RU53019U1 - DEVICE FOR GAS-CHROMATOGRAPHIC ANALYSIS OF HYDROGEN-CONTAINING GAS MIXTURES - Google Patents

Abstract

Предложен аппарат для газохроматографического анализа водородсодержащих газовых смесей, включающий два термостатированных параллельных канала - канал анализа Н₂ и канал анализа остальных газов, где каждый из каналов содержит по меньшей мере две последовательные разделительные колонки и детектор, причем в канале анализа H₂ после первой по ходу газовой смеси разделительной колонки дополнительно установлена система с возможностью отключения второй разделительной колонки и подачи газовой смеси сразу на детектор. Каналы выполнены термостатированными посредством использования единого термостата для обоих каналов или отдельных термостатов для каждого из каналов, или отдельных термостатов для каждой из разделительных колонок. В частном случае воплощения отдельный термостат второй по ходу газовой смеси разделительной колонки в канале анализа Н₂ снабжен криосистемой.An apparatus is proposed for gas chromatographic analysis of hydrogen-containing gas mixtures, which includes two thermostatically controlled parallel channels — an H ₂ analysis channel and an analysis channel for the remaining gases, where each channel contains at least two consecutive separation columns and a detector, and in the H ₂ analysis channel after the first one gas mixture separation column additionally installed a system with the ability to disable the second separation column and supply the gas mixture directly to the detector. The channels are thermostatically controlled by using a single thermostat for both channels or separate thermostats for each channel, or separate thermostats for each of the separation columns. In the particular case of embodiment, the separate thermostat of the second upstream gas mixture of the separation column in the H ₂ analysis channel is equipped with a cryosystem.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к системам для анализа газов и касается аппарата для газохроматографического анализа водородсодержащих газовых смесей, позволяющего производить полное разделение водородсодержащих смесей, в частности, представляющих собой продукты получения синтез-газа.The utility model relates to systems for gas analysis and relates to an apparatus for gas chromatographic analysis of hydrogen-containing gas mixtures, which allows for the complete separation of hydrogen-containing mixtures, in particular, which are products of synthesis gas production.

Уровень техникиState of the art

Известно, что общим недостатком газохроматографического метода для анализа водородсодержащих газовых смесей, связанным с особенностью детекторов по теплопроводности, является необходимость использования как минимум двух газов-носителей для повышения точности анализа. Для анализа водорода в качестве газа-носителя обычно используют аргон или азот, тогда как для анализа остальных газов наиболее распространенным газом-носителем является гелий. Это приводит к необходимости использования двух хроматографических каналов, в каждом из которых производится отбор пробы, разделение газовой смеси на хроматографических разделительных колонках и детектирование компонентов смеси.It is known that a common drawback of the gas chromatographic method for analyzing hydrogen-containing gas mixtures associated with the thermal conductivity detector feature is the need to use at least two carrier gases to increase the accuracy of the analysis. For the analysis of hydrogen, argon or nitrogen is usually used as the carrier gas, while helium is the most common carrier gas for the analysis of other gases. This necessitates the use of two chromatographic channels, in each of which sampling, separation of the gas mixture on chromatographic separation columns and detection of the components of the mixture are performed.

Для количественного определения компонентов смеси необходима калибровка детекторов. Наиболее распространенными методами калибровки являются абсолютная калибровка, нормализация по сумме площадей пиков и калибровка по внутреннему стандарту. Абсолютная калибровка позволяет не использовать инертный газ в реакции, однако она To quantify the components of the mixture, calibration of the detectors is necessary. The most common calibration methods are absolute calibration, normalization by the sum of the peak areas and calibration according to the internal standard. Absolute calibration allows you to not use an inert gas in the reaction, however, it

применима только в случае стандартизованных условий анализа, в частности, при известном давлении газа внутри каждого из каналов, которое может меняться по ходу реакции. Нормализацию по сумме площадей пиков обычно применяют при анализе реакций с известной стехиометрией. Метод внутреннего стандарта позволяет не учитывать изменяющиеся условия анализа и стехиометрию изучаемой реакции, обеспечивая универсальность анализа. Однако для применения калибровки по методу внутреннего стандарта к анализу водородсодержащих газовых смесей необходимо разделять сигналы измеряемого вещества и газа-стандарта в каждом хроматографическом канале.applicable only in the case of standardized analysis conditions, in particular, at a known gas pressure inside each of the channels, which can vary during the reaction. Normalization by the sum of the peak areas is usually used in the analysis of reactions with known stoichiometry. The internal standard method allows not to take into account the changing conditions of the analysis and the stoichiometry of the studied reaction, ensuring the universality of the analysis. However, to apply calibration using the internal standard method to the analysis of hydrogen-containing gas mixtures, it is necessary to separate the signals of the measured substance and the standard gas in each chromatographic channel.

