在线气相色谱分析仪的原理和应用介绍(LNG)
气相色谱仪的原理及应用
气相色谱仪的原理及应用气相色谱仪是利用色谱分离技术和检测技术，对多组分的复杂混合物进行定性和定量分析的仪器。
气相色谱仪的原理：气相色谱仪是以气体作为流动相（载气）。
当样品由微量注射器“注射”进入进样器后，被载气携带进入填充柱或毛细管色谱柱。
由于样品中各组分在色谱柱中的流动相（气相）和固定相（液相或固相）间分配或吸附系数的差异，在载气的冲洗下，各组分在两相间作反复多次分配使各组分在柱中得到分离，然后用接在柱后的检测器根据组分的物理化学特性将各组分按顺序检测出来。
检测器对每个组分所给出的信号，在记录仪上表现为一个个的峰，称为色谱峰。
色谱峰上的极大值是定性分析的依据，而色谱峰所包罗的面积则取决于对应组分的含量，故峰面积是定量分析的依据。
一个混合物样品注入后，由记录仪记录得到的曲线，称为色谱图。
分析色谱图就可以得到定性分析和定量分析结果。
气相色谱仪的应用：气相色谱法是以气体为流动相的色谱分析方法，主要用于分离分析易挥发的物质。
气相色谱法已成为极为重要的分离分析方法之一，在医药卫生、石油化工、环境监测、生物化学等领域得到广泛的应用。
气相色谱仪具有：高灵敏度、高效能、高选择性、分析速度快、所需试样量少、应用范围广等优点。
气相色谱仪，将分析样品在进样口中气化后，由载气带入色谱柱，通过对欲检测混合物中组分有不同保留性能的色谱柱，使各组分分离，依次导入检测器，以得到各组分的检测信号。
按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。
通常采用的检测器有：热导检测器，火焰离子化检测器，氦离子化检测器，超声波检测器，光离子化检测器，电子捕获检测器，火焰光度检测器，电化学检测器，质谱检测器等。
气相色谱仪的使用及工作原理
气相色谱仪的使用及工作原理气相色谱仪的使用一、气相色谱分析仪纯气的现状气相色谱分析纯气中杂质因其具有各种优越性而不可替换。
相像时可检测多个组分，分析时间短，操纵简便，分析技术快捷多变，价格低，能自动化检测与计算机掌控等优点,因而其产品受到广阔用户的欢迎。
例如我公司的“氩气纯度分析仪” 、“液氧中痕量总烃分析仪”等产品投进市场后得到用户的确定和青睐，替换进口并供不应求。
在纯气分析方面的国家标准已有确定数目上已经接受了气相色谱法。
但现状仍与国际上有较大的差距。
1、技术讨论与创新方面从发表论文上看，在上世纪八十—九十时代国内显现过讨论分析痕量杂质气体的繁华时代。
但近十年来新的检测方法、技术与仪器、检测器讨论进展缓慢、创新乏力、论文发表数目削减，无长期同一规划和稳定的投进，专业讨论与分析队伍不断强大，同时又有待素养进步。
至今还无一本“高纯气体分析技术”的专著问世。
2、“国家标准”反应技术落后总体看有关高纯气的“国家标准”中，其中分析方法与国际水平比较明显落后，仪器化水平低，其中有一部分才能与之水平相近。
还有些“标准”仍接受比色法为主，检测方法不能仪器化。
例如在“医用氧标准”（GB8982—1998）中反应出的题目较为集中。
在标准的“技术指标”中除氧含量指标（≥99.5%）外，杂质含量无任何数据，都是“按规定方法试验合格”。
而全部的规定方法都是化学吸取法或比色法。
分析结果只有“合格”与“分歧格”，极多据记录。
这对引导厂家生产是不利的。
至今多数厂家不具备全面按“规定”抽检的技术与条件。
使用单位（医院与相关讨论单位）更难投进组建分析职员与条件。
