SU1160297A1 - Gas chromatograph - Google Patents

Gas chromatograph Download PDF

Info

Publication number
SU1160297A1
SU1160297A1 SU843704864A SU3704864A SU1160297A1 SU 1160297 A1 SU1160297 A1 SU 1160297A1 SU 843704864 A SU843704864 A SU 843704864A SU 3704864 A SU3704864 A SU 3704864A SU 1160297 A1 SU1160297 A1 SU 1160297A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gas
sample
chromatograph
bypass line
detector
Prior art date
Application number
SU843704864A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Sergej K Dityatev
Dmitrij N Gurin
Vladislav L Lunkov
Yurij P Rybalchenko
Original Assignee
Sergej K Dityatev
Dmitrij N Gurin
Vladislav L Lunkov
Yurij P Rybalchenko
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sergej K Dityatev, Dmitrij N Gurin, Vladislav L Lunkov, Yurij P Rybalchenko filed Critical Sergej K Dityatev
Priority to SU843704864A priority Critical patent/SU1160297A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1160297A1 publication Critical patent/SU1160297A1/en

Links

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Изобретение относится к газовым хроматографам, предназначенным преимущественно для анализа примесей легких газов в различных газовых смесях. 5The invention relates to gas chromatographs, designed primarily for the analysis of impurities of light gases in various gas mixtures. five

Легкими газами в хроматографии называют водород, кислород, азот, элементы нулевой группы периодической таблицы и другие газы, характеризуемые, как правило, малыми вре- 10 менами удерживания в хроматографической колонке. Поскольку в качестве детектора при анализе примесей легких газов обычно используют детектор теплопроводности (катарометр)15 проточного типа, он в большей степени чувствителен к флуктуациям параметров (расход, давление) газовых потоков.Light gases in chromatography refer to hydrogen, oxygen, nitrogen, elements of the zero group of the periodic table, and other gases, characterized, as a rule, by short retention times in the chromatographic column. Since a heat conduction detector (catarometer) 15 of a flow type is usually used as a detector in the analysis of light gas impurities, it is more sensitive to fluctuations of parameters (flow rate, pressure) of gas flows.

ι Известен газовый хроматограф, со- 20 держащий последовательно соединенные регулятор давления газа-носителя, управляемые клапан, дозатор проб, первую и вторую хроматографические колонки и детектор. К линии между пер- & вой и второй хроматографическими колонками подключена дополнительная линия газа-носителя с регулятором давления и управляемым клапаном. Хроматограф содержит также сбросные линии с управляемыми клапанами и пневматическими дросселями, подключённые к дозатору проб и к выходу первой хроматографической колонки [Ύ3·ι A gas chromatograph is known, which contains a series-connected gas pressure regulator, a controlled valve, a sample dispenser, the first and second chromatographic columns, and a detector. An additional carrier gas line with a pressure regulator and a controllable valve is connected to the line between the first and second chromatographic columns. The chromatograph also contains waste lines with controlled valves and pneumatic chokes, connected to the sample dispenser and to the output of the first chromatographic column [Ύ3 ·

