SU1408360A1 - Method and apparatus for chromatography analysis of gas mixtures in hydrogen - Google Patents
Method and apparatus for chromatography analysis of gas mixtures in hydrogen Download PDFInfo
- Publication number
- SU1408360A1 SU1408360A1 SU874173248A SU4173248A SU1408360A1 SU 1408360 A1 SU1408360 A1 SU 1408360A1 SU 874173248 A SU874173248 A SU 874173248A SU 4173248 A SU4173248 A SU 4173248A SU 1408360 A1 SU1408360 A1 SU 1408360A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- column
- hydrogen
- enrichment
- impurities
- chromatographic
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к газовой хроматографии. Цель - повышение чувствительности и точности анализа путем увеличени степени концентрировани анализируемых примесей, которое осуществл ют с использованием двух последовательно соединенных обогатительных колонок, заполненных порошком интерметаллйдов .различного . состава. В устройство введена дополнительна обогатительна колонка, соединенна с первой обогатительной колонкой каналом, в котором установлен управл емый запорный клапан. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ип. i (ЛThis invention relates to gas chromatography. The goal is to increase the sensitivity and accuracy of the analysis by increasing the degree of concentration of the analyzed impurities, which is carried out using two series-connected enrichment columns filled with different intermetallic powder. composition. An additional enrichment column is connected to the device, connected to the first enrichment column by a channel in which a controlled shut-off valve is installed. 2 sec. and 3 z. p. f-ly, 2 ip. i (L
Description
0000
соwith
ОдOd
Изобретение OTHOCHTICH к газовойOTHOCHTICH invention to gas
хроматографии и может быть использо- иано дл анализа примесей газов в недороде методом колоночной хромато- 1 рафии.chromatography and can be used to analyze the impurities of gases in a crop with the method of column chromatography;
I Цель изобретени - повышение чувствительности и точности хроматогра- )ического анализа.I The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of the chromatographic analysis.
На фиг,1 показано устройство при 1:онцентрировании примесей в динами - ческом режиме, общий вид; на фиг.2 О же, при концентрировании примесей | статическом режиме.Fig. 1 shows the device at 1: the concentration of impurities in the dynamic mode, general view; figure 2 Oh, with the concentration of impurities | static mode.
Устройство содержит первую (основиую ) обогатительную колонку 1, представл ющую собой трубку из нержавею- цей стали, заполненную порошком спла- иа металла, образующего с водородом гидрид, например, интерметаллидом I eTi. Колонка I имеет входной канал ;i дл подачи в нее анализируемого лодорода, в котором установлены измеритель 3 давлени (манометр) и управл емый запорный клапан 4, и вы- ::одной канал 5 дл вывода сконцентри- юванных примесей из колонки 1, в ко- vopoM установлен управл емый запор- лый клапан 6. Обогатительна колон- ка 1 помещена в термостат 7, снабжен11ЫЙ системой контролируемого нагрева до 150-200 с) и охлаждени (до комнатной температуры) колонки 1. Выход- лей канал 5 обогатительной колонки 1 :еединен через управл емый запорный 1шапан 6 с входом второй (дополнительней ) обогатительной колонки 8 зыпелненной либо в виде трубки из : ержавеющей стали, заполненной поро- |пкем интерметаллида, котора снабже- а печью 9, установленной с возмож- 1остью перемещени вдоль длины колон- сн 8 (фиг. О, либо в виде емкости, частично заполненной порошком интер- Йеталлида, например LaNi и помещен- ой в термостат 10, снабженный систе ей контролируемого нагрева и охлаж- |цени колонки В (фиг.2). Выходной , Ьсанал 11 дополнительной обогатитель- ой колонки 8 через управл емый ггерный клапан 12 соединен с приспособранием 13 дл перевода сконцентриро- |ванных примесей в хроматеграфичес- Ьсую колонку 14, заполненную частица- Ии сорбента (молекул рные сита, акти . {вированный уголь и др.).The device contains the first (basic) enrichment column 1, which is a stainless steel tube filled with alumina powder forming a hydride with hydrogen, for example, intermetallic compound I eTi. Column I has an input channel; i for supplying the analyzed hydrogen to it, in which a pressure gauge 3 (pressure gauge) 3 and a control shut-off valve 4 are installed, and one channel 5 for outputting concentrated impurities from column 1, into which - the vopoM is installed a controlled shut-off valve 6. The enrichment column 1 is placed in the thermostat 7, equipped with a controlled heating system up to 150–200 s) and cooling (up to room temperature) column 1. The outlet 5 of the enrichment column 1: United through controlled locking 1shapan 6 with the second entrance (additional An additional) enrichment column 8 is blistered or in the form of a tube made of: stainless steel, filled with intermetallic powder, which is supplied with a furnace 9 installed with the possibility of moving along the length of column 8 (fig. O, or in the form of a container partially filled with intermetallide powder, for example, LaNi and placed in a thermostat 10 equipped with a system for controlled heating and cooling of the column B (Fig. 2). The output, channel 11 of the supplementary enrichment column 8 valve 12 is connected to the device 13 for ne transfer of concentrated impurities to a chromagraphic column 14, filled with a particle of AI sorbent (molecular sieves, activ. {coal, etc.).
