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零级空气发生器工作原理:如何去除烃类、水分和颗粒物

来源:上海全浦科学仪器有限公司   2025年07月17日 09:55  
  零级空气发生器通过物理吸附、催化转化及多级过滤的协同作用,高效去除空气中的烃类、水分和颗粒物,其工作原理及关键步骤如下:
  一、烃类去除:催化氧化与物理吸附双效结合
  催化转化法
  空气进入内置铂钯催化剂的不锈钢反应室,在高温(通常200-400℃)条件下,残余碳氢化合物(如甲烷、苯系物)与氧气发生催化氧化反应,生成二氧化碳和水蒸气。例如,甲烷(CH?)被氧化为CO?和H?O,烃类去除效率可达99.9%以上。
  物理吸附补充
  活性炭或分子筛吸附剂进一步捕获微量挥发性有机物(VOCs),其多孔结构提供巨大比表面积,增强对烃类的物理吸附能力,确保总烃含量低于2×10??(以甲烷计)。
  二、水分脱除:冷却干燥与吸附脱水两级处理
  冷却干燥过滤
  压缩空气首先通过冷却干燥过滤器,利用冷凝原理去除大部分液态水及大分子杂质(如油滴),降低空气露点至2-5℃。
  吸附剂深度脱水
  分子筛吸附剂进一步吸附残留水蒸气,其孔径选择性允许水分子通过而被截留,确保输出空气含水量低于5×10??,满足高精度分析仪器需求。
  三、颗粒物过滤:多级屏障确保洁净度
  初效过滤
  聚结过滤器去除空气中≥5μm的尘埃、沙粒等大颗粒物,防止其进入后续处理单元造成污染。
  高效精滤
  HEPA过滤器(过滤效率≥99.97%)或高效过滤器截留≥0.01μm的微粒,确保输出空气颗粒物浓度符合ISO8573-1:2010标准(1级洁净度)。
  四、系统协同与性能优化
  零级空气发生器通过压缩机提供动力,稳压系统维持输出压力稳定(如0.4MPa),控制系统实时监测温度、压力等参数并自动调节。多级处理流程(压缩→冷却→吸附→催化→过滤)形成闭环净化体系,确保最终输出空气满足“零级”标准(总烃<2ppm,含水<5ppm,颗粒物<0.01μm),广泛应用于气相色谱、环境监测等领域。

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