配气装置的结构特点

1 装置外形  配气装置正面对称设置几块各级量程的标准压力表,分成上下两排,配置一块真空计。面板上压力表下方装有几个控制阀门,也分上下二排，下排左起为原料控制总阀、放空阀、抽空阀及真空计控制阀；上排分别为真空表，注射取样口，及其它低量程压力表控制阀（0~16MPa高压标准压力表未设控制阀）。注射取样接头设置在上排控制阀的正中间。上排压力表的中间部位有二个电源关仃指示灯。控制阀下方的中间部位有二个真空泵关仃按钮。配制装置有一操作平台，可以按放记录本及做操作记录之用。左、右二个侧面各设置一块高压压力表和几个控制阀，以作原料或产品气的压力观察及操作控制之用。 整个装置外形力求美观漂亮、紧凑，色泽阅目，布置相宜，操作方便。在气体的多行业，均安装和使用有不同形式的有机挥发物气体检测仪，分析仪，用于监控测量有机物挥发气体的浓度，控制多种环境污染建立的分析方法，均为相对测量，需要定期或不定期的用标准气体进行检定和校准和分析方法的验证。

2  装置部件 

2.1阀门是配气装置的重要部件之一。它不仅要求有高的密封性，还要求耐腐蚀、耐用，如果泄漏或局部损坏，要便于检修。国外进口的阀门在密封性方面确实不错，外观也漂亮，但是价格昂贵，而且非常娇气，一旦气体中夹带灰尘、粒子及铁锈之类，阀门的密封面很容易被损坏，阀门就泄漏了。而且每个阀门的另件不能互换，只能整体报废。进口阀门仅适用于某些特定气体，适用性小，对于不同性质的一些腐蚀性气体需不同的材质或结构的阀门。这种中看不中用高档阀门，至少不太适合目前国内的实际情况。根据我国标准气体组分复杂的生产特点,我院自行设计的不锈钢膜片式隔膜阀，不仅有良好的密封性，而且可以克服上述部件不能互换的缺点。阀门是经常使用及活动的部件，某些部位易于磨损,甚至于因接触腐蚀、氧化种类的气体造成阀门内部零件的损害，因此局部泄漏是不足为奇的。按照操作实践，有时泄漏，往往是膜片损坏引起，只要更换膜片，片刻就完好如初。阀头及密封面很少出现问题（即使出现问题，只要更换阀芯填料就行）。而且本隔膜阀可以适用于各种高腐蚀性（NOx、SO2、NH3、F2、HCl、HF、Cl2）、高毒性化学物质的配制，适应性很广。 不锈钢隔膜阀价格与国外阀门相比便宜得多，外观也很漂亮。  本不锈钢隔膜阀是针对本配气装置自行设计，是专门为配气装置配套而制作的。除此以外，针对不同的高腐蚀性化学物质，如HCl、HF、NH3、Cl2、F2、NOx等我组还专门设计了几种耐腐蚀的瓶嘴阀，以满足用户的需要。用户使用后反映良好。 

2.2 配气装置的管线要求密封性好、洁净度高、耐腐蚀且有足够的耐压强度 。为了减少原料气特别是贵重原料气的损失，设计安装时还要求管道总容积尽可能的小。本装置的管线都由不锈钢管构成，连接部分都采用不锈钢氩弧焊，与阀门的连接采用奶头式卡套件，拆装方便，密封性也能保证。管线在按装前内壁都经过抛光，它和接头在使用前还进行过严格去油、去污等的洁净处理。为了确保配气的质量，装置的所有阀门、管路都要进行严格的硅烷化处理，该技术为我们的专有技术，是气瓶的内表处理技术的推广。管线与外界的