有的厂家只是向科研单位送检一次、检验合格后再不对该项检测。
二、检测器与检测技术1、检测器目前用于纯气中杂质气体分析的气相色谱检测器有如下几种。
⑴热传导池检测器（TCD）该检测器的可以指标可以达到ppm级检测。
与变温浓缩法搭配可以检测到ppb级，例如高纯氢气，超纯氢的检测可以测到0.1ppb （0.1x10—9V/V）级。
气相色谱分析仪
气相色谱分析仪气相色谱分析仪是一种常用于化学领域的仪器，可以用来分离和检测复杂混合物中的化合物。
它主要由进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统等组成。
本文将介绍气相色谱分析仪的工作原理、应用领域和发展趋势。
首先，气相色谱分析仪的工作原理是基于气相色谱技术。
它利用样品中化合物在固定填充物内的分配行为来实现分离。
当样品经过进样系统进入色谱柱时，化合物会在固定填充物上发生吸附和解吸过程，分离成不同的组分。
然后，这些分离出来的化合物通过检测器进行检测，并转换成电信号。
最后，数据处理系统将电信号转化为色谱图，用于定性和定量分析。
气相色谱分析仪在许多领域中都有广泛的应用。
首先，它在石油化工行业中被广泛使用。
气相色谱分析仪可以用来检测石油中的各种组分，如烃类、酮类和醇类等。
这对于石油的炼制和质量控制非常重要。
其次，气相色谱分析仪在环境监测和食品安全方面也起着重要的作用。
例如，它可以用来监测大气中的污染物，检测土壤和水中的有机污染物，以及分析食品中的添加剂和农药残留等。
此外，气相色谱分析仪还被广泛应用于医药、生物化学、材料研究等领域。
随着科学技术的不断发展，气相色谱分析仪也在不断完善和改进。
首先，新型的填充物被引入，以提高色谱柱的分离能力和分析速度。
其次，检测器的灵敏度和选择性也得到了提高，可以检测到更小浓度和更多种类的化合物。
此外，自动化和智能化的气相色谱分析仪也逐渐兴起。
例如，一些仪器可以实现自动进样、在线监测和远程控制等功能，提高了分析的效率和精度。
综上所述，气相色谱分析仪是一种重要的分析工具，广泛应用于化学、石油化工、环境监测、食品安全等领域。
随着科技的进步，它将不断发展和完善，为人们提供更加准确、快速和方便的分析手段。
气相色谱仪的原理及应用方法
气相色谱仪的原理及应用方法一、气相色谱仪的原理气相色谱仪（Gas Chromatograph，简称GC）是一种分离和分析化合物的仪器。
它基于样品在气相和固定相之间相互分配的原理，通过柱和载气的选择实现对样品中各种化合物的分离。
1.1 采集样品在开始实验之前，需要准备样品，并采用适当的方法将需要分析的化合物转化为气态。
这可以通过蒸馏、热解、溶剂提取等方法完成。
1.2 柱的选择选择适当的柱是实现有效分离的关键。
柱的选择取决于需要分离的化合物的性质和分析目的。
常见的柱类型包括填充柱和毛细管柱。
填充柱常用于高分子化合物的分离，而毛细管柱适用于低分子量有机物的分离。
1.3 载气的选择载气在气相色谱中起到推动样品通过柱的作用。
常用的载气有氮气、氢气和惰性气体等。
载气的选择取决于对分子扩散速率和分离效果的要求，以及实验室中的安全性和成本等因素。
1.4 分离原理分离原理是气相色谱仪的核心。
它基于化合物在液相和固相之间的分配系数不同，使得样品中的各种化合物在柱上以不同的速率通过。
在样品通过柱的过程中，化合物会被分离出来，并形成不同的峰。
1.5 检测器的作用在分离完成后，需要通过检测器对分离出来的化合物进行定量或定性分析。