Для газохроматографического разделения газовых смесей, содержащих, в частности, СО, СО₂, H₂O, N₂, О₂ применяют системы, содержащие несколько последовательно соединенных разделительных колонок, при этом в ходе анализа происходит переключение потока между колонками и детекторами.For gas chromatographic separation of gas mixtures containing, in particular, CO, CO ₂ , H ₂ O, N ₂ , O _2, systems containing several series-connected separation columns are used, while the flow is switched between the columns and detectors during the analysis.

В патенте US 4470832 описан аппарат, содержащий, как минимум, две параллельные колонки и механизм переключения потоков между колонками и детектором. Аппарат предназначен для разделения таких газовых смесей, как, например, H₂, CO, CH₄, C₂H₂, С₂H₄, С₂Н₆, однако такие газы, как N₂, О₂, Аr, не смогут быть одновременно проанализированы с достаточной точностью из-за использования газа-носителя, близкого по физическим свойствам к последним.US Pat. No. 4,470,832 describes an apparatus comprising at least two parallel columns and a flow switching mechanism between the columns and the detector. The device is designed to separate such gas mixtures, such as, for example, H ₂ , CO, CH ₄ , C ₂ H ₂ , C ₂ H ₄ , C ₂ H ₆ , however, gases such as N ₂ , O ₂ , Ar, will not be simultaneously analyzed with sufficient accuracy due to the use of a carrier gas close in physical properties to the latter.

Наиболее близким к настоящей полезной модели является аппарат для газохроматографического анализа водородсодержащих газовых смесей описанный в диссертации D.R.W. Neumann "Dynamic reactor operation and high-temperature catalysis: direct oxidation of methane in a reverse-flow reactor", Университет Питтсбурга, 2003 г. (доступна в Интернет по адресу http://etd.library.pitt.edu/ETD/available/etd-06252003-144932/). Аппарат предназначен для анализа газов, являющихся продуктами окислительной конверсии метана: СН₄, O₂, N₂, Н₂, Н₂O, СО и СO₂, и включает два Closest to this utility model is the apparatus for gas chromatographic analysis of hydrogen-containing gas mixtures described in the DRW Neumann dissertation "Dynamic reactor operation and high temperature catalysis: direct oxidation of methane in a reverse-flow reactor", University of Pittsburgh, 2003 (available in Internet at http://etd.library.pitt.edu/ETD/available/etd-06252003-144932/). The apparatus is designed to analyze gases that are products of the oxidative conversion of methane: CH ₄ , O ₂ , N ₂ , H ₂ , H ₂ O, CO and CO ₂ , and includes two

параллельных хроматографических канала, в которых используются разные газы-носители: Аr для анализа водорода в одном канале и Н₂ для анализа остальных компонентов газовой смеси в другом канале. Каждый из каналов содержит две последовательные разделительные колонки, помещенные в термостат, и снабжен детектором. Кроме того, канал анализа остальных газов содержит кран для переключения газового потока между второй колонкой и детектором.parallel chromatographic channels in which different carrier gases are used: Ar for analyzing hydrogen in one channel and H ₂ for analyzing the remaining components of the gas mixture in another channel. Each channel contains two consecutive dividing columns placed in a thermostat and is equipped with a detector. In addition, the remaining gas analysis channel contains a valve for switching the gas flow between the second column and the detector.

Недостатком данного технического решения является невозможность использования метода внутреннего стандарта для калибровки детектора в канале анализа водорода, в связи с чем уменьшается точность и универсальность анализа.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of using the internal standard method for calibrating the detector in the hydrogen analysis channel, and therefore the accuracy and universality of the analysis are reduced.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Задачей, на решение которой направлена предложенная полезная модель, является создание универсального аппарата, позволяющего с высокой точностью осуществлять анализ водородсодержащих газовых смесей, в том числе, содержащих N₂, О₂, Аr.The task to which the proposed utility model is directed is the creation of a universal apparatus that allows high-precision analysis of hydrogen-containing gas mixtures, including those containing N ₂ , O ₂ , Ar.

