Генераторы азота и сфера их применения
31.01.2022
В газовой хроматографии азот – один из основных газов-носителей. Широкое использование обусловлено инертностью и доступностью газа. Но применим только самый чистый азот с концентрацией от 99,995%, а в некоторых случаях 99,9999%. Источником азота может быть генератор азота или баллон, как правило, 40 – 50л. Чаще всего используют баллоны с азотом, но в последнее время все большее число лабораторий переходят на генераторы. Давайте разберемся почему.
Плюсы и минусы использования баллонов.
Плюсы работы с баллонами.
Первый и самый существенный – цена. Для организации работы одного хроматографа потребуется минимум 2 азотных стальных баллона 40л. (цена около 15000 – 18000р за новый баллон). Один баллон – рабочий, второй – запасной. Один 2-х ступенчатый регулятор давления (РДБ-2-0,6 около 22000р). С регулятором лучше не экономить и не экспериментировать с редукторами для газосварщиков. Ну и заправка одного баллона обойдется в 1500-2000р и столько же доставка. Итого мы получаем 18000+18000+22000+2000+2000+2000=64000р. Но это цена первого вложения. При эксплуатации перезаправка будет стоить 2000 + доставка 2000. К слову сказать, менять баллон придется нечасто - 1 – 4 раза в год. Все приведенные цены соответствуют 2022 году, но могут отличаться в конкретных регионах. К сожалению, на этом плюсы использования баллонов заканчиваются.
Минусы баллонов.
- Вес заправленного баллона более 70кг (вес пустого 65кг) поэтому процедура замены и отправка баллона на заправку не всегда простая. Нужно найти людей с хорошей физической формой.
- В некоторых регионах сложно найти хорошего поставщика газа. Нестабильные поставки могут подвести в самый неподходящий момент.
- Чистота газа – возможно, самая большая проблема. Основной загрязнитель азота - кислород, является самой опасной примесью в газе для хроматографа. Некачественный азот может за несколько анализов испортить колонку, являясь сильным окислителем, портит фазу на высоких температурах.
- Безопасность. Законодательство разрешает установку баллонов с азотом в лаборатории, но на некоторых предприятиях действуют собственные более жесткие меры, запрещающие установку баллонов высокого давления внутри помещения.
Все эти минусы приводят к тому, что все большее количество лабораторий выбирают генераторы азота, даже несмотря на их высокую цену. Около 300 000 р стоит генератор со встроенным компрессором - это усредненная цена 2022 года для моделей Кристалл Азот 20.400 ОСЧ или ГЧА-18-К. Указанные генераторы производятся специально для работы с хроматографами. Хроматэк, являясь производителем газовых хроматографов, успешно протестировал генераторы Кристалл Азот на всех возможных схемах и задачах.
Плюсы генераторов азота.
- Свой собственный нескончаемый источник азота.
- Чистота газа. Современные генераторы азота, например модель Кристалл Азот 20.400 ОСЧ обеспечивают чистоту 99,9995%. Содержание кислорода не более 3ppm. Модель контролирует содержание кислорода, расход азота в режиме реального времени и отображает значение на дисплее.
- Простота обслуживания. Как правило, требуется периодический слив воды и замена входных фильтров и глушителей раз в год.
Минусы работы с генераторами.
По факту минус только один – цена.
Для некоторых лабораторий генераторы азота становятся единственным решением. Отсутствие качественного баллонного азота, отсутствие людей, которые бы перетаскивали баллоны, особые меры безопасности, да и просто желание работать более комфортно приводит к распространению генераторов в аналитических лабораториях.
Основное назначение лабораторных генераторов азота – газовая хроматография, но кроме этого они активно применяются в жидкостной хроматографии, используются с анализаторами общего органического углерода и другим аналитическим оборудованием.
Хроматограф.ру предлагает генераторы азота моделей Кристалл Азот 20.400 ОСЧ и Кристалл Азот 30.400В ОСЧ. Отличие в производительности 20 л/час для первой и 30 л/час для второй. Наличие встроенного компрессора для Кристалл Азот 20.400 ОСЧ.
Ну и напоследок предлагаем решить несколько задач, которые часто задают нам наши клиенты.
Задача №1. На сколько нам хватит баллона азота?
Решение: Стандартный баллон 40л с рабочим давлением 150атм.
40 * 150 = 6000л (заполненный баллон содержит 6000л азота при н.у.)
Считаем потребление газа хроматографом. Смотрим режим в программе или методике анализа. Суммируем все расходы: газ-носитель через колонку, сброс газа для капиллярных колонок, поддув в детектор и прочее. Например, для ГХ с испарителем капиллярным и ПИД, где расход через колонку 2мл/мин, сброс 30мл/мин, поддув 30мл/мин, сброс с мембраны 2мл/мин. Суммарный расход получится:
2+30 +30 +2 = 64 мл/мин
При времени анализа – 30 минут.
64 * 30 = 1920 мл (расходуется на 1 анализ).
В день требуется измерить 4 пробы по 2 параллели.
1920 *8 = 15360мл (расход на 1 рабочий день)
Добавим к вычисленному расходу 30% на подготовку, вывод на режим, градуировки и ТО.
15360 + 30% = 19968 мл
Переведем в литры и округлим
19968 / 1000 = 20л
6000 / 20 = 300 (рабочих дней).
Задача №2. Хватит ли нам мощности генератора азота Кристалл Азот 20.400 ОСЧ для работы? (для расчетов будем ориентироваться на режим из первой задачи).
Решение:
Производительность модели Кристалл Азот 20.400 ОСЧ = 20л/час. Переведем в мл/мин.
20 * 1000 / 60 = 333мл/мин
Потребление прибора - 64 мл/мин (расчет из задачи №1)
64 * 100 / 333 = 19,2 %
Генератор при указанных расходах будет работать на 19,2% мощности с большим запасом по производительности.
