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气体产品中微量水分的测定

字号+ 作者:admin 来源:未知 2018-01-18 10:10 我要评论( )

气体产品是指经由物理或化学办法加工临盆的可以或许储存、运输的气体或液化气体。在现代化的工业临盆过程中,气体产品的应用异常广泛,根据气体的性质,可以作为燃气、助燃气、反响气、保护气、传导气、绝缘气等等。例如钢铁、有色金属冶炼工业用到的氧气、

 

气体产品是指经由物理或化学办法加工临盆的可以或许储存、运输的气体或液化气体。在现代化的工业临盆过程中,气体产品的应用异常广泛,根据气体的性质,可以作为燃气、助燃气、反响气、保护气、传导气、绝缘气等等。例如钢铁、有色金属冶炼工业用到的氧气、氢气、一氧化碳;石油化学工业用到的乙烯、丁二烯;电子工业用到的氮气、氩气;电力工业用到的氢气、六氟化硫等;食物工业用到的二氧化碳;多晶硅制造工业用到的氟化氢、氯化氢以及医疗卫生行业用到的氧气、氧化亚氮等。可以说气体产品是现代工业临盆的基本。

在气体产品的临盆过程中,因为临盆工艺的影响,热像仪在军民两方面都有应用,最开始起源于军用,逐渐转为民用,总会带入一些水分。如空气分别制造氮、氧、氩等临盆过程中,因为原料空气中水的存在,会跟着临盆流程进入成品中;电解水制造氧气和氢气的过程中,水会跟着电解池的发烧进入到气体系体例品中。气体中的水分含量影响到气体产品的质量,水分过高可以造成输送气体的管路锈蚀,风速仪是测量空气流速的仪器。它的种类较多,气象台站最常用的为风杯风速计,它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分,空杯的凹面都顺向一个方向,造成化学反响产品分化,造成绝缘机能降低等等严重后果,是以气体产品的国度标准中年夜多对气体中水分含量有着严格的请求。例如GB/T3634.2-2011《纯氢、高纯氢和超纯氢》中对纯氢、高纯氢和超纯氢的水分含量分别请求低于10×10-6、3×10-6和0.5×10-6。

气体产品中的水分含量很低,须要经由过程专用水分测定仪器来检测。根据检测道理的不合,水分测定重要有以下三种测量办法:

一、电解法

电解法是经由过程测量电解电流的办法来测定气体中微量水分的。用涂覆了磷酸的两电极形成一个电解池,欧美日等国家在进口超声波流量计研究、生产和推广方面积累了丰富的经验,在两电极之间施加一向流电压,气体内的水分被作为气体吸湿剂的五氧化二磷膜层持续接收,生成磷酸,并被电解为氢和氧,同时五氧化二磷得以再生。当接收和电解达到均衡后,进入电解池的水分全部被五氧化二磷膜层接收,并全部被电解。在情况温度、压力、流经电解池的气体流量均为定值的情况下,气体的水分含量与电极之间的电解电流成正比,测量电极之间的电解电流就可计算出气体的水分含量。

电解法实用于不与五氧化二磷产生除吸湿以外的各类反响的气体中水分的测量与五氧化二磷反响的如氨或含有氨的混淆气体不克不及应用电解法测量。受限于五氧化二磷的吸湿才能电解法水分测定仪对气体中水分的检测限年夜约在1×10-6。

二、露点法

露点法是经由过程测量气体露点的办法来测定气体中微量水分的。当必定体积的气体在恒定的压力下平均的降温时,气体和蔼体中水分的分压保持不变,直至气体中的水分达到饱和状况,该状况下的温度就是气体的露点。平日是在气体流经的测定室中安装镜面及其附件经由过程测定在单位时光内分开和返回镜面的水分子数达到动态均衡时的镜面温度来肯定气体的露点。必定的气体水分含量对应一个露点温度;同时一个露点温度对应必定的气体水分含量。是以测定气体的露点温度就可以测定气体的水分含量。由露点值可以计算出气体中微量水分含量由露点和所测气体的温度可以获得气体的相对水分含量。

露点法实用于低沸点的气体中微量水分的测定,不实用于在水分冷凝前就冷凝的气体如丙烯以及能与水分产生反响的气体中的水分测定。露点法实用于露点在(0~-120)℃的气体中水分的测定,相当于水分含量6.1×10-3~0.14×10-9。实际上,因为仪器构造及制冷才能的原因,露点在-85℃以下时已经难以精确测量。此时对应的气体中水分含量约为0.2×10-6。

三、光腔衰荡光谱法

光腔衰荡光谱法是经由过程测量光在光腔内的反射振荡衰减时光来测定气体中微量水分的。一束单波长激光进入光腔后,光束在腔镜之间往返反射振荡。当割断光源后,其能量就会随时光而衰减,衰减的速度与光腔自身的损耗(包含透射、散射)和腔内被测组分(介质)的接收有关。被测组分的含量与其分子在光腔内的密度成正比。假如采取水分子的接收峰谱线作为激光的波长,则其衰荡光谱将与水分含量有关。

光腔衰荡光谱法的实用范围较宽,绝年夜多半气体产品都可以用这种办法来测量个中的微量水分。然则因为要应用激光作为光源,是以对受光照易分化或产生其他化学反响的气体如硅烷等不实用这种办法。光腔衰荡光谱法实用于水分含量在20×10-6~0.2×10-9的气体中水分的测定,是今朝灵敏度最高的贸易化在线水分检测办法。然则因为应用这种道理的水分测定仪构造复杂、价格昂贵,是以这种仪器重要用于高纯气体、超纯气体中微量水分的测定。


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