Поставленная задача решена в аппарате для газохроматографического анализа водородсодержащих газовых смесей, включающем два термостатированных параллельных канала - канал анализа Н₂ и канал анализа остальных газов, где каждый из каналов содержит по меньшей мере две последовательные разделительные колонки и детектор, в котором в канале анализа Н₂ после первой по ходу газовой смеси разделительной колонки дополнительно установлена система с возможностью отключения второй разделительной колонки и подачи газовой смеси сразу на детектор.The problem is solved in the apparatus for gas chromatographic analysis of hydrogen-containing gas mixtures, which includes two thermostatically controlled parallel channels - channel analysis of H ₂ and the channel of analysis of other gases, where each of the channels contains at least two consecutive separation columns and a detector in which in the channel of analysis of H ₂ after the first separation gas column along the gas mixture, an additional system is installed with the ability to turn off the second separation column and supply the gas mixture directly to the detector.

В предложенном аппарате каналы выполнены термостатированными посредством использования единого термостата для обоих каналов или отдельных термостатов для каждого из каналов, или отдельных термостатов для каждой из разделительных колонок.In the proposed apparatus, the channels are thermostatically controlled by using a single thermostat for both channels or separate thermostats for each channel, or separate thermostats for each of the separation columns.

В частном случае выполнения аппарата термостат второй по ходу газовой смеси разделительной колонки в канале анализа Н₂ снабжен криосистемой, позволяющей устанавливать и при необходимости поддерживать температуру ниже 0°С.In the particular case of the apparatus, the thermostat of the second upstream gas mixture of the separation column in the H ₂ analysis channel is equipped with a cryosystem that allows you to set and, if necessary, maintain the temperature below 0 ° C.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг.1 изображена схема аппарата для анализа водородсодержащих газовых смесей.Figure 1 shows a diagram of an apparatus for the analysis of hydrogen-containing gas mixtures.

На Фиг.2 проиллюстрирован вариант воплощения полезной модели с обратной продувкой первой колонки.Figure 2 illustrates an embodiment of a utility model with reverse purging of the first column.

На Фиг.3 изображена хроматограмма водородсодержащей газовой смеси, зарегистрированная на канале анализа водорода.Figure 3 shows a chromatogram of a hydrogen-containing gas mixture recorded on a hydrogen analysis channel.

На Фиг.4 представлена хроматограмма водородсодержащей газовой смеси, зарегистрированная на канале анализа остальных газов.Figure 4 presents the chromatogram of a hydrogen-containing gas mixture recorded on the channel for the analysis of other gases.

На Фиг.5 показана хроматограмма водородсодержащей газовой смеси, включающей аргон, зарегистрированная на канале анализа водорода.Figure 5 shows a chromatogram of a hydrogen-containing gas mixture comprising argon recorded on a hydrogen analysis channel.

На Фиг.6 изображена хроматограмма водородсодержащей газовой смеси, включающей аргон, зарегистрированная на канале анализа остальных газов.Figure 6 shows a chromatogram of a hydrogen-containing gas mixture comprising argon, recorded on the channel for analysis of other gases.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

В аппарате для газохроматографического анализа водородсодержащих смесей, соответствующем данной полезной модели, пробы газовой смеси поступают параллельно в два термостатированных хроматографических канала: канал анализа водорода и канал анализа остальных газов. В частном случае воплощения полезной модели, показанном на Фиг.1, схема аппарата включает в себя многоходовые краны (1), представленные шестиходовыми кранами, источники газов-носителей (2), первые по ходу газовой смеси разделительные колонки In the apparatus for gas-chromatographic analysis of hydrogen-containing mixtures corresponding to this utility model, samples of the gas mixture are supplied in parallel to two thermostated chromatographic channels: a channel for analyzing hydrogen and a channel for analyzing other gases. In the particular case of the embodiment of the utility model shown in FIG. 1, the apparatus diagram includes multi-way valves (1) represented by six-way valves, sources of carrier gases (2), first separation columns along the gas mixture