Приспособление 13 дл перевода, сконцентрированных примесей в хрома- тографическую колонку 14 может бытьA device 13 for converting concentrated impurities to a chromatography column 14 may be
5 0 5 0 . 5 0 5 0.
5five
00
5five
выполнено в виде крана-дозатора золотникового типа и имеет канал 15 дл подачи газа-носител в хромато- графическую колонку 14 и канал 16 дл сброса части сконцентрированных примесей в атмосферу. На выходе хро- матографической колонки 14 установлен детектор 17, например детектор по теплопроводности. Дл облегчени (ускорени ) регенерации обогатительных колонок I и 8 перед началом цикла анализа в устройство введен вакуг умный насос 18, соединенный с выходом дополнительной обогатительной колонки 8 через управл емый запорный клапан 19. Дл облегчени возможности периодической активации порошка интерметаллида в обогатительных колонках 1 и 8 устройство снабжено источником 20 чистого водорода, соединенным с входом основной обогатительной колонки Г через управл емый запорный клапан 21. Дл контрол режимов регенерации обогатительных колонок 1 и 8 и режимов активации в них порошка интерметаллида на входе вакуумного насоса 18 и на выходе источника 20 чистого водорода установлены измерители 22 и 23 давлени соответственно , и ,made in the form of a spool-type dosing valve and has a channel 15 for feeding the carrier gas to the chromatographic column 14 and a channel 16 for dumping a part of the concentrated impurities into the atmosphere. A detector 17 is installed at the output of the chromatographic column 14, for example, a thermal conductivity detector. To facilitate (accelerate) the regeneration of the enrichment columns I and 8, before starting the analysis cycle, a vacuum pump 18 is connected to the device, connected to the output of the additional enrichment column 8 via a controlled shut-off valve 19. To facilitate the periodic activation of the intermetallic powder in the enrichment columns 1 and 8 The device is supplied with a source of pure hydrogen 20, which is connected to the input of the main concentration column G via a controlled shut-off valve 21. To control the regeneration modes of the concentration Lonoke 1 and 8 and activate modes therein intermetallic compound powder at the inlet of the vacuum pump 18 and the outlet 20 of pure hydrogen source installed meters 22 and 23 respectively, pressure, and
в устройстве предусмотрено использование и другой арматуры дл стабилизации и контрол давлений и расходов газовых потоков (не показаны). Кроме того, колонка 1 снабжена каналом 24 дл сброса чистого водорода, в котором установлен клапан 25.The device provides for the use of other valves to stabilize and control pressures and flow rates of gas flows (not shown). In addition, column 1 is equipped with a channel 24 for the discharge of pure hydrogen, in which the valve 25 is installed.
Способ реализуетс следующим образом .The method is implemented as follows.
