進國外先進技術，為國內各大專院校、科研單位、石油化工（煉油）、輕工、電子、制藥、環境監測、醫療衛生等單位，化驗室、實驗室、分析室，提供粗氫精制成高純氫而研制的一種小型數控鈀擴散純化儀。且一機可配帶多臺氣相色譜和庫侖儀，在材料學方面得到廣泛的應用，如人造金剛石、鉆石的結晶、電子管制造、LED制造，超純氫氣氫氣和甲醇氣體不同比例的混合，真空條件下經過一定的溫度在硅片結晶，得到優質的人造金剛石和鉆石產品。不間斷連續工作，自動化程序控制，氫氣純度高達99.9999%。使用壽命長是目前實驗室、化驗室、分析室和制造企業最為理想的換代產品。

 

二、工作原理

 

       氫分子和氫原子是所有化學元素中最小的分子和原子，如把鈀的單晶結構考慮成為面心立方體，立方體的八個角為八個鈀原子所占有，六個面的中心部分為六個鈀原子所占有，在這個鈀原子的密集堆積中，只有在鈀管表面能發生離解的氫原子才能通過，而其它元素的原子和分子，其直徑都大于鈀原子密集堆積的間隙，故不能通過。鈀擴散法純化氫就是利用這個原理，擴散透過鈀管的氫，其純度極高。 氫氣回收裝置是利用50%以上的原料氫氣通過鈀擴散把氫氣提純到99.9999%以上，在化工（化驗室、實驗室內的氣相色譜儀配套）、電子（電子管、多晶硅、LED等）、材料學（人造金剛石、人造鉆石）上的應用。

 

三、使用方法

 

      本裝置的工藝流程如圖所示。開機時，先用原料氫置換系統，從閥3放空，待系統內的高純氮置換干凈后，根據用戶的原料氫內的含氫量和所需高純氫量，參照表一數據，來選定操作溫度、操作壓力和馳放氣量，然后再通電加熱鈀管，從閥2流出高純氫。調溫方法，可根據隨機所帶的說明書進行溫度設定。從鈀擴散制得的高純氫到實際獲得的高純氫，尚需要置換閥2前管線的一段時間，通常約需2—3小時。由于本裝置在出廠前，都要經過產品質量檢驗，因此閥1和閥3管線內，充有高純氮，閥2到管線前那段管線充有高純氮。當設備停止使用時，應先停電，待裝置冷卻后各閥門都關閉再停氣，以便在下次使用時減少置換系統的時間。下表中列出了我們對純氫儀用合成氨原料氣和電解氫做氫氣源時，測得的操作溫度、操作壓力及馳放氣量對本裝置純化氫量的一些數據用戶可根據自己的情況參考本表的數據來選擇合適的操作條件。一般認為在鈀管厚度一定的情況下，進出口壓力差越大，溫度越高，則氫的滲透量越大，但平均壓力以8—3公斤/厘米2，操作溫度為300—400℃為宜。至于馳放氣量，一般以稍大于雜質的化學計量為佳。