新型標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣裝置研制

新型標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣裝置研制

  介紹了一種先進(jìn)、實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)混合氣配制裝置，并對(duì)該裝置的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。此外還對(duì)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(jìn)行了簡(jiǎn)要的說明。           

文章編號(hào)：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(guó)經(jīng)濟(jì)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(duì)各種高純氣、標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈，殘酷的現(xiàn)實(shí)迫使我們，要在本行業(yè)立足，擁有較先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)氣配制裝置無疑是十分重要的。

    市場(chǎng)所需要的標(biāo)準(zhǔn)混合氣，大部分為瓶裝高壓標(biāo)準(zhǔn)氣，此類標(biāo)準(zhǔn)氣，一般的配制方法是稱量法（依據(jù)ISO6142—85，新的修改標(biāo)準(zhǔn)正在報(bào)批之中）。迄今為止稱量法在標(biāo)準(zhǔn)氣的配制中無疑是最準(zhǔn)確的。遺憾的是國(guó)內(nèi)一般的氣體配制廠家往往只強(qiáng)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(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)壓力表，而且對(duì)壓力表的精度也不夠重視，有的甚至根本不設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)表。

    對(duì)于過分重視稱量而嚴(yán)重忽視分壓法的后果是：很難配制總壓低、濃度低的標(biāo)準(zhǔn)氣，例如丙烷或丙烯中ppm（10-6）級(jí)CO、CO2類的標(biāo)準(zhǔn)氣體、ppm級(jí)常溫下為液體組分濃度等類標(biāo)氣，否則稀釋次數(shù)太多，很不方便，且配制時(shí)間長(zhǎng)；而次數(shù)太多，準(zhǔn)確度也會(huì)下降（參看ISO6142不確定度的公式，我們采用微分對(duì)公式進(jìn)行再推導(dǎo)，按我國(guó)的習(xí)慣得出的不確定度公式，就非常直觀的看出這一點(diǎn)）。分壓法是配氣設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)，也是本標(biāo)準(zhǔn)氣體配氣裝置設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。合理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)氣配制裝置，使之方便，快速準(zhǔn)確地配制出合格的標(biāo)氣，是目前配氣裝置重要的改進(jìn)方向之一，市場(chǎng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備，國(guó)外先進(jìn)的氣體公司對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)氣配制裝置，多采取保密的，所以盡快開發(fā)符合我國(guó)國(guó)情的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(yán)格要求，閥門稍有泄漏，本方法就配不準(zhǔn)，因?yàn)殚y門是多流道的，耐磨性差，使用一段時(shí)間以后閥門就泄漏了，而且這種閥門國(guó)內(nèi)很少生產(chǎn)，國(guó)外進(jìn)口的此類閥門價(jià)格既貴，且非常嬌氣，很難適應(yīng)國(guó)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(chǎng)的急需，光明化工研究設(shè)計(jì)院超純氨專題組，根據(jù)20多年的配氣經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合目前國(guó)外最新的科技成就，設(shè)計(jì)了一種較實(shí)用、先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)混合氣配氣裝置，通過對(duì)裝置不斷的改進(jìn)和完善，采納國(guó)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(chǎng)反映良好，同時(shí)開發(fā)計(jì)算機(jī)配氣程序，通過計(jì)算機(jī)配氣程序計(jì)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(jiǎn)要地?cái)⑹鲈撗b置的有關(guān)特點(diǎn)。

配氣裝置介紹

    本配氣裝置的配置設(shè)計(jì)是適宜于分壓法—稱量法配制標(biāo)準(zhǔn)氣體。它可以用分壓法配制標(biāo)準(zhǔn)氣，然后用比較法定標(biāo)；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(biāo)氣；在裝置流程中還可以看到，本裝置中專門設(shè)置了一個(gè)取樣口，以便用注射法配制標(biāo)氣時(shí)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(biāo)準(zhǔn)壓力表計(jì)量控制。一一充入至事先計(jì)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(dāng)最后一個(gè)組分充入以后，即可按公式直接計(jì)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(dòng)或其它措施，使之均勻，再用比較法定標(biāo)，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(cè)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(jì)。