(3, 4), вторые по ходу газовой смеси разделительные колонки (6, 7), систему отключения второй разделительной колонки, включающую многоходовые краны (5), представленные шестиходовыми кранами, и детекторы (8). Термостаты, в которые помещены разделительные колонки (3, 4, 6, 7), могут быть как отдельными, так и едиными, т.е. совмещенными (на схеме не показаны).(3, 4), second separation columns along the gas mixture (6, 7), a second column separation system, including multi-way valves (5), represented by six-way valves, and detectors (8). Thermostats in which separation columns are placed (3, 4, 6, 7) can be either separate or single, i.e. combined (not shown in the diagram).

Газовые пробы, содержащиеся в омываемых анализируемым газом дозирующих петлях, при переключении кранов (1) поступают в первые разделительные колонки (3, 4), предназначенные для отделения газов, таких как, например, CO₂ и Н₂О, от остальных газов, которые проходят дальше на вторые разделительные колонки (6, 7). После прохождения всех остальных газов на вторые разделительные колонки (6, 7) происходит переключение кранов (5). После этого газы, не прошедшие на вторую колонку (например, СO₂ и Н₂О), начинают поступать на детекторы (8). После выхода всех газов с колонок (3, 4) краны (5) снова переключаются, и газы, разделяющиеся на колонках (6, 7), поступают на детекторы (8).The gas samples contained in the dosing loops washed by the analyzed gas, when switching the taps (1), enter the first separation columns (3, 4), designed to separate gases, such as, for example, CO ₂ and Н ₂ О, from other gases, which pass further to the second dividing columns (6, 7). After passing all the other gases to the second separation columns (6, 7), the valves (5) switch over. After this, gases that did not pass to the second column (for example, СО ₂ and Н ₂ О) begin to flow to the detectors (8). After all gases have escaped from the columns (3, 4), the taps (5) are switched again, and the gases separated in the columns (6, 7) are fed to the detectors (8).

Аппарат, соответствующий настоящей полезной модели, позволяет проводить полное разделение газовой смеси на компоненты в обоих хроматографических каналах. Содержание компонентов в смеси рассчитывают, исходя из площадей соответствующих пиков на хроматограмме, по формуле:The apparatus corresponding to the present utility model allows the complete separation of the gas mixture into components in both chromatographic channels. The content of components in the mixture is calculated based on the areas of the corresponding peaks in the chromatogram according to the formula:

где С_i - концентрация i-го компонента в смеси. S_i - площадь пика i-го компонента на хроматограмме, S_St - площадь пика стандарта на хроматограмме, V_St - объем стандарта в пробе, V - общий объем пробы, RF_i where C _i is the concentration of the i-th component in the mixture. S _i - peak area of the i-th component in the chromatogram, S _St - peak area of the standard in the chromatogram, V _St - standard volume in the sample, V - total sample volume, RF _i

- калибровочный коэффициент для i-го компонента. Калибровочные коэффициенты для всех компонентов вычисляются по формуле:- calibration factor for the i-th component. Calibration coefficients for all components are calculated by the formula:

где V_i - объем i-го компонента в пробе. В качестве внутреннего стандарта, в принципе, может быть использован любой компонент газовой смеси, концентрация или количество которого известны. Чаще всего в качестве внутреннего стандарта используют инертные газы (аргон, азот), не вступающие в реакцию. Калибровка (вычисление калибровочных коэффициентов RF_i) проводится отдельно для каждого хроматографического канала.where V _i is the volume of the i-th component in the sample. As an internal standard, in principle, any component of the gas mixture whose concentration or amount is known can be used. Most often, inert gases (argon, nitrogen) that do not enter into the reaction are used as the internal standard. Calibration (calculation of calibration coefficients RF _i ) is carried out separately for each chromatographic channel.