常见的检测器包括气体放大器检测器、火焰光度检测器和质谱检测器等。
二、气相色谱仪的应用方法气相色谱仪在各个领域中都有广泛的应用，以下列举几个主要的应用方法。
2.1 环境监测气相色谱仪在环境监测中起到非常重要的作用。
它可以用于检测大气中的有害气体和有机污染物，从而评估环境质量和监测污染源。
通过气相色谱仪的应用，我们可以及时发现和控制环境污染，保护人类的健康和生态环境。
2.2 化学分析气相色谱仪广泛应用于化学分析领域。
它可以对物质进行成分分析、结构鉴定和定量分析。
在药物分析、食品安全检测和石油化工等领域，气相色谱仪都是不可或缺的分析工具。
它可以高效地分离复杂的混合物，提高分析的准确性和灵敏度。
2.3 药物筛查气相色谱仪也被广泛应用于药物筛查。
气相色谱仪技术与应用
气相色谱仪技术与应用
气相色谱仪是一种用于分离和检测混合物中的化合物的仪器。
它利用气相色谱的原理，将混合物分离为其组分，然后用检测器检测它们。
这种技术已经广泛应用于化学、生物、
环境、食品和药品分析等领域。
下面将介绍气相色谱仪的原理、结构以及其应用。
一、气相色谱仪的原理
气相色谱仪的原理基于化合物在该技术下的挥发性和不同成分在某些固定相上的不同
移动速度而实现。
其主要分为四步：采样、进样、分离和检测。
其中采样是指将待分析物
质采集到空气中，进样则是将空气中的分子导入到色谱柱中，分离则是将混合物分离为其
组分，检测则是检测这些分子的浓度和特征。
气相色谱仪的结构主要包括四个部分：进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统。
进样系统主要用于引入待测组分；色谱柱是分离蒸汽或气体混合物的工具；检测器则用于
检测细分的组分，产生化合物特征信号并放大信号；数据处理系统则用于处理检测获得的
电信号，将其转换为有用的结果。
气相色谱仪的应用非常广泛，包括环境、食品、化学、药品和生物等领域。
在环境保护领域，气相色谱仪被广泛应用于检测大气中的污染物和水中的有机污染物。
例如，它可以用于分析大气中的硫酸盐、NOx和CO等污染物，也可用于分析食品和饮用水中的农药、氯化剂和有毒金属。
在生物医学领域中，气相色谱仪也起到了重要作用。
例如，在拟南芥胶包涂技术中，
气相色谱仪可以用于探测给定培养基中氨气的浓度，并用来确定特定基因对氨气的响应机制。
总之，气相色谱仪是非常重要的分离和分析工具，他的应用领域广泛，并已成为各种
数据的可靠来源。
气相色谱仪原理及应用
气相色谱流程
气相色谱法用于分离分析样品旳基本过程如下图：
气相色谱过程示意图
由高压钢瓶1供给旳流动相载气。经减压阀2、净化器3、流量调整器4和转子 流速计5后，以稳定旳压力恒定旳流速连续流过气化室6、色谱柱7、检测器8， 最终放空。气化室与进样口相接，它旳作用是把从进样口注入旳液体试样瞬间气 化为蒸汽，以便随载气带入色谱柱中进行分离，分离后旳样品随载气依次带入检 测器，检测器将组分旳浓度（或质量）变化转化为电信号，电信号经放大后，由 统计仪统计下来，即得色谱图。
作固定相旳叫气固色谱，用涂有固定液旳担体作固定相旳叫气液色谱。
•
按色谱分离原理来分，气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两
类，在气固色谱中，固定相为吸附剂，气固色谱属于吸附色谱，气液色
谱属于分配色谱。
•
按色谱操作形式来分，气相色谱属于柱色谱，根据所使用旳色谱柱