Недостатком этого хроматографа 35 является его сложность, вызванная большим количеством запорных й регулирующих элементов в схеме.Кроме того, недостатком хроматографа является также и то, что в нем не устраняются 40 колебания давления расхода газа-носителя при дозировании пробы. В зависимости от способа ввода пробы характер возмущений, вносимых дозатором в поток газа-носителя, может быть различ·4^ ным. Если пробу вводят в поток с помощью шприц-дозатора, то при этом создают избыточное по отношению к потоку давление. Если же дозирование осуществляют с помощью крана, имеюще-5® го пробоотборную петлю, то характер толчка давления зависит от того, под каким давлением по отношению к потоку газа-носителя находится проба в петлеВ том и другом случае возмущения, 55 вносимые операцией дозирования в газовый поток, проявляются в выходном сигнале детектора в момент появления полезного сигнала и накладываются на него, внося значительную погрешность в результаты анализа·. При анализе примесей легких газов с. концентрацией в смеси порядка десятых и сотых долей процента хроматографический пик может быть полностью перекрыт пиком сигнала возмущения, что приводит к недостоверным результатам или исключает возможность анализа таких смесей без обогащения пробы.The disadvantage of this chromatograph 35 is its complexity, caused by the large number of locking regulatory elements in the circuit. In addition, the lack of a chromatograph is also the fact that it does not eliminate 40 fluctuations of the carrier gas flow pressure during sample dosing. Depending on the way the sample is introduced, the nature of the disturbances introduced by the dispenser into the carrier gas stream may be different · 4 ^. If the sample is injected into the flow with a syringe dispenser, it creates an excess pressure with respect to the flow. If the dosing is carried out using a crane with a 5 ° sampling loop, the nature of the pressure push depends on the pressure under which the sample in the loop is in the loop in relation to the flow of carrier gas, 55 introduced by the dosing operation into the gas flow, manifested in the output signal of the detector at the time of the appearance of the useful signal and superimposed on it, introducing a significant error in the analysis results ·. In the analysis of impurities of light gases with. the concentration in the mixture of the order of tenths and hundredths of a percent of the chromatographic peak can be completely covered by the peak of the disturbance signal, which leads to unreliable results or eliminates the possibility of analyzing such mixtures without enriching the sample.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является газовый хроматограф, содержащий последовательно соединенные регулятор расхода газа-носителя, дозатор проб в виде переключающего крана .с пробоот-. борной петлей, колонку, детектор и байпасную газовую линию с дросселем, подсоединенную к выходу регулятора расхода и входу колонки [2],The closest in technical essence to the invention is a gas chromatograph containing a carrier gas flow regulator connected in series, a sample dispenser in the form of a switching valve. With a sampling gauge. boron loop, column, detector and bypass gas line with a throttle connected to the output of the flow regulator and the input of the column [2],

В известном хроматографе решена задача программирования скорости газового потока в хроматографической колонке при сохранении постоянной скорости газа-носителя, протекающего через детектор. Однако он имеет ряд недостатков, одним из которых является большая погрешность анализа, обусловленная различной степенью разбавления пробы газом-носителем, посту'пающим на вход детектора по байпасной линии и ι смешивающимся с газовым потоком,' Причем в хроматографе не учитывается тот факт, что сопротивление хроматографической колонки, особенно насадочного типа, меняется со временем, что приводит к неконтролируемому перераспределению газовых потоков в колонке и байпасной линии й, как следствие, к дополнительной погрешности анализа. Независимо от способа ввода пробы (тип дозатора проб не указан) в известном хроматографе не решена также задача устранения колебаний давления газового потока, поступающего в детектор, вызываемых как работой регуляторов, установленных на входе колонки и байпаса, так и при вводе анализируемой пробы дозатором. Регулятор давления, установленный на выходе хроматографической колонки также является дополнительным источником погрешности, так как имеет застойные зоны, где может теряться часть-анализируемой прббьг. В совокупности указанные ' недостатки схемы известного хроматографа приводят к погрешности ана3In the well-known chromatograph solved the problem of programming the gas flow rate in the chromatographic column while maintaining a constant velocity of the carrier gas flowing through the detector. However, it has a number of drawbacks, one of which is the large error in the analysis due to the varying degree of dilution of the sample with the carrier gas coming to the detector input via a bypass line and ι mixing with the gas flow, “And the chromatograph does not take into account the fact that the chromatographic column, especially packed type, changes with time, which leads to uncontrolled redistribution of gas flows in the column and the bypass line, as a result, to an additional error of analysis. Regardless of the way the sample is introduced (the sample dispenser type is not specified), the well-known chromatograph also does not solve the problem of eliminating pressure fluctuations in the gas flow entering the detector, caused both by the operation of the regulators installed at the inlet of the column and bypass, and when the dispenser is injected. The pressure regulator installed at the outlet of the chromatographic column is also an additional source of error, since it has stagnant zones where part of the analyzed pbbg can be lost. Taken together, these 'drawbacks of the scheme of a known chromatograph lead to an ana3 error

лиза легких газов в пределах 1ΟΣΟ отнЛ .при их концентрации в смесях порядка единиц процентов или делают невозможным анализ смесей с концентрацией легких газов 10~1 10-2 обД.Lysis of light gases within 1ΟΣΟ rel. at their concentration in mixtures of the order of a few percent or makes it impossible to analyze mixtures with a concentration of light gases of 10 ~ 1 10-2 OBD.