接接头都是标准化的，不仅可以与市场上可买到的各种软管及钢瓶卡子相连，而且还可以很方便与任一终端纯化装置连接。终端纯化是标准混合气配制重要技术措施之一。终端纯化装置在配制诸如氮中微量氧；氢、氦中微量氧、氮、一氧化碳；氧中微量烃；氩中微量氧、氮等具有非常大的作用。例如要配制N2中1~2ppm的O2，瓶装高纯氮中有时本身就含有2ppm以上的O2，所以如果不将高纯氮进行终端纯化，就很难配制这种标准混合气了。经过终端纯化，可使氮中氧脱除到小于1ppm，因为稀释气本身变成“无氧”了，配制1~2ppm，甚至小于1ppm的氧就方便多了。除了上述所列配制气体外，还有其它组分有时也需要终端纯化，例如要配制乙炔混合气，高压纯乙炔原料气，市场上很难买到，因为高压纯乙炔容易发生分解爆炸，所以一般气体公司不生产或灌装高压纯乙炔，能买到的也只是低压的，压力低于1.0MPa，但是焊接用乙炔，市场可随意买到，但此种乙炔气不仅含有丙酮，而且含有几十~几百甚至上仟ppm空气、甲烷等杂质，如果采用终端纯化技术，乙炔原料气就可自己解决了。所以配气装置上设置可以与终端纯化装置相连接的接头是十分必要的。关于高压终端纯化技术的内容可参见笔者有关的文章。 

2.3本配气装置上设置的压力表都为标准压力表,以便于用分压法配制标气。根据不同量程的测压需要，因此设置四块不同量程的压力表。压力表的精度都为0.25级，此精度为当前国内最准确的压力表。国内精密压力表生产厂家较多，质量相差甚远，在选购时要高度的注意，否则容易发生安全方面的事故，我们曾用某合资企业的精密压力表，在固定时轴部的接头部分竟开裂扭断，若在高压下使用，其结果难以想象，厂家高度重视，原因是设计及加工不合理。压力表表面直径150cm，为了便于拆装，接头部分设置是轴向进入的。 之所以压力表都设置为标准表，其理由正如上面已经叙述的，以便于用分压法配制标准混合气。分压法配制标气与称量法比较其速度快得多，当配制标气数量很大时，称量法有时就显得力不从心，此时用分压法，就快速得多。但分压法必须与比较法相结合。即必须有一整套高精度的分析仪器相配合。这时才能充分发挥分压法的作用。分析仪器所用的标气，则用称量法配制，有时还从好几家购入，甚至从国外有名公司购入，以便于准确比对定标。国内同行也有采用压力传感器替代传统的压力表，但其探头能否因腐蚀造成测量误差，是否具有较好的线性，有待于继续的考察，我们打算在随后的装置上设有压力传感器。 

2.4配制ppm级常温下饱和蒸汽压很低的液体的标准混合气，常规的稀释法已无能为力，因为该组分饱和蒸汽压很低，无法配制出浓度较高的中间稀释气，此类标气需用其它特殊方法配制。它的一般的配制方法有二种：安瓿瓶法和注射法。安瓿瓶法就是用微型天平称取一定质量（一般为数毫克）要配制的组分，放入至安瓿瓶中然后封死，装入至瓶内（卸去阀门，从瓶口放入），之后装好阀门，抽空，充入稀释气，上下摇动气瓶，将安瓿瓶打碎，安瓿瓶中液体就逐渐挥发至稀释气中，这标准气就配好了。另一种是采用针管称取一定质量的液体从专门接头注入至气瓶内，然后充入稀释气。这二种方法都可采用，视本单位具体条件而定。而ppm级常温下为气体的组分也可用注射法配制。对于总压很低，组分浓度也很低的标气用通常的稀释法，显得稀释次数太多，所花时间太多，而且积压过多的中间稀释气瓶，如果配制单位有足够的分析仪器条件，此种情况下，可用针管抽取一定数量气体，用注射法配制。配制好的标气再用比较法定标。这种配制方法就比单纯的稀释法快捷得多。所以本配气装置，专门设置了一个注射取样口，就是为了适应这种快速配制的需要。 

2.5对于配制常温下易于液化组分的标气,有时需要一边充填一边称量以便随时观察充入质量的大小.。因为易于液化的组分，在充入时，光增加质量，压力表的读数反应不敏感。这就需要一种特殊的充瓶卡子，使充入质量不受外界的影响。本配置装置就附带了这么一种特殊的卡子，其充入时质量可以基本不受外界的影响。