粗细不同，可分为一般填充柱和毛细管柱两类。一般填充柱是将固定相
不足之处：
不合用于高沸点、难挥发、热不稳定物质旳分析。 被分离组分旳定性较为困难。
2023/12/30
气相色谱旳应用范围
• 主要广泛应用在卫生防疫，食品卫生， 环境检测，质量监督，石油化工，精细 化工，农药，制药，电力，白酒，矿山 等行业及科研机关和大专院校。
2023/12/30
气相色谱技术在食品安全检测中旳应 用
•
在实际工作中，气相色谱法是以气液色谱为主。
2023/12/30
气相色谱旳工作原理
• 实质上气相色谱分离是利用式样中个组分在色谱柱 中旳气相和固定相间旳分配系数不同，当汽化后旳试 样被载气带入色谱柱中运营时，组分就在其中旳两相 间进行反复屡次（１０３－１０６）旳分配（吸附－脱 附－放出）因为固定相对多种组分旳吸附能力不同 （即保存作用不同），所以各组份在色谱柱中旳运营 速度就不同，经过一定旳柱长后，便彼此分离，顺序 离开色谱柱进入检测器，产生旳离子流信号经放大后， 在统计器上描绘出各组分旳色谱峰。
气相色谱分析仪原理介绍和典型应用课件
注意事项
在使用过程中，要注意观察仪器运行是否稳 定，出现异常情况要及时处理。同时，要定 期清洗进样装置和色谱柱，避免样品残留对
仪器造成污染。
气相色谱分析仪的常见故障与排除方法
要点一
常见故障
要点二
排除方法
气相色谱分析仪常见的故障包括基线漂移、噪声过大、灵 敏度下降等。此外，仪器也会出现进样装置堵塞、色谱柱 失效、检测器故障等问题。
VS
考古学研究
在考古学领域，气相色谱分析仪可用于对 古代文物、遗址中的有机物、颜料等进行 成分分析，为考古学研究提供有力支持。
04
气相色谱分析仪使用与维护
气相色谱分析仪的安装与调试
安装环境
气相色谱分析仪应安装在干燥、通风良好、 无尘、无腐蚀性气体的室内，远离强磁场和 强电场，保证室内温湿度适宜，利于仪器的 稳定运行。
气相色谱分析仪的分类与比较
根据检测器的类型，气相色谱分析仪可以分为热导池、氢火 焰离子化、电子捕获等类型。
不同类型的气相色谱分析仪具有不同的特点和应用范围。例 如，热导池检测器适用于大多数气体和有机化合物，而氢火 焰离子化检测器则更适合于含碳有机化合物的检测。
02
气相色谱分析仪工作原理
色谱柱与分离原理
联用技术
与质谱、光谱等联用技术结合， 实现多维度的信息融合，提高 鉴定的准确性和可靠性。
智能化操作
实现智能化操作，如自动进样、 自动校准和自动诊断等功能， 提高分析的准确性和可靠性。
微型化
采用微流控技术，实现分析设 备的微型化，便于携带和使用。
气相色谱分析仪在各领域的未来应用前景 Nhomakorabea01
02
03
04
环境监测
污染物源解析
在线气相色谱分析仪的原理和应用介绍(LNG)讲解共47页
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
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9
色谱分析仪的系统组成
分析仪主体
载气系统
标气系统
控制器 取样探头及 样气处理系统
10
恒温热导池
色谱柱
取样气 管路 6 通阀
11
取样器及多路取样系统简图
DANIEL 色谱分析仪的取样器不受天 然气中冷却的凝析液的影响 平衡每路样气的压力 减少规一化的影响. •多路气同时分析时,确保各样气的分析 结果独立不互相干扰.
6
•
能量流量计量
– –
•
气体组份分析:
.