Перед проведением анализа клапаны 4, 6, 12, 19 и 21 закрывают. Объем порошка интерметаллида в колонке 8 в 10 - 30 раз меньше объема порошка интерметаллида в колонке 1. Затем открывают клапан 4 и поток анализируемого водорода под давлением, превышающим равновесное значение (5 - 10 атм), подаетс в обогатительную колонку 1, температуру которой поддерживают равной 25 - 30 С. При продвижении потока водорода вдоль колонки 1 примеси, содержащиес в водороде и несорбирующиес на порошке интерметаллида , начинают концентрироватьс на фронте полосы водорода и в конце процесса насыщени колонки 1 водородом полоса сконцентрирован- ных примесей располагаетс у выходаValves 4, 6, 12, 19 and 21 are closed before analysis. The volume of intermetallic powder in column 8 is 10 to 30 times less than the volume of intermetallic powder in column 1. Then valve 4 is opened and the flow of the analyzed hydrogen under pressure exceeding the equilibrium value (5 to 10 atm) is fed to enrichment column 1, the temperature of which is maintained equal to 25 - 30 ° C. As the flow of hydrogen moves along column 1, impurities contained in hydrogen and not absorbed on the intermetallic powder begin to concentrate on the front of the hydrogen band and at the end of the saturation process of column 1 with hydrogen GOVERNMENTAL tsentrirovan- impurities is disposed at the exit
из колонки 1. Затем прекращают подачу анализируемого водорода в колонку 1, перекрыва клапан 4, и открывают клапан 6, стравлива полосу сконцентрированных примесей в колонку 8. При этом вместе с примес ми в колонку 8 стравливает.с и некотора часть водорода (1 -5 об.%), первона- . чально введенного в колонку I.from column 1. Then, the supply of the analyzed hydrogen to column 1 is stopped, shut off valve 4, and valve 6 is opened, venting the strip of concentrated impurities to column 8. At the same time, along with impurities, some part of hydrogen is removed from column 8 (1-5 vol.%), first-. entered in column I.
Клапан 6 закрывают и открывают клапан 12, соедин ют выход обогатительной колонки 8 с приспособлением 13 дл перевода сконцентрированных примесей из колонки 8 в хроматографи- ческую колонку 14. Врем открывани клапана 12 должно быть кратким (не более 10-20 с) и достаточным дл заполнени дозировочного объема приспособлени 13 и перевода сдозирован- ного количества примесей в поток газа-носител , подаваемый в хроматогра- фическую колонку 14. Операци дозировани сконцентрированных примесей в хроматографическую колонку 14 мо-- жет быть повторена многократно (до 6- 10 раз), при этом падение давлени в обогатительной колонке 8, сопровождающее каждую операцию отбора и ввода пробы сконцентрированных примесей в хроматографическую колонку, компенсируетс либо надвижением печи 9 на колонку 8,- что приводит к сжатию полосы сконцентрированных примесей на слое частиц сплава металла, в колонке 8 и повьпиению давлени в ней (фиг,1), либо путем повышени температуры всего объема термостати- руемой колонки 8 (фиг. 2),.The valve 6 is closed and the valve 12 is opened, the output of the enrichment column 8 is connected to the device 13 for transferring the concentrated impurities from the column 8 to the chromatographic column 14. The opening time of the valve 12 should be short (no more than 10-20 s) and sufficient to fill the dosing volume of the device 13 and the transfer of the dosage amount of impurities into the carrier gas stream supplied to the chromatographic column 14. The operation of dosing concentrated impurities into the chromatographic column 14 can be repeated at a time (up to 6-10 times), while the pressure drop in the enrichment column 8, accompanying each operation of sampling and introducing a sample of concentrated impurities into the chromatographic column, is compensated either by moving the furnace 9 onto column 8, which leads to compression of the concentrated impurity band on the layer metal alloy particles, in column 8 and the pressure exertion in it (FIG. 1), or by raising the temperature of the entire volume of the thermostatted column 8 (FIG. 2) ,.
После завершени процесса анализа обогатительные колонки 1 и 8 подвергают термической регенерации. Регенерацию колонки 1 осуществл ют при закрытых клапанах 4 и 6 и открытом клапане 25 путем подъема темеперату- ры колонки до 150-170°С. Десорбирую- щийс при этом чистый водород сбрасываетс из колонки 8 через клапан 12 и канал 16 сброса приспособлени и в атмосферу. Регенераци колонки 8 может быть более полной и завершаетс в более короткое врем , если нар ду с термическим фактором используетс вакуумирование объема колонки с помощью вакуумного насоса 18, Дл этой цели открывают клапан 19, закрывают клапан 12 и включают вакуумный насос 1о8. После регенерации колонок 1 и 8 перекрывают клапаны наAfter the analysis process is completed, the beneficiation columns 1 and 8 are subjected to thermal regeneration. Column 1 is regenerated with valves 4 and 6 closed and valve 25 open by raising the column temperature to 150-170 ° C. The desorbed pure hydrogen is discharged from column 8 through valve 12 and the device discharge channel 16 and to the atmosphere. The regeneration of the column 8 can be more complete and is completed in a shorter time if, along with the thermal factor, the vacuuming of the column volume is used with a vacuum pump 18. For this purpose, open the valve 19, close the valve 12 and turn on the vacuum pump 1-8. After regeneration, columns 1 and 8 close the valves on
входе и выходе колонок I и 8 и колонки охлаждают до комнатной температу- - ры, подготавлива их таким образом к следующему анализу.the inlets and outlets of columns I and 8 and the columns are cooled to room temperature, thus preparing them for the next analysis.
