طراحی و ساخت سامانه پیش تغلیظ مناسب به منظور اندازه‌گیری مقادیر اندک ناخالصی‌ها در هیدروژن با خلوص بالا

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

علی صابری مقدم ¹ , وحید خبری ²

1 - دانشیار دانشکده شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2 - دانشجوی دکتری شیمی کاربردی،‌ دانشکده شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ‌تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1395/03/01 تاریخ پذیرش : 1395/04/01 تاریخ انتشار : 1395/09/01

کلید واژه: کروماتوگرافی گازی, هیدروژن, پیش تغلیظ, ناخالصی و سیلیکاژل,

چکیده مقاله :

در این مطالعه طراحی و ساخت سامانه پیش تغلیظ برای اندازه‌گیری مقادیر اندک ناخالصی‌های موجود در هیدروژن (اکسیژن، نیتروژن، کربن مونوکسید، کربن دی اکسید و متان) با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی انجام شد. پیش تغلیظ ناخالصی‌‌ها با استفاده از فرایند جذب سطحی بر روی سیلیکاژل در دمای نیتروژن مایع (K77)، صورت پذیرفت. طراحی ستون پیش تغلیظ به منظور محاسبه مقدار جاذب مورد نیاز با استفاده از روش BET انجام شد. اندازه‌گیری ناخالصی‌ها با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی مجهز به آشکارسازهایFID، TCD و ستون های غربال مولکولی 5A و پروپک Q به منظور بهینه سازی مقادیر به دست آمده از طریق محاسبات انجام گرفت. با انجام آزمایش ها، دبی بهینه هیدروژن عبوری از ستون پیش تغلیظ به اندازه ml/min 100 و مشخصات ستون پیش تغلیظ: لوله مسی پرشده با استفاده از 1 گرم جاذب سیلیکاژل (مخصوص کروماتوگرافی با مش 230-70) با قطر اسمی 1/4 اینچ به طول cm 5، به دست آمد.

منابع و مأخذ:

[1] K. Liu, C. Song, V. Subramani, "Hydrogen and syngas production and purification technologies": Wiley Online Library, 2010.
[2] F. Mueller-Langer, E. Tzimas, M. Kaltschmitt, S. Peteves, International Journal of Hydrogen Energy, 32,3797-3810,2007.
[3] G. Grashoff, C. Pilkington, C. Corti, Platinum Metals Review, 27,157-169,1983.
[4] L. Xiuqi, H. Huannan, Z. Jianying, Y. Bohua, M. Pingtian, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 331,520-524,1988.
[5] J. Miyazaki, T. Kajiyama, K. Matsumoto, H. Fujiwara, M. Yatabe, International Journal of Hydrogen Energy, 21,335-341,1996.
[6] C.J. Cowper , A.J. Derose, "The analysis of gases by chromatography": Elsevier2013.
[7] F. Bruner, "Gas chromatographic environmental analysis: principles, techniques, instrumentation": John Wiley & Sons1993.
[8] J.M. Hiller , N.M. Baldwin, Thermal Conductivity Detectors,417-431,2005.
[9] R.G. Dolatto, I. Messerschmidt, B.F. Pereira, R. Martinazzo, G. Abate, Talanta, 148,292-300,2016.
[10] F. Chen, Y. Su, F. Zhang, Y. Guo, Journal of Separation Science, 38,670-676,2015.
[11] A.M.C. Ferreira, M.E.F. Laespada, J.L.P. Pavón, B.M. Cordero, Journal of Chromatography A, 1318,35-42,2013.
[12] W.B. Wilson, A.A. Costa, H. Wang, A.D. Campiglia, J.A. Dias, S.C. Dias, Microchemical Journal, 110,246-255,2013.
[13] L.X. WU, Chromatographia, 35,339-343,1993.
[14] S. Sircar , T. Golden, Separation Science and Technology, 35,667-687,2000.
[15] M. Mukhopadhyay, "Fundamentals of cryogenic engineering": PHI Learning Pvt. Ltd, 2010.
[16] K. Munusamy, G. Sethia, D.V. Patil, P.B.S. Rallapalli, R.S. Somani, H.C. Bajaj, Chemical Engineering Journal, 195,359-368,2012.
[17] P. Jadhav, R. Chatti, R. Biniwale, N. Labhsetwar, S. Devotta, S. Rayalu, Energy & Fuels, 21,3555-3559,2007.
[18] M. Sheintuch , Y.I. Matatov-Meytal, Catalysis Today, 53,73-80,1999.
[19] K. Ng, H. Chua, C. Chung, C. Loke, T. Kashiwagi, A. Akisawa, B. Saha, Applied Thermal Engineering, 21,1631-1642,2001.
[20] D.M. Ruthven, "Principles of adsorption and adsorption processes": John Wiley & Sons,1984.
[21] B. Hands, "Cryogenic engineering", Academic Press, Inc, USA,1986.
[22] D. Basmadjian, "The little adsorption book: a practical guide for engineers and scientists": CRC press,1996.