В предложенной полезной модели при необходимости можно осуществлять обратную продувку первых по ходу газовой смеси колонок. Схема аппарата с обратной продувкой представлена на Фиг.2, где для упрощения показан один из двух хроматографических каналов. Принципиальное отличие схемы с обратной продувкой от схемы, представленной на Фиг.1, состоит в использовании в качестве многоходового крана (1) десятиходового крана. К крану (1) подключены источник газа-носителя (2) и первая разделительная колонка (3). Кроме того, в схеме данного аппарата предусмотрен дополнительный источник газа носителя (9) и регулировочный кран обратной продувки (10). Остальная часть схемы не отличается от схемы аппарата, представленного на Фиг.1. Обратная продувка первой колонки позволяет, в частности, не анализировать часть компонентов газовой смеси, разделяющихся на первой колонке (CO₂, Н₂О, H₂S и другие газы), что приводит к уменьшению времени анализа. В этом случае для обеспечения обратной продувки необходимо при переключении крана (5) одновременно переключать и кран (1).In the proposed utility model, if necessary, it is possible to reverse purge the first columns along the gas mixture. A schematic diagram of a back-purge apparatus is shown in FIG. 2, where, for simplicity, one of two chromatographic channels is shown. The fundamental difference between the backwash circuit and the circuit shown in FIG. 1 is the use of a ten-way valve as a multi-way valve (1). The source of carrier gas (2) and the first separation column (3) are connected to the tap (1). In addition, the circuit of this apparatus provides an additional carrier gas source (9) and a back-purge control valve (10). The rest of the circuit does not differ from the circuit of the apparatus shown in Fig.1. The reverse purge of the first column allows, in particular, not to analyze a part of the components of the gas mixture separated on the first column (CO ₂ , H ₂ O, H ₂ S and other gases), which reduces the analysis time. In this case, to ensure reverse purge, it is necessary to switch the valve (1) at the same time when switching the valve (5).

В частном варианте воплощения полезной модели вторые по ходу газовой смеси колонки (6, 7) в одном или обоих хроматографических In a particular embodiment of the utility model, the second in the course of the gas mixture columns (6, 7) in one or both chromatographic

каналах помещают в термостат, снабженный криосистемой (действующей, например, путем впрыскивания жидкого CO₂), позволяющей снижать температуру разделительных колонок ниже 0°С. Снижение температуры позволяет хроматографически разделить аргон и кислород при их совместном присутствии в газовой смеси, что дает возможность рассчитать содержание этих компонентов в смеси и/или использовать один из этих газов в качестве внутреннего стандарта для расчета содержания остальных компонентов.the channels are placed in a thermostat equipped with a cryosystem (operating, for example, by injecting liquid CO ₂ ), which allows lowering the temperature of the separation columns below 0 ° C. Lowering the temperature allows chromatographic separation of argon and oxygen when they are together in the gas mixture, which makes it possible to calculate the content of these components in the mixture and / or use one of these gases as an internal standard for calculating the content of the remaining components.

Осуществление настоящей полезной модели иллюстрируют приведенные ниже Примеры, которые не предназначены для ограничения объема притязаний, представленного в формуле полезной модели, т.к. полученные результаты не исчерпывают полностью объем проведенных исследований.The implementation of this utility model is illustrated by the following Examples, which are not intended to limit the scope of claims presented in the utility model formula, because the results obtained do not completely exhaust the scope of the studies.

Пример 1.Example 1

Анализ газообразных продуктов парциального окисления метана в синтез-газ, содержащих Н₂, О₂, N₂, СH₄, СО, СО₂, Н₂О. В качестве инертного газа-стандарта использован N₂. Для детектирования компонентов газовой смеси в каждом из каналов использованы детекторы по теплопроводности. Канал анализа водорода: газ-носитель - аргон, первая по ходу газовой смеси колонка - Haysep Q (80-100 меш, 1/8", 2 м), вторая по ходу газовой смеси колонка - молекулярные сита 5 А (80-100 меш, 1/8", 4 м), температура обеих колонок - 120°С. Первое переключение потока газов - 4 мин после начала анализа, второе переключение - 14 мин.Analysis of the gaseous products of the partial oxidation of methane to synthesis gas containing H _2, O _2, N _2, CH _4, CO, CO _2, H ₂ O. As the inert gas N ₂ standard is used. Thermal conductivity detectors were used to detect the components of the gas mixture in each channel. Hydrogen analysis channel: carrier gas - argon, the first column along the gas mixture - Haysep Q (80-100 mesh, 1/8 ", 2 m), the second column along the gas mixture - 5 A molecular sieves (80-100 mesh , 1/8 ", 4 m), the temperature of both columns is 120 ° C. The first switching of the gas flow is 4 minutes after the start of the analysis, the second switching is 14 minutes.