Цель изобретения - повышение точности анализа легких газов путем устранения толчков давления при дозировании проб и уменьшения степени разбавления пробы газом-носителем.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the analysis of light gases by eliminating pressure shocks when dosing samples and reducing the degree of dilution of the sample with a carrier gas.

Поставленная цель достигается тем, что в газовом хроматографе, содержащем последовательно соединенные регулятор расхода газа-носите-15 ля, дозатор проб в виде переключающего крана с пробоотборной петлей, хроматографическую колонку, детектор и байпасную газовую линию с дросселем, подсоединенную к выходу ре- зд гулятора расхода и входу колонки, на входе в дозатор проб после места подсоединения байпасной линии установлен управляемый запорный ,клапан и введена дополнительная байпасная 25 линия с дросселем, подсоединенная одним концом к выходу регулятора расхода, а другим концом через переключающий кран - к входу хроматографической колонки, к которому подсоединен другой конец основной байпасной линии»This goal is achieved by the fact that in a gas chromatograph containing serially connected a 15 gas flow controller, a sample dispenser in the form of a switching valve with a sampling loop, a chromatographic column, a detector and a bypass gas line with a throttle connected to the output of the control panel flow rate and the input of the column, at the entrance to the sample dispenser after the point of connection of the bypass line, a controlled shut-off valve is installed, an additional bypass line 25 with throttle is connected, connected at one end to the output from the flow controller, and the other end through the switching valve - to the inlet of the chromatographic column that is connected to the other end of the main bypass line "

Сопротивление дросселя дополнительной байпасной линии может бытьThe choke resistance of the additional bypass line may be

равно сопротивлению пробоотборнойequal to sampling resistance

.'<·. 35. '<·. 35

петли.loops.

На фиг. 1—3 показан зариант схемы с дозатором проб в виде так называемого крана-дозатора, в которомFIG. 1-3 shows the design of the scheme with a sample dispenser in the form of a so-called tap dispenser, in which

.пробоотборная петля в процессе за* — 40Sampling loop in process for * - 40

полнения анализируемым веществом полностью изолируется от потока газа-носителя; на фиг.4 - вариант схемы "бескранового" ввода пробы в хроматографическую колонку, позволяющий вывести переключающий кран дозатора 45 проб за пределы термостата; на фиг.5 вариант схемы хроматографа, в котором ввод пробы может быть осуществлен с помощью шприца.the filling of the analyte is completely isolated from the carrier gas stream; figure 4 is a variant of the scheme "beskranovogo" input samples in the chromatographic column, allowing you to display the switching valve dispenser 45 samples outside the thermostat; FIG. 5 is a variant of a chromatographic scheme in which a sample can be introduced with a syringe.

’ 50' 50

Предлагаемый газовый хроматограф (фиг.1) содержит последовательно соединенные регулятор 1 расхода газа-носителя, состоящий, например, из регулятора 2 давления и дросселя 3, 55The proposed gas chromatograph (figure 1) contains a series-connected regulator 1 of the flow rate of the carrier gas, consisting, for example, of the regulator 2 pressure and throttle 3, 55

дозатора 4 проб в виде переключающе- ‘ го крана 5 с пробоотборной петлей 6, хроматографическую колонку 7 и детек1160297 *Dispenser 4 samples in the form of a switching valve 5 with a sampling loop 6, chromatographic column 7 and detectors 1160297 *

тор 8. К выходу регулятора расхода 1 подсоединена байпасная линия 9 с дросселем 10,выход которого подсоединен к входу хроматографической колон5 ки 7. На линии газа-носителя перед входом в дозатор 4 проб установлен запорный клапан 11, а к выходу регулятора 1 расхода подсоединена дополнительная байпасная линия 12 с 10 дросселем 13.torus 8. A bypass line 9 is connected to the output of the flow regulator 1 with a throttle 10, the output of which is connected to the input of the chromatographic column 7. A shutoff valve 11 is installed on the carrier gas line before entering the 4 sample dispenser, and an additional bypass line 12 with 10 choke 13.

