仪器类型简介氢气发生器

氢气发生器简介

由于氢气具有分子量小，分子半径大，热导系数大，粘度小等特点，常被用于气相色谱仪检测分析中作为载气使用，载气的作用是以一定的流速载带气体样品或经气化后的样品气体一起进入色谱柱进行分离，再将被分离后的各组分载入检测器进行检测，最后流出色谱系统放空或收集，载气只是起载带而基本不参于分离作用。常用制取氢气的方法是电解水法，采用的仪器是氢气发生器。

氢气发生器组成

氢气发生器由电解池、氢/水分离器、收集器、干燥器、传感器、压力调节阀等部件组成。电解池是用来盛放水溶液，并发生电解反应的器皿；氢/水分离器是将电解产生的氢气从水中分离出来，并通过干燥器去除其中夹杂的水分，最后进入收集器以备使用；压力调节阀通过调节反应器里的压力来控制反应的速率和程度。氢气易燃易爆，使用时，应特别注意避开火源，以防爆炸。

一个具有额定容积的可定义内部空间的燃料箱，该燃料箱配备有与内部空间相通的氢气排放口;含有氢储存材料并储存于燃料箱内的催化剂，其中催化剂填充于催化反应器内，该反应器配备有关闭部分，可用来阻断催化剂与燃料液体之间的接触，以及与燃料液体相接触的开口部分，因此可根据燃料箱内压力的升降来主动调整是否生成氢气或中止氢气生成。

氢气发生器特点

（一）结构特点

1、零极距，高活性SPE催化电极

2、传质、传热化学工艺性能优秀的复极多元电解槽结构

3、电化学性、抗蚀性、耐钝化性等优越的复极多元电解槽选材

4、齐全、完善、可靠的电气自动控制系统

（二）功能特性

1、电解纯水（杜绝加碱）制氢，无腐蚀、无污染、氢气纯度高

2、单元槽槽电压低，氢气纯度高，干燥剂更换周期长

3、电解电流小，但产气量足，升压快（3～5分钟）

4、氢气稳压、稳流输出，并随负载用气量变化自动跟踪

5、稳压精度高，缺水、过压、防水冲等自动保护技术齐全、可靠

6、噪声小（用户使用时，风扇基本不起动）

7、电解效率高，耗电功率小

氢气发生器工作原理

1、纯水电解制氢

把满足要求的电解水(电阻率大于1MΩ/cm，电子或分析行业用的去离子水或二次蒸馏水皆可)送入电解槽阳极室，通电后水便立刻在阳极分解：2H2O=4H++2O2-，分解成的负氧离子(O2-)，随即在阳极放出电子，形成氧气(O2)，从阳极室排出，携带部份水进入水槽，水可循环使用，氧气从水槽上盖小孔放入大气。氢质子以水合离子(H+?XH2O)的形式，在电场力的作用下，通过SPE离子膜，到达阴极吸收电子形成氢气，从阴极室排出后，进入气水分离器，在此除去从电解槽携带出的大部分水份，含微量水份的氢气再经干燥器吸湿后，纯度便达到99.%以上。

2、碱液电解制氢

工作原理是传统隔膜碱液电解法。电解槽内的导电介质为氢氧化钾水溶液，两极室的分隔物为航天电解设备用优质隔膜，与端板合为一体的耐蚀、传质良好的格栅电极等组成电解槽。向两极施加直流电后，水分子在电解槽的两极立刻发生电化学反应，在阳极产生氧气，在阴极产生氢气。反应式如下：阳极：2OH--2e→H2O+1/2O2↑阴极：2H2O+2e→2OH-+H2↑总反应式：2H2O→2H2↑+O2↑本仪器对压控、过压保护、流量显示、流量追踪等均实行自动控制;使输出氢气能在恒压下，根据气相色谱仪用氢气量，实现全自动调节(在产气量范围内)。