Канал анализа остальных газов: газ-носитель - гелий, первая по ходу газовой смеси колонка - Haysep Q (80-100 меш, 1/8", 2 м), вторая по ходу газовой смеси колонка - молекулярные сита 5 А (80-100 меш, 1/8", 4 м), температура первой колонки - 120°С, температура второй колонки изменяется в соответствии со следующей программой: 40°С - 19 мин, Channel for analysis of other gases: carrier gas - helium, the first column along the gas mixture - Haysep Q (80-100 mesh, 1/8 ", 2 m), the second column along the gas mixture - molecular sieves 5 A (80-100 mesh, 1/8 ", 4 m), the temperature of the first column is 120 ° C, the temperature of the second column is changed in accordance with the following program: 40 ° C - 19 min,

нагрев со скоростью 20°/мин до 120°С. Первое переключение потока газов - 2,4 мин, второе переключение - 11,5 мин.heating at a speed of 20 ° / min to 120 ° C. The first switching of the gas flow is 2.4 minutes, the second switching is 11.5 minutes.

Общее время анализа - 35 мин.The total analysis time is 35 minutes.

На Фиг.3 и Фиг.4 представлены хроматограммы, полученные на канале анализа водорода и канале анализа остальных газов, соответственно. На хроматограммах присутствуют пики, соответствующие различным газам, а также моментам переключения крана.Figure 3 and Figure 4 presents the chromatograms obtained on the channel of the analysis of hydrogen and the channel of analysis of the remaining gases, respectively. On the chromatograms there are peaks corresponding to various gases, as well as the moments of switching the crane.

В данном примере анализируют все компоненты газовой смеси, поэтому, приняв сумму всех компонентов за 100%, можно рассчитать процентный состав смеси (в объемных или мольных процентах). Рассчитанное содержание компонентов в газовой смеси приведено в Таблице 1.In this example, all components of the gas mixture are analyzed, therefore, taking the sum of all components as 100%, you can calculate the percentage composition of the mixture (in volume or molar percent). The calculated content of the components in the gas mixture is shown in Table 1.

Таблица 1.
Содержание компонентов в газовой смеси.Table 1.
The content of components in the gas mixture. ГазGas СO₂ CO ₂ Н₂OH ₂ O Н₂ H ₂ O₂ O ₂ N₂ N ₂ СН₄ CH ₄ СОWith Содержание, об.%Content, vol.% 2,62.6 2,22.2 30,030,0 0,20.2 48,248,2 1,71.7 15,115.1

Пример 2.Example 2

Анализ газовой смеси, содержащей Н₂, O₂, Аr, N₂, СН₄, СО, СO₂, Н₂O. Характеристики колонок и детекторов - те же, что и в Примере 1. Отбор пробы в обоих каналах производится с помощью десятиходовых кранов (см. Фиг.2), позволяющих осуществлять обратную продувку первых по ходу газовой смеси разделительных колонок.Analysis of a gas mixture containing H ₂ , O ₂ , Ar, N ₂ , CH ₄ , CO, CO ₂ , H ₂ O. The characteristics of the columns and detectors are the same as in Example 1. Sampling in both channels is performed using ten-way valves (see Figure 2), allowing reverse purging of the first separation columns along the gas mixture.

В канале анализа водорода первое время переключения потока газов - 4 мин, второе переключение - 6 мин. Температура обеих колонок - 120°С.In the hydrogen analysis channel, the first switching time of the gas flow is 4 minutes, the second switching is 6 minutes. The temperature of both columns is 120 ° C.

В канале анализа остальных газов первое переключение потока газов - 2,3 мин, второе переключение - 3,2 мин. Температура первой по ходу газовой смеси разделительной колонки - 120°С. Температура второй колонки изменяется по следующей программе: -10°С - 14 мин, нагрев со скоростью 20°/мин до 120°С. Общее время анализа - 27 мин.In the remaining gas analysis channel, the first switching of the gas flow is 2.3 minutes, the second switching is 3.2 minutes. The temperature of the first upstream gas mixture of the separation column is 120 ° C. The temperature of the second column is changed according to the following program: -10 ° С - 14 min, heating at a speed of 20 ° / min to 120 ° С. The total analysis time is 27 minutes.