В другом варианте (фиг.4) хроматограф содержит регулятор 14 давления анализируемого газа и дроссель 15, установленный на выходе дозатора проб.In another embodiment (FIG. 4), the chromatograph contains a regulator 14 of the pressure of the gas to be analyzed and a choke 15 installed at the outlet of the sample dispenser.

По третьему варианту (фиг.5) хроматограф содержит устройство 16 для ввода иглы шприца в пробоотборную петлю. ►According to the third variant (FIG. 5), the chromatograph contains a device 16 for inserting a needle of a syringe into a sampling loop. ►

Предлагаемый газовый хроматограф работает следующим образом.The proposed gas chromatograph works as follows.

В первом цикле (фиг.1) производят заполнение пробоотборной петли 6 дозатора 4 анализируемым газом. При этом клапан 11 перекрывает поток газаносителя, который, минуя пробоотборную петлю 6, проходит по байпасным линиям 9 и 12 через дроссели 10 и 13 на вход хроматографической колонки 7 и далее - в детектор 8.In the first cycle (FIG. 1), the sampling loop 6 of the dispenser 4 is filled with the analyzed gas. In this case, the valve 11 blocks the flow of the gas carrier, which, bypassing the sampling loop 6, passes through the bypass lines 9 and 12 through the throttles 10 and 13 to the input of the chromatographic column 7 and then to the detector 8.

Во втором цикле (фиг.2) переключают кран 5, сообщая пробоотборную петлю с выходом клапана 11 и колонкойIn the second cycle (figure 2) switch the valve 5, informing the sampling loop with the outlet of the valve 11 and the column

7. При этом происходит выравнивание давлений в газовой линии перед колонкой и в пробоотборной петле 6. Процесс выравнивания давлений фиксируется детектором 8 и регистрируется в виде пика на ленте самопишущего прибора (не показан).7. When this occurs, the pressure in the gas line in front of the column and in the sampling loop is equalized 6. The process of pressure equalization is recorded by the detector 8 and recorded as a peak on the tape recorder (not shown).

По окончании переходного процесса выравнивания давлений клапана 11 переводят в открытое положение (фиг.З), При этом проба анализируемого газа вытесняется потоком газа-носителя из пробоотборной петли 6 в хроматографическую колонку 7, где происходит разделение компонентов Смеси, которые поступают затем в детектор 8.At the end of the transition process, the pressure equalization of the valve 11 is transferred to the open position (FIG. 3). At the same time, the sample of the analyzed gas is displaced by a flow of carrier gas from the sampling loop 6 to the chromatographic column 7, where the components of the Mixture are separated, which then go to the detector 8.

Наличие байпасной линии 9 с дросселем 10 позволяет исключить прерывание газового потока в измерительной камере детектора 8. С помощью байпасной линии 12 и дросселя 13, сопротивление которого выбирают равным сопротивлению пробоотборной петли 6, сохраняется постоянство параметров (расход и давление) газового потока через де1160297The presence of the bypass line 9 with the throttle 10 eliminates the interruption of the gas flow in the measuring chamber of the detector 8. With the help of the bypass line 12 and the throttle 13, the resistance of which is equal to the resistance of the sampling loop 6, the parameters of the gas flow are constant (1160297)

тектор 8 независимо от положений переключающего крана 5 и клапана 1Г.tector 8 regardless of the positions of the switching valve 5 and valve 1G.

