Генератор чистого азота предназначен для лабораторного производства азота высшей чистоты, используемого для питания аналитических приборов (хроматографов, экспресс-анализаторов содержания водорода в металлах, измерителей концентрации органического углерода, испарителей пробы, и т.п.), боксов с инертной атмосферой. Благодаря высокому выходному давлению, глубокой очистке и низкому содержанию влаги вырабатываемый генератором азот может использоваться в качестве газа-носителя, в том числе при применении детектора электронного захвата (ЭЗД).
Питание генератора осуществляется сжатым воздухом при давлении 6 ати и расходе не менее 5 л/мин от компрессора или воздушной магистрали. Класс загрязненности сжатого воздуха по ГОСТ 17433-80 не выше 8-го.
Технические характеристики
Марка получаемого азота по ГОСТ 9293-74
особой чистоты, I сорт
Объемная доля азота, не менее, % об (включая примеси инертных газов — аргон, неон, гелий)
99,999
Объемная доля кислорода, не более, % об. (ppm)
0,0005 (5 ppm)
Объемная доля водяных паров, не более, % об. (ppm)
0,0007 (7 ppm)
Объемная доля водорода, не более, % об. (ppm)
0,0002 (2 ppm)
Объемная доля суммы углеродсодержащих соединений в пересчете на метан, не более, % об. (ppm) (при содержании метана в питающем воздухе не более 4 ppm)
0,0003 (3 ppm)
Максимальный объем производства азота, не менее, л/час
18 (300 мл/мин)
Номинальное выходное давление азота, ати,
4
Время установления рабочего режима при односменной работе, не более, мин,
45
Номинальное входное давление воздуха, ати,
6
Максимально допустимое входное давление воздуха, ати,
7
Минимальное входное давление воздуха, ати,
5
Потребление сжатого воздуха, при номинальном входном давлении, не более, л/час,
300 (5 л/мин)
Потребляемая мощность, не более, ВА,
100
Габаритные размеры, (ширина x глубина x высота), не более, мм,
230х425х510
Масса, не более, кг
25
Рабочие условия:
температура окружающего воздуха, С°,
от +10 до +35
Электрическое питание от однофазной сети
переменного тока напряжением, В,
220±10%
и частотой, Гц,
50±1
Средний полный срок службы, лет, не менее
6
Генератор по электробезопасности соответствует требованиям
класса 1, тип Н по ГОСТ 12.2.025-76.
Примечания:
Объемную долю углеродсодержащих органических соединений можно снизить до значений менее 0,00001% об (0,1 ppm) при пропускании полученного азота через дополнительный (опция) блок очистки БОВ-1А.
При значительных перерывах в работе (более 3 суток) время установления рабочего режима может увеличиться. Контроль выхода генератора на рабочий режим производства азота осуществляется по индикатору концентрации кислорода.
Дополнительные технические характеристики
Индикация на дисплее ориентировочных значений содержания кислорода в производимом азоте (в ppm)
+
Индикация на дисплее ориентировочных значений расхода азота
+
Контроль возникновения аварийных ситуаций с прекращением подачи азота в линию потребителя:
При ухудшении качества азота (содержание кислорода выше 120 ppm)
+
При повышении расхода азота выше максимально допустимого значения
+
При уменьшении давления входного воздуха ниже 4,0 атм
+
Устройство и принцип работы
Сжатый воздух от внешнего источника (воздушного компрессора, технологической линии сжатого воздуха) подается в генератор через коалесцентный фильтр, в котором происходит предварительная очистка от пыли и конденсации паров масла и воды.
Производство азота в генераторе осуществляется разделением воздуха методом короткоцикловой безнагревной адсорбции на углеродных молекулярных ситах по двухплечевой схеме, с двумя попеременно работающими адсорберами.
Попутно газ очищается от паров воды, углекислоты, масел, водорода и углеводородов, кроме метана. Очистки от гелия, неона, аргона не происходит, а очистка от метана — только незначительная. По ГОСТ 9293-74, содержание аргона в азоте не нормируется. Реальное содержание аргона в получаемом азоте — около 1%.
Все указанные ненормируемые примеси, кроме метана, практически никак не влияют на возможность использования производимого азота в качестве газа–носителя для газовой хроматографии. Содержание метана можно уменьшить до значений менее 0,1 ppm, если в комплексе с генератором использовать блок очистки БОВ-1А.
Первые 8 минут после включения генератора осуществляется начальная отдувка адсорберов, ресивера и внутренних коммуникаций от кислорода, влаги и других примесей. Одновременно происходит прогрев реактора и датчика кислорода с контролем концентрации кислорода в азоте.
Подача азота в линию потребителя начинается только после того, как концентрация кислорода в азоте снизится до значений менее 10 ppm. Дальнейшая очистка азота проходит при нагруженной линии потребителя. Время от момента включения прибора до выхода на рабочий режим (концентрация кислорода в азоте менее 5ppm) может составлять от 40 мин. (при односменной работе) до нескольких часов (при перерывах более трех суток).
Давление на выходе генератора (около 4 ати) стабилизируется встроенным механическим регулятором давления.
Значения расхода азота в линии потребителя и концентрации кислорода определяются встроенными датчиками и индицируются на дисплее.
Возникновение аварийных ситуаций — обрыв (значительная разгерметизация линии потребителя), уменьшение входного давления ниже 4,0 ати, увеличение концентрации кислорода до значений более 120 ppm — контролируется датчиками, соответственно расхода, давления, кислорода. Подача азота в линию потребителя в этих случаях прекращается, одновременно загорается индикатор «ВНИМАНИЕ», раздается звуковой сигнал, на дисплее появляется текстовая информация о характере неисправности: «ОШИБКА РАСХОД АЗОТА», «ОШИБКА ДАЛЕНИЕ», «ОШИБКА КИЛОРОД».
После устранения причины отключения генератора (ликвидирована негерметичность линии потребителя или увеличено входное давление) происходит повторно начальная 8-ми минутная отдувка прибора. Подача азота потребителю возобновляется после снижения концентрация кислорода в азоте до значений менее 100 ppm.
Для предотвращения ухудшения качества производства азота и загрязнения внутренних коммуникаций при увеличении расхода азота до значения более 21 л/час (350 мл/мин) в генераторе происходят кратковременные (несколько секунд) отключения подачи газа в линию потребителя. Длительность отключения определяется инерционностью датчика расхода. Для того чтобы ухудшающееся при этом качество азота и возникающие перепады давления на выходе генератора не сказались негативно на работе питаемых приборов, необходимо уменьшить потребление азота.