Хроматограммы канала анализа водорода и канала анализа остальных газов приведены на Фиг.5 и Фиг.6, соответственно. На хроматограммах присутствуют пики, соответствующие различным газам, а также моментам переключения крана. На хроматограммах отсутствует пик Н₂О, так как переключение потоков происходит до начала выхода соответствующего компонента с первых по ходу газовой смеси колонок. Оставшийся на колонке компонент (H₂O) сдувается обратной продувкой. Кроме того, на хроматограмме канала анализа водорода отсутствует пик Аr, так как Аr в данном канале используют в качестве газа-носителя.Chromatograms of the hydrogen analysis channel and the remaining gas analysis channel are shown in FIG. 5 and FIG. 6, respectively. On the chromatograms there are peaks corresponding to various gases, as well as the moments of switching the crane. In the chromatograms, there is no peak of H ₂ O, since the switching of flows occurs before the release of the corresponding component from the first columns along the gas mixture. The remaining component (H ₂ O) on the column is blown back. In addition, there is no Ar peak in the chromatogram of the hydrogen analysis channel, since Ar in this channel is used as a carrier gas.

Поскольку в данном анализе не определяется полный набор компонентов (отсутствует Н₂О), рассчитывают содержание компонентов относительно внутреннего стандарта, в качестве которого в данном случае использован N₂. Результаты расчета приведены в Таблице 2.Since the complete set of components is not determined in this analysis (H ₂ O is absent), the content of the components is calculated relative to the internal standard, in which case N _{2 is used} . The calculation results are shown in Table 2.

Таблица 2.
Содержание компонентов в газовой смеси.Table 2.
The content of components in the gas mixture. ГазGas СO₂ CO ₂ H₂ H ₂ O₂ O ₂ АrAr СН₄ CH ₄ СОWith Относительное содержание,Relative content,             100%,об.% 100%, vol.% 12,412,4 62,362.3 24,324.3 13,313.3 73,473,4 20,720.7

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Аппарат для газохроматографического анализа, соответствующий предложенной полезной модели, представляет большой интерес для использования в различных отраслях промышленности. Интерес обусловлен универсальностью аппарата, поскольку он позволяет производить полное разделение водородсодержащих газовых смесей, в частности, содержащих Н₂, СО, СO₂, Н₂О, N₂, O₂ и Аr, например, представляющих собой продукты получения синтез-газа, с высокой точностью.The apparatus for gas chromatographic analysis corresponding to the proposed utility model is of great interest for use in various industries. The interest is due to the versatility of the apparatus, since it allows the complete separation of hydrogen-containing gas mixtures, in particular, containing H ₂ , CO, CO ₂ , H ₂ O, N ₂ , O ₂ and Ar, for example, which are products of synthesis gas production, with high precision.

Claims (3)

1. Аппарат для газохроматографического анализа водородсодержащих газовых смесей, включающий два термостатированных параллельных канала - канал анализа H₂ и канал анализа остальных газов, где каждый из каналов содержит по меньшей мере две последовательные разделительные колонки и детектор, отличающийся тем, что в канале анализа H₂ после первой по ходу газовой смеси разделительной колонки дополнительно установлена система с возможностью отключения второй разделительной колонки и подачи газовой смеси сразу на детектор.1. Apparatus for gas-chromatographic analysis of hydrogen-containing gas mixtures, including two thermostatically controlled parallel channels - an analysis channel H ₂ and an analysis channel for other gases, where each of the channels contains at least two consecutive separation columns and a detector, characterized in that in the analysis channel H ₂ after the first separation gas column along the gas mixture, an additional system is installed with the ability to turn off the second separation column and supply the gas mixture directly to the detector. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что каналы выполнены термостатированными посредством использования единого термостата для обоих каналов или отдельных термостатов для каждого из каналов, или отдельных термостатов для каждой из разделительных колонок.2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the channels are thermostated by using a single thermostat for both channels or separate thermostats for each channel, or separate thermostats for each of the separation columns. 3. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что отдельный термостат второй по ходу газовой смеси разделительной колонки в канале анализа Н₂ снабжен криосистемой.

3. The apparatus according to claim 2, characterized in that the separate thermostat of the second upstream gas mixture of the separation column in the H ₂ analysis channel is equipped with a cryosystem.