新型標準氣體配氣裝置研制

新型標準氣體配氣裝置研制

  介紹了一種先進、實用的標準混合氣配制裝置，并對該裝置的特點進行了詳細的描述。此外還對配氣裝置所必須配套的技術軟件，以及培訓的必要性進行了簡要的說明。           

文章編號：1007-7804(2007)04-0000-04 

Develop New Type Calibrating Gas Preparation Equipment 

SUN Fu-nan , WU Jiang-hong , FENG Qing-xiang ( Guangming Research & Design Institute of Chemical Industry, Dalian 116031,China ) 

Abstract: Introduced a advanced,practical calibrating gas mixture preparation equipment, and given a minute description of its characteristic. In addition to explain the technical supporting software and the necessity oftraining.

 Key Words: gas preparation equipment; gas; gas purification; calibrating gas; valve 

    隨著我國經濟及科學技術的快速發展，大型石化、治金、電子、環保等對各種高純氣、標準氣、混合氣等特種氣體的需求數量及種類大大增加，質量要求也日益提高。與此同時由于工業氣體效益下滑，各地氣體公司也雨后春筍般轉向特種氣體行業，這樣市場競爭也越發激烈，殘酷的現實迫使我們，要在本行業立足，擁有較先進的標準氣配制裝置無疑是十分重要的。

    市場所需要的標準混合氣，大部分為瓶裝高壓標準氣，此類標準氣，一般的配制方法是稱量法（依據ISO6142—85，新的修改標準正在報批之中）。迄今為止稱量法在標準氣的配制中無疑是Z準確的。遺憾的是國內一般的氣體配制廠家往往只強調稱量，即天平的作用，而忽視其它環節(關于此方面問題的介紹參見已發表過的相關文章)，在配氣裝置的設置上只設置很少幾塊簡單的標準壓力表，而且對壓力表的精度也不夠重視，有的甚至根本不設置標準表。

    對于過分重視稱量而嚴重忽視分壓法的后果是：很難配制總壓低、濃度低的標準氣，例如丙烷或丙烯中ppm（10-6）級CO、CO2類的標準氣體、ppm級常溫下為液體組分濃度等類標氣，否則稀釋次數太多，很不方便，且配制時間長；而次數太多，準確度也會下降（參看ISO6142不確定度的公式，我們采用微分對公式進行再推導，按我國的習慣得出的不確定度公式，就非常直觀的看出這一點）。分壓法是配氣設計計算的基礎，也是本標準氣體配氣裝置設計的重要依據。合理設計標準氣配制裝置，使之方便，快速準確地配制出合格的標氣，是目前配氣裝置重要的改進方向之一，市場對標準氣體的需要已發生很大的變化，傳統的裝置已不能滿足復雜氣體標準物質的制備，國外先進的氣體公司對其標準氣配制裝置，多采取保密的，所以盡快開發符合我國國情的標準氣配制裝置意義重大。

    已往的配氣裝置中有的還設有各種已知容積的容量管（或罐），可以用容量法配制標氣，但是這種裝置，要求閥門是多通或多流道的，且密封性有嚴格要求，閥門稍有泄漏，本方法就配不準，因為閥門是多流道的，耐磨性差，使用一段時間以后閥門就泄漏了，而且這種閥門國內很少生產，國外進口的此類閥門價格既貴，且非常嬌氣，很難適應國內情況。而且不適用于某些易腐蝕性氣體的配制，現在多數裝置已放棄不用。

    根據市場的急需，光明化工研究設計院超純氨專題組，根據20多年的配氣經驗，結合目前國外Z新的科技成就，設計了一種較實用、先進的標準混合氣配氣裝置，通過對裝置不斷的改進和完善，采納國內多家客戶的反饋意見，成功研制出新型的配氣裝置，市場反映良好，同時開發計算機配氣程序，通過計算機配氣程序計算可在幾分鐘內可以提供配氣所需要的各種參數如分壓、充裝量、Z大配制壓力等。

下面簡要地敘述該裝置的有關特點。

配氣裝置介紹

    本配氣裝置的配置設計是適宜于分壓法—稱量法配制標準氣體。它可以用分壓法配制標準氣，然后用比較法定標；也可用分壓法—稱量法，一邊充入一邊稱量，這種做法Z便于配制易液化組分的標氣；在裝置流程中還可以看到，本裝置中專門設置了一個取樣口，以便用注射法配制標氣時作為氣體采樣之用。

    基本流程是：原料氣瓶出來的原料氣，經原料控制總閥，然后經管線一一充入產品氣瓶，充入量的大小由各種標準壓力表計量控制。一一充入至事先計算的確定壓力后，充入或配制作業就完成了。如果用稱量法，那末每次充入一種氣體前后都要稱量一次，以確定每次的充入質量，當Z后一個組分充入以后，即可按公式直接計算出配入組分的濃度，而如果用分壓法，則配制完后，采用滾動或其它措施，使之均勻，再用比較法定標，以確定它的濃度。

   裝置在配制前先要將管線抽空，配制完后還需將管線中的壓力放掉，流程中專門設置了抽空管線和放空管線及相應的控制閥?？紤]到有的用戶測量真空度的需要，配氣裝置上設置了一塊專門的特制電阻真空計。