组份分析和热值的计算
组分测量范围:
1. C6+ 己烷及以上重组分和 (0 – 0.7%) 2. C3 炳烷 (0 – 5%) 3. IC4 异丁烷 (0 – 1%) 4. NC4 正丁烷 (0 – 1%) 5. NEO C5 辛戊烷 (0 – 1%) 6. IC5 异戊烷 (0 – 1%) 7. NC5 正戊烷 (0 – 1%) 8. N2 氮气 (0 – 15%) 9. C1 甲烷 (0 – 100%) 10. CO2 二氧化碳 (0 – 10%) 11. C2 乙烷 (0 – 15%) GC– 用于确定规一化的气体摩尔百分比
•85.83% C1 X 1012.1 BTU/ft3 = 868.7 BTU/ft3
BTU 基于单个组分热值来计算的气体热值;
•4.99% C2 X 1773 = 88.5
单个组分的热值及其物理特性可以从GPA2145, •.5% iC4 X 3260.7 = 16.3 ISO6976规程中获得; •.5% nC4 X 3269.8 = 16.3
色谱分析仪的 2350A 型控制器
防爆型 NEC/CEC Class 1 Div. 1 IEC Standards-EEx d IIC T4 SUITABLE FOR ZONE 1
2350处理接收的信号，并把各个量以特定的保留时间的峰值代表，通 过对每个峰值下的面积进行积分来记录各气体组分的相应峰高和面积。 确定和量化全部气体组分后，需要对数据进行各种计算，产生各组分的 理论热值，天然气样品的CV值由各组成组分的热值的和决定。
色谱分析仪工作原理: 结果的计算
响应系数 (RF) Mole %
= 面积(comp x ) / 摩尔数.(Comp x)
例如: Mole % (炳烷) = 峰面积 (炳烷) / RF (Propane) = 2.29613e+006/1.50539e+6 = 1.003 Mole %
=
Area(comp x) / RF (Comp x)
20
色谱分析仪原理预览
标准 C6+ BTU/CV分析仪(C1 to C6+, CO2, N2)
C6+ Animation
色谱分析仪工作原理：样气的进入
Column 3 Column 2
Column 1
Dual Column Valve 氦载气 Sample Loop
样气
Column 3
Back Flush Valve Column 2 Column 1 Dual Column Valve Vent Detector
27
GC 运行的基本软件-MON 2000
• 2350A控制器主要从前面板操作，也可以使用运行MON的一台个人 • 计算机作为人机接口。MON可提供完整的组态和诊断工具。 • 可以启动或控制下列各个气相色谱仪控制功能： • 阀门启动 通道/组分分配 定时调整 • 诊断 通道顺序 报警与事件处理 • 加热器控制 事件变更顺序 校准 • 组分表的调整 基本运行 计算的调整值 • 分析 报警参数调整 停止运转 • 模拟标度调整 通道/检测器分配 • 可以产生下列报表和日志： • 组态报表 事件日志 • 分析原始记录 分析色谱 • 报警日志
直流电压
前置放大器（位于分析器电 器封装内）
探测器桥
信号输出
25
色谱分析仪工作原理: 数据获得
Shows retention times and raw area under each peak as well as valve actuation and integration markers
26
4
模拟环境检测设备
• 所有DANIEL 色谱分析仪在出 厂前都须通过模拟工作环境的 72 小时连续工作测试
• 任何未通过环境测试的产品和 部件都会被立即更换
• 因此,DANIEL 保证每台色谱 分析仪 “开箱即可以使用” • 模拟的环境测试是充分考虑了 色谱分析仪将要工作的实际工 作环境.
5
气相色谱分析仪在天然气计量中的作用
简单的下拉 菜单 事件和时 间的应用 总结
仅用一个鼠标 拖动即可连接 任何一个色谱 测量组分 的自动列 表
色谱图的全 特性显示 快速增加 色谱图 谱线图的编辑
选定色谱图的进入 – 所有的原始 数据保存在.cgm文件中
30
典型原始数据记录报告
响应系数 (RF) = Area(comp x ) / Cal Conc.(Comp x)
分析炉
22
色谱分析仪工作原理：组分的分离
Column 3
Sample Valve
Back Flush Valve Column 2
N2 C1
Column 1 C8,C 7 ,C
6
C5,C4 C , CO 3 ,C 2
2
Detector
Dual Column Valve
23
色谱分析仪工作原理：
较短的分析时间
18
微型热导率式探 头(TCD)
• -在由多通阀和色谱柱将 天然气中的各个组分有效 分离开后, 运用 (TCD) 探 头分析各个组分的含量. • -精度和灵敏度高,新的设 计使DANIEL 色谱仪在分 析某些特殊气体组分时无 需使用其他探头.( 例 如:FID探头 ) • -非常耐用和坚固的设计, 在载气中断和波动的情况 下仍然正常工作. • -探头为隔离式,与外界和 色谱柱没有热交换,不受外 19 界影响.