В течение длительного процесса использовани активность порошков интерметаллидов, заполн ющих колонки 1 и 8, снижаетс . По этой причине требуетс периодически осуществл ть активацию порошка интерметаллида. Активаци осуществл етс путем многократного повторени циклов адсорбции и десорбции чистого водорода порошком унтермёталлида в колонках 1 и 8, Причем эта операци должна следовать за операцией регенерации колонок 1 и 8, Адсорбцию чистого водорода в колонках 1 и 8 провод т при закрытых клапанах 4, 12, 19 и 25 и открытых клапанах 21 и 6 путем насыщени порошка интерметаллида в колонках 1 и 8 от источника. 20 чистого водорода. Цикл десорбции повтор ет списанную операцию регенерации колонок 1 и 8. При правильной эксплуатации порошки сплавов металла в колонках 1 и 8, не мен существенно своей активности , могут быть использованы дл проведени более дес ти тыс ч циклов анализа. . Пример 1. Анализ водорода с известным содержанием примесей 0,02 об.% N,j и 0,02 об.% Аг.During the long process of use, the activity of the powders of the intermetallic compounds filling columns 1 and 8 is reduced. For this reason, it is required to periodically activate the intermetallic powder. Activation is carried out by repeating cycles of adsorption and desorption of pure hydrogen with Untermetallide powder in columns 1 and 8, and this operation should follow the operation of regeneration of columns 1 and 8, Adsorption of pure hydrogen in columns 1 and 8 is carried out with valves 4, 12 closed, 19 and 25 and open valves 21 and 6 by saturating the intermetallic powder in columns 1 and 8 from the source. 20 pure hydrogen. The desorption cycle repeats the decommissioned decomposition operation of columns 1 and 8. With proper operation, powders of metal alloys in columns 1 and 8, which are not significantly different in their activity, can be used to conduct more than ten thousand hours of analysis. . Example 1. Analysis of hydrogen with a known impurity content of 0.02 vol.% N, j and 0.02 vol.% Ar.
В качестве основной обогатительной колонки 1 используют трубку из нержавеющей стали с внутренним диаметром 8 мм и длиной 600 мм, заполненную порошком интерметаллида FeTt фракцией 10 - 100 мк, В качестве до- , полнительной обогатительной колонки используют цилиндрическую емкость диаметром 30 мм и высотой 60 мм, частично заполненную порошком интерметаллида LaNi фракцией 10 - 100 мк, В качество хроматографической колонки дл разделени сконцентрированных примесей используют колонку диаметром 4 мм и длиной 2000 мм, заполненную молекул рными ситами NaX и термо- статируемую при 100°С. Анализ провод т с использованием устройства, схема которого изображена на фиг,2. Детектором служит детектор по теплопроводности . Процесс обогащени на основной колонке провод т при температуре колонки 20 С и давлении 15 кг/см путем подачи анализируемой смеси со скоростью 1 л/мин на входThe main enrichment column 1 uses a stainless steel tube with an inner diameter of 8 mm and a length of 600 mm, filled with FeTt intermetallic powder with a fraction of 10-100 microns. A cylindrical tank with a diameter of 30 mm and a height of 60 mm is used as an additional concentrator column, partially filled with LaNi intermetallic powder with a fraction of 10-100 microns. A chromatographic column with a diameter of 4 mm and a length of 2000 mm, filled with molecular sieves NaX and t, is used as a chromatographic column to separate concentrated impurities. Thermoconstituted at 100 ° C. The analysis is carried out using a device whose circuit is shown in FIG. 2. The detector is a thermal conductivity detector. The enrichment process on the main column is carried out at a column temperature of 20 ° C and a pressure of 15 kg / cm by feeding the analyzed mixture at a rate of 1 l / min at the entrance
основной колонки при закрытых клапа- Ha:f 6 и 25. При этом поглощаетс около 10 л водорода в течение 10 мин. Затем закрывают слапан 4 и, открыва кл«1паны 21 и 6, подают в колонку . 0, л чистого водорода -тз источника 20 чистого водорода, стравлива эквивалентное количество водорода, содер- жацего сконцентрированные йримеси,the main column with the valves closed: Ha: f 6 and 25. At the same time, about 10 liters of hydrogen are absorbed within 10 minutes. Then close the slapan 4 and, opening the class "1 Pans 21 and 6, is fed to the column. 0, l of pure hydrogen — ts of the source of 20 pure hydrogen; release an equivalent amount of hydrogen containing concentrated yriemesi,
зыхода колонки 1 через клапан 6 и колонку 8, Перекрывают клапаны 21 иzykhod column 1 through valve 6 and column 8, shut off valves 21 and