Таким образом, введение в систему хроматографа управляемого запорного клапана 11 и дополнительной байпасной 5 линии 12 с дросселем 13 позволяет исключить появление на хроматограмме ложных пиков, связанных с нестабильностью давлений и расходов газовых потоков при их коммутации, а также Ю разделить во времени измерительные сигналы детектора и сигналы, обусловленные изменением давлений при вводе пробы. Это позволяет'существенно повысить точность измерений хромато- 15 графа особенно при анализе легких газов с концентрацией их в смесях на Уровне сотых долей процента и ниже.Thus, the introduction of a controlled shut-off valve 11 and an additional 5 bypass line 12 with throttle 13 into the chromatograph system eliminates the appearance of false peaks on the chromatogram associated with the instability of pressures and flow rates of gas streams when they are switched, and also divide the measurement signals of the detector and Signals due to pressure changes as the sample is injected. This makes it possible to significantly improve the accuracy of chromatograph measurements, especially when analyzing light gases with their concentration in mixtures at the Level of hundredths of a percent or less.

По экспериментальным данным погрешность анализа примесей легких газов 20 .(например, с концентрацией водорода и кислорода в смесях на уровнях 10 "2 - 10'3 об Л с помощью предлагаемого хроматографа с детектором теплопроводности снижена по сравнению 25 с известным в 4-5 раз.According to experimental data, the error in the analysis of light gas impurities 20. (For example, with the concentration of hydrogen and oxygen in mixtures at levels of 10 ″ 2 - 10 ’ 3 v L, the proposed chromatograph with a thermal conductivity detector is reduced compared to 25 with the known 4–5 times.

Значительным преимуществом предлагаемого хроматографа по сравнению с известным является и то, что он позволяет производить отбор пробы зд как под избыточным давлением, такA significant advantage of the proposed chromatograph in comparison with the known one is that it allows one to take a sample here both under pressure

и под разрежением, что особенно важно при использовании хроматографа в контроле загрязнений окружающей среды, или при отборе проб из объектов, находящимся под пониженным давлением. Предлагаемый хроматограф допускает использование всех известных систем отбора и ввода пробы. Например в варианте "бескранового” ввода пробы (фиг.4) с помощью управляющего запорного клапана и дополнительного байпаса достигается тот же положительный эффект, что ив первом варианте. Работа схемы (фиг.4) аналогична работе описанного варианта. Отличие самой схемы состоит в том, что анализируемый газ в пробоотборной петле при. отборе пробы изолируется от потока газа-носителя с помощью дросселя 15, по обе стороны которого создают одинаковые давления газовых потоков. Заданный уровень давления со стороны анализируемого газа поддерживается регулятором 14 давления.and under vacuum, which is especially important when using the chromatograph in the control of environmental pollution, or when sampling from objects under reduced pressure. The proposed chromatograph allows the use of all known systems for the selection and input of the sample. For example, in the “crane-free” sample input (FIG. 4) using the control shut-off valve and an additional bypass, the same positive effect is achieved as in the first embodiment. The circuit operation (FIG. 4) is similar to the operation of the described variant. The difference of the circuit itself is that the analyzed gas in the sampling loop when sampling is isolated from the carrier gas flow by means of the throttle 15, on both sides of which create the same pressure of gas flows. The specified pressure level from the analyzed gas is maintained Knob 14 pressure.

Отличием схемы третьего варианта (фиг.5) от первого является лишь подсоединение к пробоотборной петле (устройства Для ввода иглы шприца 16 для тех случаев, когда ввод пробы в систему осуществляют вручную..The difference in the scheme of the third variant (figure 5) from the first is only the connection to the sampling loop (devices for inserting the needle of the syringe 16 for those cases when the sample is introduced into the system manually ..

