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(shù)軟件，以及培訓(xùn)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(jīng)濟及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大型石化、治金、電子、環(huán)保等對各種高純氣、標準氣、混合氣等特種氣體的需求數(shù)量及種類大大增加，質(zhì)量要求也日益提高。與此同時由于工業(yè)氣體效益下滑，各地氣體公司也雨后春筍般轉(zhuǎn)向特種氣體行業(yè)，這樣市場競爭也越發(fā)激烈，殘酷的現(xiàn)實迫使我們，要在本行業(yè)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(jù)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最準確的。遺憾的是國內(nèi)一般的氣體配制廠家往往只強調(diào)稱量，即天平的作用，而忽視其它環(huán)節(jié)(關(guān)于此方面問題的介紹參見已發(fā)表過的相關(guān)文章)，在配氣裝置的設(shè)置上只設(shè)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(shè)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(shù)太多，很不方便，且配制時間長；而次數(shù)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(dǎo)，按我國的習(xí)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(shè)計計算的基礎(chǔ)，也是本標準氣體配氣裝置設(shè)計的重要依據(jù)。合理設(shè)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(fā)生很大的變化，傳統(tǒng)的裝置已不能滿足復(fù)雜氣體標準物質(zhì)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(fā)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(shè)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(nèi)很少生產(chǎn)，國外進口的此類閥門價格既貴，且非常嬌氣，很難適應(yīng)國內(nèi)情況。而且不適用于某些易腐蝕性氣體的配制，現(xiàn)在多數(shù)裝置已放棄不用。

    根據(jù)市場的急需，光明化工研究設(shè)計院超純氨專題組，根據(jù)20多年的配氣經(jīng)驗，結(jié)合目前國外最新的科技成就，設(shè)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(nèi)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(fā)計算機配氣程序，通過計算機配氣程序計算可在幾分鐘內(nèi)可以提供配氣所需要的各種參數(shù)如分壓、充裝量、最大配制壓力等。

下面簡要地敘述該裝置的有關(guān)特點。

配氣裝置介紹

    本配氣裝置的配置設(shè)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，這種做法最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(shè)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(jīng)原料控制總閥，然后經(jīng)管線一一充入產(chǎn)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(yè)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(zhì)量，當最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(shè)置了抽空管線和放空管線及相應(yīng)的控制閥。考慮到有的用戶測量真空度的需要，配氣裝置上設(shè)置了一塊專門的特制電阻真空計。