t открывают клапан 12, осуществл эавливание части дополнительноt open valve 12, additionally ejecting part
скэнцентрированных в колонке 8 приме- сей в дозировочный объем приспособлени 13 дл перевода проб сконцентрированных примесей в хроматографичес- ю колонку. Результаты хроматографи5 8 cen- ters concentrated in a column into the dosing volume of a device 13 for transferring samples of concentrated impurities to a chromatographic column. Chromatographic results5
колонке примесей в дозировочный объем приспособлени дл перевода проб сконцентрированных примесей в хрома- тографическую колонку. Результаты хроматографического анализа показывают что концентраци примесей N и Аг в переведенной в хроматографическую колонку пробе составл ет 7 об.% N. и Аг, что соответствует общей степени обогащени примесей в системе в 7000 раз.a column of impurities into the dosing volume of a device for transferring samples of concentrated impurities to a chromatographic column. The results of the chromatographic analysis show that the concentration of impurities N and Ar in the sample transferred to the chromatographic column is 7 vol% N. and Ar, which corresponds to a total enrichment level of impurities in the system 7000 times.
Предлагаемый способ хроматографического анализа и устройство дл его осуществлени с использованием двухступенчатого концентрировани обеспе- чивают анализ микропримесей газов в водороде наThe proposed method of chromatographic analysis and a device for its implementation using a two-stage concentration provide the analysis of trace gases in hydrogen on
микропримесей газов уровне 10 об.%.trace levels of gases at 10 vol.%.
чеwhat
це де ПЕce de PE
образом, обща степень обогащени Thus, the general degree of enrichment
данной системе составл ет, 1700 раз. 25this system is 1700 times. 25
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874173248A SU1408360A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Method and apparatus for chromatography analysis of gas mixtures in hydrogen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874173248A SU1408360A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Method and apparatus for chromatography analysis of gas mixtures in hydrogen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1408360A1 true SU1408360A1 (en) | 1988-07-07 |
Family
ID=21277367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874173248A SU1408360A1 (en) | 1987-01-04 | 1987-01-04 | Method and apparatus for chromatography analysis of gas mixtures in hydrogen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1408360A1 (en) |
-
1987
- 1987-01-04 SU SU874173248A patent/SU1408360A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1246466A (en) | Control system for air fractionation by selective adsorption | |
US4116046A (en) | Liquid chromatography system | |
US3791106A (en) | Gas analysis systems and palladium tube separator therefor | |
US3406496A (en) | Separation of hydrogen from other gases | |
CN102323359B (en) | Preparative gas chromatography system and method for separating inert gas sample thereof | |
US8016916B2 (en) | Apparatus and method for separating gas | |
US5272337A (en) | Sample introducing apparatus and sample modules for mass spectrometer | |
AU770281B2 (en) | Method and device for gas chromatography analysis of samples | |
CN102302886A (en) | Gas component collecting device for preparative gas chromatography | |
GB1198888A (en) | Device for Taking Samples from a Gaseous Mixture | |
SU1408360A1 (en) | Method and apparatus for chromatography analysis of gas mixtures in hydrogen | |
JPH047248B2 (en) | ||
US3920420A (en) | Method and device for injecting liquid samples into a system for chromatographic separation in gas phase | |
US4816041A (en) | Process and installation for the adsorptive separation of krypton from a krypton nitrogen gas mixture | |
GB2421792A (en) | Process and apparatus for analysis of a gaseous substance | |
GB2304189A (en) | Preparing samples for analysis | |
Ruthven et al. | Adsorptive separation of Kr from N2—Part I Adsorbent screening studies | |
JP2960992B2 (en) | Hydrogen isotope separation method | |
GB1065131A (en) | The analysis of gases | |
CN218726952U (en) | Walking mass spectrum analyzer | |
JPH01176942A (en) | Gas chromatograph | |
CN220851769U (en) | Gas chromatograph hydrogen carrier gas recycling system | |
WO2023063300A1 (en) | Method and device for measuring concentration of trace gas component in water | |
SU767641A1 (en) | Apparatus for analyzing hydrogen impurities | |
SU783684A1 (en) | Method of concentrating impurity for chromatographic analysis |