11602971160297

Фиг. 3FIG. 3

Газ - носительCarrier gas

Анализируемый газAnalyzed gas

Фиг. 4FIG. four

(160297(160297

Claims (2)

1. ГАЗОВЫЙ ХРОМАТОГРАФ, содержащий последовательно соединенные регулятор расхода газа-носителя, дозатор проб, в виде переключающего крана с пробоотборной петлей, хроматографическую колонку, детектор и байпасную газовую линию с дросселем,1. GAS CHROMATOGRAPH containing serially connected regulator of carrier gas flow rate, sample dispenser, in the form of a switching valve with a sampling loop, chromatographic column, detector and bypass gas line with throttle, подсоединенную к выходу регулятора расхода и входу колонки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа легких газов путем уменьшения толчков давления при дозировании проб, на входе в дозатор проб после места подсоединения байпасной линии установлен управляемый запорный клапан и Введена дополнительная байпасная линия с дросселем, подсоединенная одним концом к выходу регулятора расхода, а другим концом через переключающий кран - к входу хроматографической колонки, к которому подсоединен другой конец основной байпасной линии.connected to the output of the flow regulator and the inlet of the column, characterized in that, in order to improve the accuracy of light gas analysis by reducing pressure shocks when dosing samples, a controlled shut-off valve is installed at the inlet to the sample dispenser after the bypass line and an additional bypass line with throttle connected at one end to the output of the flow regulator and at the other end through a switching valve to the input of the chromatographic column to which the other end of the main bypass is connected ii. 2. Хроматограф по π. 1, о т л ичающийся тем, что сопротивление дополнительной байпасной линии выбрано равным сопротивлению пробой отборной петли.2. Chromatograph on π. 1, the fact that the resistance of the additional bypass line is chosen equal to the resistance of the sample loop breakdown. „.,511 „ 1160297„., 511„ 1160297 Фиг.11 1 11602971 1160297 22
SU843704864A 1984-02-27 1984-02-27 Gas chromatograph SU1160297A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843704864A SU1160297A1 (en) 1984-02-27 1984-02-27 Gas chromatograph

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843704864A SU1160297A1 (en) 1984-02-27 1984-02-27 Gas chromatograph

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1160297A1 true SU1160297A1 (en) 1985-06-07

Family

ID=21105101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843704864A SU1160297A1 (en) 1984-02-27 1984-02-27 Gas chromatograph

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1160297A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4271697A (en) Chromatographic analysis
US4215563A (en) Chromatographic analysis normalizer
US3240052A (en) Pressure and flow rate regulation in a fluid circulation system
US3425807A (en) Pyrolysis system
US3790348A (en) Apparatus for determining the carbon monoxide, methane and total hydrocarbons content in air
CA1084732A (en) Gas chromatograph device with elevated column pressure and controlled column flow rate
US3041869A (en) Vapor fraction analyzer
US3444722A (en) Device for supplying carrier gas to transport eluted portion of sample and to backflush chromatographic column
US3056277A (en) Vapor fractometers
Hall et al. An isothermal gas chromatographic method for the simultaneous estimation of oxygen, nitrous oxide, and carbon dioxide content of gases in the soil
SU1160297A1 (en) Gas chromatograph
US3483731A (en) Trace component chromatography
US3120749A (en) Gas chromatography
US3152470A (en) Thermochromatographic apparatus and method of analysis
Hecker et al. Gas chromatographic determination of gases formed in catalytic reduction of nitric oxide
US3095728A (en) Fluid mixture analysis
Huber Rapid and Simple Analysis of Natural Gas by GC
Poy et al. Determination of permanent gases and light hydrocarbons by simultaneous operation on packed and capillary columns with thermal conductivity detection and flame-ionization detection on a single computer integrator
SU1631414A1 (en) Device for injection of samples into gas chromatograph
Kim et al. A Gas Chromatographic Method for Analyzing Mixtures of Hydrocarbon and Inorganic Gases
Marchio A Dual-Channel GC Technique for Mixtures of Permanent Gases and C1–C2 Hydrocarbons
Hossain et al. Rapid and isothermal analysis of mixtures of He, CO, CO 2, CH 4 and H 2 O by gas chromatography using a single detector
Shykles Precise gas chromatographic determination of hydrogen and C1 to C5 hydrocarbons by the simultaneous use of columns in parallel
Lacy et al. The determination of impurities in chlorine gas by gas chromatography
West Automatic analysis of moist helium in nuclear reactors