氢气发生器应用

氢气发生器适用于国内外各种型号的色谱仪，户外分析实验，替代传统的高压钢瓶，使气源仪器化。仪器具有运用便利、安全、安稳等特点。产品广泛应用于化工、环保、石油、造纸、电力、食物、制药、科研等范畴。

氢气发生器主要由电解池、开关电源、液路、压力操控、避免回液操控系统、流量显示等部分组成。电解别离池选用膜渗透技能，一步提纯到位，纯度可达99.%以上。因为仪器设计有电路和液路两层防误操作返液操控系统，若氢气发生器外部气路严重漏气或人员误操作也决不返液，彻底解决了其他同类产品返液现象。可为国内外各种不同类型的色谱仪供给燃气或载气，流量数字显示，调查便利。

氢气发生器安装和使用

（一）氢气发生器启动前的准备：

1.将氢气发生器从包装箱中取出，观察仪器的表面有无运输造成的损伤，并核对装箱单上的品名数量是否齐全。

2.氢气发生器开机前准备：

配制电解液：用ml蒸馏水溶解(型为：g,型为：g)氢氧化钾，待溶液冷却后注入液罐，并补充蒸馏水至液位刻度。（注液口位于仪器顶部，取下盖后即可注液。工作时须保证仪器“O2”口畅通，如仪器停止工作15天请将电解液抽出）

3.仪器自检:

A、将氢气发生器输出密封帽旋紧，接通电源线，打开电源。仪器流量显示为：ml/min左右（XYH显示为ml/min）；输出压力缓慢上升，当达到设定值（0.3MPa）后，流量下降，最终显示为“”，说明仪器自检合格。若显示数字大于0，请用皂液检查输出口，看螺帽是否旋紧。

B、完成上述操作后，关机并将输出口螺帽取下。（请妥善保存，以便仪器自检）用管路接通用气设备（或气体净化装置）。打开电源仪器进入工作状态。

C、氢气发生器在使用时应注意流量显示是否与用气设备用气量一致，如流量显示超出用气设备实际用量较大时，应停机检漏。（此时检查连接点或用气设备是否有漏气现象并予以解决）

（二）氢气发生器的使用方法：

开机时，先用原料氢置换系统，从阀3放空，待系统内的高纯氮置换干净后，根据用户的原料氢内的含氢量和所需高纯氢量，来选定操作温度、操作压力和驰放气量，然后再通电加热钯管，从阀2流出高纯氢。调温方法，可根据随机所带的说明书进行温度设定。从钯扩散制得的高纯氢到实际获得的高纯氢，尚需要置换阀2前管线的一段时间，通常约需2—3小时。由于本装置在出厂前，都要经过产品质量检验，因此阀1和阀3管线内，充有高纯氮，阀2到管线前那段管线充有高纯氮。

当设备停止使用时，应先停电，待装置冷却后各阀门都关闭再停气，以便在下次使用时减少置换系统的时间。一般认为在钯管厚度一定的情况下，进出口压力差越大，温度越高，则氢的渗透量越大，操作温度为—℃为宜。

氢气发生器漏气的表现主要体现在：压力表数值小于设定值(设定值一般为0.3MPa)或为零且输出流量数值大于实际用气流量值，用肥皂水试下干燥管两端接口是否有气泡，有汽包说明干燥管漏气，此时拧下干燥管重新装配或更换密封圈或更换干燥管;如若干燥管不漏气则用封堵把氢气输出口堵上让仪器自检，自检结果仪器漏气则打开机壳检查仪器内部气路各个接口是否有漏气点，检查不出来建议供应商技术部以获得，自检不漏气则检查仪器以后的气路部分找出漏气点。

氢气发生器注意事项

1、启动前的准备

加氢氧化钾电解液(称取KOHg溶解于1L的高纯水中)，充分搅拌溶解等电解液完全冷却后再倒入储液桶中使用，然后加入高纯水不要超过上限水位线，也不要低于下限水位线，拧上外盖。液位管中的白色东西是液位管接口处的润滑剂，不影响使用，待整体换液后就好。