34
色谱分析仪的操作维护
• 运行参数和状态指示 • 分析仪的标定 • 日常维护要求 • 故障诊断及处理方法
35
运行参数和状态指示
• 在Daniel 2350控制器右后侧观测控制器内有1个闪烁的红灯， 正常3次/秒。 • 在Danalyzer色谱分析仪温度控制板上侧有2个闪烁的灯，正 常3次/秒。 绿色的指示灯指示色谱室温度加热状态。 黄色的指示灯指示检测器温度加热状态。 • 载气钢瓶减压阀出口压力值为：150 psig • 在Danalyzer色谱分析仪载气调压出口压力值为：85psig • 标气钢瓶减压阀出口压力值为：15-20psig • 样气减压阀出口压力值为：15-50psig • 样气流量计设定值为：20cc/min • 恒温炉温度为：80±2℃ • 检测器电桥平衡电位为：0±0.5mv
在线气相色谱分析 仪的 原理和应用介绍
1
在线气相色谱分析仪
一． DANIEL在线色谱分析仪介绍
二．GC在天然气贸易计量中的作用 三．GC系统组成 四．GC工作原理 五．GC运行的基本软件-MON2000 六．GC的操作与维护
2
丹尼尔气相色谱分析仪
• 20多年的经验
– – 丹尼尔在1980年开始生产在线色谱分析仪 分析仪的阀门是基于 NASA 技术设计完成的 超过 9,000 套在线色谱安装在世界各地
•2.51% C3 X 2523.3 = 63.3
C6+ 色谱图
•.25% iC5 X 4009.7 = 10.2 •.25% nC5 X 4018.9 = 10.1 •.25% C6+ X 5323.6 = 13.3
7
8
RS232
压力和温度
连接到 SCADA 系统（包括报警和诊断）
RS485
标准体积 能量流量 体积和能量累计
Mole %
=
Area(comp x) / RF (Comp x)
31
典型分析记录报告
32
典型标定数据报告
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色谱图的比较
Overlay multiple chromatograms and zoom in to specific section of the gram for detailed comparisons of analyzer performance
Micro-packed Columns
.043” ID
17
分析仪组成-恒温热导池
• -恒温热导池内安装色谱柱和 TCD 探头 • -防爆等级 Class I Div I Groups B, C, & D • -最简化的外部配置,无需仪 表风,无需吹扫 • -无论环境温度的变化,热导 池内的温度偏差不超过+/0.1 摄氏度 (-18 to 55摄氏 度) • -紧凑精密的内部结构保证了 在野外环境中的长期 ,可靠 的运行
14
分析仪关键元件：六通阀
• 精致的6 通阀设计 • 独特的设计源于NASA的产品要求 • 无需垫圈,密封和润滑,决无杂质污 染 • 采样气不与阀的任何移动部件接触, 延长阀的寿命 • 每个阀门的寿命大于5 百万次 • 终生保用
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六通阀全貌
基座
下部执行机构隔膜
长活塞 长活塞基座
上部执行机构隔膜
参数表 色谱比较
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GC 运行的基本软件MON 2000
• 视窗基于下拉菜单式 操作并在相应的表格 中填写相关的功能 • 进入和修改相应的操 作 • 进入和显示色谱图
– 全注释色谱图 – 及方便地将多个镨线放 到一起进行比较 – 报告的显示 – 表格的显示
• 恢复历史记录
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MON 2000-色谱图
Step 3