Генератор чистого азота (далее — генератор) предназначен для получения в лабораторных условиях азота высшей чистоты, используемого для питания аналитических приборов (хроматографов, включая оснащенные детектором электронного захвата, экспресс-анализаторов содержания водорода в металлах, измерителей концентрации органического углерода, испарителей пробы, и т. п.). Благодаря высокому выходному давлению, глубокой очистке и низкому содержанию влаги вырабатываемый генератором азот может использоваться в качестве газа-носителя. Получаемый азот может использоваться для создания инертной атмосферы, заполнения низконапорных резервуаров и других применений, в которых требуется большой, по лабораторным меркам, расход азота.
Питание генератора осуществляется сжатым воздухом при давлении 6 атм и расходе, порядка 30 л/мин от компрессора или воздушной магистрали. Класс загрязненности сжатого воздуха по ГОСТ 17433-80 не выше 8-го.
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 воздуха от пыли и конденсация капель масла и воды.
Выделение 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. 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 блоки очистки БОВ-1А. Каждый блок очищает до 0,7 л/мин азота.
Первые 8- 10 минут после включения генератора осуществляется начальная отдувка адсорберов, ресивера и внутренних коммуникаций от кислорода, влаги и других примесей. Одновременно происходит прогрев 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 30 мин. (при односменной работе) до нескольких часов (при перерывах более трех суток)
На рисунке приведена газовая схема выходной части генератора.
Давление азота (около 4 ати) на входе датчика расхода 2 (регулируемого газового дросселя 3) стабилизируется механическим регулятором давления 1. При полностью открытом газовом дросселе 3 давление на выходе прибора (штуцер 4) составляет 4 ± 0,2 ати
Значение расхода азота при открытом в атмосферу выходном штуцере 4 устанавливается регулировкой газового дросселя 3 в пределах от 0 до 1000 мл/мин.
Значение расхода при подключенной линии потребителя дополнительно зависит от газового сопротивления нагрузки.
Ориентировочные 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 4,5 атм, увеличение концентрации кислорода до значений более 120 ppm — контролируется датчиками, соответственно расхода, давления, кислорода. Подача азота в линию потребителя в этих случаях прекращается, на дисплее появляется текстовая информация о характере неисправности, одновременно загорается индикатор «ВНИМАНИЕ» и раздается звуковой сигнал.
После устранения причины отключения генератора (ликвидирована негерметичность линии потребителя или увеличено входное давление) происходит начальная 8-10 минутная отдувка прибора. Подача азота потребителю восстанавливается после снижения концентрация кислорода в азоте до значений менее 10 ppm.
Для предотвращения ухудшения качества азота и загрязнения внутренних коммуникаций при увеличении расхода азота более 60 л/час (1 л/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.
Техническое обслуживание
Основными операциями технического обслуживания генератора являются: слив конденсата из фильтра; промывка фильтрующей вставки фильтра; проверка герметичности входных и выходных газовых коммуникаций.
Слив накопившегося конденсата из фильтра производится при приближении уровня жидкости в стакане к нижнему краю фильтрующей вставки белого цвета.
Промывка фильтрующей вставки фильтра производится при изменении белого цвета вставки (как правило, на желтый).
Проверка герметичности входных и выходных газовых коммуникаций проводится путем обмыливания каждый раз после проведения каких-либо демонтажно-монтажных работ.