2、装好后的溶液可以长期使用，每次快低于水位线时因立即加入高纯水，但加水需防止水漏在仪器内部造成短路，长时间不开机或长时间使用后电解液残渣积累较多时应更换电解液，正常情况下当仪器使用半年后，请更换电解液。更换电解液先要将储液桶内的电解液和残渣吸干净，再将仪器向前倾斜90度，此时电解池内的电解液就会流到储液桶内，接着用洗耳球或移液管把桶内的电解液吸干净，同时注意溶液流到其他管路上造成管路腐蚀。

3、仪器的自检

打开电源开关，关闭净化器的气流开关，此时仪器压力表开始上升，检查仪器面板上电解指示(绿灯)发亮，数字流量显示(数显表)应大于小于，在6分钟内压力指示(压力表)应达到0.4MPa，然后数字流量显示降至“”，说明仪器系统工作正常，自检合格。

4、如在5分钟后，流量指示还在“”左右，压力指示在“0”，说明开关没有旋紧有漏气现象，请继续旋紧开关，使仪器的压力、流量达到合格标准。若依旧如此需打开外盖用肥皂水检查各处旋钮的螺母，对漏气开关旋紧，直到仪器进入正常工作状态。

5、仪器使用时应注意流量指示是否与色谱仪用气量一致，如流量指示超出色谱仪实际用量较大时，应停机检漏，其方法参照仪器的故障原因与排除方法进行调整，再用自检方法检查合格后方可使用。

6、定期检查过滤器中的硅胶是否变色，如变色请马上更换或再生。其方法为，拧下过滤器，再拧开过滤器上盖，更换硅胶后拧紧过滤器上盖，将过滤器装到底座上拧紧。并检查是否漏气。

7、仪器切勿在压力为“0”时空载运行。空载运行时会将电解池和开关电源部件烧坏，造成整个仪器损坏。

8、如发现压力表指示的压力低或数码显示比平时大时，一般说是由漏气造成的，应用皂液全面检漏。尤其是重新更换变色硅胶时，更应特别注意上下螺纹密封圈处不要挤压异物。

氢气发生器维护保养

（一）氢气发生器的日常维护

1、氢气发生器开机前应该检查碱液水位线，不要过高，也不要过低，必须在有电解液的情况下才能正常工作，否则会严重损坏仪器，也容易影响产气。

2、氢气发生器所用电解液对水质有严格要求，需用去离子水或二次蒸馏水。如用其它水配置的电解液则会严重影响产氢质量。

3、将克氢化钾取出溶解于毫升去离子水中(或纯净水)，加入电解池中，补充去离水(或纯净水)至上下限之间。加入电解液30~60分钟后方可开机产生氢气。

4、在与色谱仪联机使用过程中，如氢气发生器流量显示超过色谱仪实际需气量较大时，说明氢气发生器气路系统有漏气现象，应立即停机用中性皂液检漏。

5、如果发生器长期闲置，应该将发生器内的碱液清出，并用清水清洗，然后干燥处理后放置，放置应该干燥通风处。

6、电解液应该定期更换，参考第3条配置。一般是看碱液比较浑浊时，需要更换电解液。

7、正常情况下，只要加入去离子水或者二次蒸馏水即可。

（二）氢气发生器的保养规程

1、根据氢气发生器使用的频率，及时更换变色硅胶，其他过滤材料在两三个月更换一次。

2、氢气发生器新配置的电解液，当水减少时，直接添加二次蒸馏水或去离子水就可以，注意不要超过上水位线，当使用两三个月的时间后，将电解液从电解池中倒出，重新配比电解液，一般为15%的KOH溶液。

3、使用氢气发生器的过程中，注意仪器外部连接件不要漏气，以确保气体的流量和压力稳定。

4、更换过滤材料时，注意过滤器盖及底座部分是否拧紧。

5、更换氢气发生器电解液时，注意不要将电解液洒到仪器上，防止腐蚀。

氢气发生器的设计理念是长时间提供可信赖的自动供气服务。使用者除了常清洁仪器表面外，还要及时更换干燥剂(变色硅胶)和及时添加蒸馏水。要避免氢气发生器被淋湿或暴露于特殊的气体中。不要用具有腐蚀性或可燃性的清洗剂或其他溶剂清洗仪器前面板，这样可能会破坏仪器外观。清洗氢气发生器前必须将电源线从供电插座上拔出来，使仪器处于断电状态;如果需要其他维护，请及时联系厂商。

氢气发生器常见问题

（一）开机表头（显示板）不显示

1、检查电源是否有电；

2、电路插件是否插牢；

3、检查保险是否烧掉，保险位于仪器后面电线插座内（有保险图案），用小“一”字改锥或尖的金属工具向外撬即可取出，保险为5A；

4、打开仪器侧板，检查显示板排线插件是否插牢；

5、打开仪器侧板，看仪器内电路板指示灯是否亮，若不亮，检查电路板上保险是否烧掉，若烧掉，须换保险3A，换后乃不显示，须换电源。

（二）开机表头“”不升压

1、检查光耦插件是否插牢，光耦位于仪器中心部位，有玻璃外罩，甩出一根三排线路连接电源。

2、检查报警器插件，如果插牢再把这两根线短路，若显示数字说明报警器坏掉需更换报警器。（短路方法：把螺钉固定的一根拆下来与焊上去的一根相连）。报警器位于仪器中心上方，拧在塑料五通上是一个黑色锥形体，这两根线是信号线没电压可带电操作。

（三）仪器运行过程中若发现表头显示数字比平时大或升压慢、压力达不到设定值、不能显示“”属漏气造成的要全面检漏。

1、仪器后输出端与使用仪器连接处是否漏气；

2、干燥室两端、密封垫是否有裂纹，密封垫不能粘连棉花、碎硅胶颗粒；

3、仪器内部气路接头要全面检漏，特别是报警器焊点处，看有没有因焊接温度过高使报警器裂而漏气，另外报警器固定电线螺钉处也有可能漏气，用皂液检漏；

4、电池：观察下部黑胶垫处有无凸出变形和渗水现象，若有即更换电池；检查电池是否漏气；把仪器后端用封堵封住不漏气，开机使压力升至最高后关机，观察加水桶内是否有水泡冒出，若有，说明电池漏气需要更换电池。注：更换电池，下方必须放胶垫和绝缘垫，否则短路损坏电池。

（四）氢气发生器漏气

原因：压力表数值小于设定值(设定值一般为0.3MPa)或为零且输出流量数值大于实际用气流量值。

解决方法：用肥皂水试下干燥管两端接口是否有气泡，有汽包说明干燥管漏气，此时拧下干燥管重新装配或更换密封圈或更换干燥管。如若干燥管不漏气则用封堵把氢气输出口堵上让仪器自检，自检结果仪器漏气则打开机壳检查仪器内部气路各个接口是否有漏气点，检查不出来建议联系供应商技术部以获得技术支持，自检不漏气则检查仪器以后的气路部分找出漏气点。

（五）氢气发生器干燥管有水

原因：1、硅胶质量差或没完全再生，此时更换好的硅胶或烘烤时间加长一般在摄氏度12小时。2、返液，更换气水分离器或重新调试。

（六）氢气发生器气量不足

原因：仪器漏气，电解液浓度低

解决方法：仪器自检看是否存在漏气，添加电解质(一般为氢氧化钾)

（七）氢气发生器过压

原因：氢气发生器压力超出设定值且数码显示表数字不停地变动和闪跳

解决方法：压力控制器设定位置移动或损坏，重新调节压力控制装置或更换压力控制装置。气水分离器内部压力过大，松下气水分离器旋盖以减低其内部压力或更换气水分

内容来源：仪器设备实验淘