Nitrogen: The Most Cost-Effective Makeup Gas for Gas Chromatography
Technické články | 2014 | Parker HannifinInstrumentace
Gas chromatography vyžaduje inertní nosný plyn k transportu ionizovaných vzorků do detektoru. Helium bylo dlouhodobě standardem, avšak jeho omezené zásoby, vysoká cena a kolísání dodávek vedou k hledání alternativ. In-house generovaný dusík představuje ekonomicky i provozně výhodné řešení s neomezenou dostupností, stabilní cenou a vyšší laboratoří přívětivostí.
Článek hodnotí možnost nahrazení helia dusíkem z laboratorního generátoru. Popisuje metodiku generace, porovnává provozní náklady, bezpečnost, environmentální dopady a kvalitu analytických výsledků.
Studie využívá generátor Parker Balston Model MGG-2500, který z laboratorního stlačeného vzduchu produkuje dusík a tzv. zero air pro FID detektor. Proces zahrnuje sedm stupňů úpravy:
In-house generátor dosahuje stejné nebo lepší účinnosti plamenné ionizace jako helium, s vylepšeným tvarem plamene a vyšší citlivostí. Provozní náklady na energii činí přibližně 1,15 USD na den při nepřetržitém provozu. Návratnost investice je obvykle do jednoho roku a celkové úspory provozních nákladů mohou překročit 50 %. Eliminují se výpady spojené s výměnou tlakových nádob, snižuje se riziko kontaminace a úniků.
Očekává se širší adopce in-house generátorů dusíku v analytických laboratořích GC i v dalších technikách. Další vývoj se zaměří na zvýšení modulárnosti, energetické úspornosti a automatizace systémů, stejně jako integraci s online monitorovacími nástroji.
Generátory dusíku pro GC představují spolehlivou, cenově efektivní a ekologickou alternativu k helia. Implementace přináší rychlou návratnost investice, stabilní kvalitu a zkrácení doby potřebné k přípravě a údržbě nosného plynu, což vede k vyšší produktivitě a konkurenceschopnosti laboratoře.
GC, GC/MSD
ZaměřeníVýrobceParker Hannifin
Souhrn
Význam tématu
Gas chromatography vyžaduje inertní nosný plyn k transportu ionizovaných vzorků do detektoru. Helium bylo dlouhodobě standardem, avšak jeho omezené zásoby, vysoká cena a kolísání dodávek vedou k hledání alternativ. In-house generovaný dusík představuje ekonomicky i provozně výhodné řešení s neomezenou dostupností, stabilní cenou a vyšší laboratoří přívětivostí.
Cíle a přehled studie / článku
Článek hodnotí možnost nahrazení helia dusíkem z laboratorního generátoru. Popisuje metodiku generace, porovnává provozní náklady, bezpečnost, environmentální dopady a kvalitu analytických výsledků.
Použitá metodika a instrumentace
Studie využívá generátor Parker Balston Model MGG-2500, který z laboratorního stlačeného vzduchu produkuje dusík a tzv. zero air pro FID detektor. Proces zahrnuje sedm stupňů úpravy:
- Předúprava (koalescenční filtr): odstranění vody, olejů a hrubých částic.
- Adsorpce na aktivním uhlí: odstranění halogenovaných uhlovodíků.
- BQ-filtrace (0,01 µm): eliminace uhlíkových částic.
- Katalytická oxidace: přeměna zbývajících uhlovodíků na CO2 a H2O.
- Chlazení plynu měděným výměníkem.
- Filtrace ultrajemnou membránou.
- Separace polopropustnou membránou: odfiltrování N2 od ostatních plynů (O2, CO2, He).
Hlavní výsledky a diskuse
In-house generátor dosahuje stejné nebo lepší účinnosti plamenné ionizace jako helium, s vylepšeným tvarem plamene a vyšší citlivostí. Provozní náklady na energii činí přibližně 1,15 USD na den při nepřetržitém provozu. Návratnost investice je obvykle do jednoho roku a celkové úspory provozních nákladů mohou překročit 50 %. Eliminují se výpady spojené s výměnou tlakových nádob, snižuje se riziko kontaminace a úniků.
Přínosy a praktické využití metody
- Snížení nákladů o více než 50 % oproti helia.
- Stálá dostupnost plynu bez logistických omezení.
- Vyšší bezpečnost a eliminace rizika kontaminace při výměně lahví.
- Nižší dopad na životní prostředí díky úspoře energie a omezení přeprav.
- Zlepšení efektivity provozu a flexibility analýz.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se širší adopce in-house generátorů dusíku v analytických laboratořích GC i v dalších technikách. Další vývoj se zaměří na zvýšení modulárnosti, energetické úspornosti a automatizace systémů, stejně jako integraci s online monitorovacími nástroji.
Závěr
Generátory dusíku pro GC představují spolehlivou, cenově efektivní a ekologickou alternativu k helia. Implementace přináší rychlou návratnost investice, stabilní kvalitu a zkrácení doby potřebné k přípravě a údržbě nosného plynu, což vede k vyšší produktivitě a konkurenceschopnosti laboratoře.
Reference
- Bureau of Land Management. Cena helia 95 USD za 1Mcf (2014).
- Froelich P. Nitrogen: The Most Cost-Effective Makeup Gas for Gas Chromatography. Parker Hannifin White Paper, 2014.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
How to Convert from Helium to Hydrogen as a Carrier Gas in Gas Chromatography
2012|Parker Hannifin|Technické články
How to Convert from Helium to Hydrogen as a Carrier Gas in Gas Chromatography The Benefits of using Hydrogen from an In-House Gas Generator 1-800-343-4048 www.labgasgenerators.com Table of Contents Step 1: Review and document all existing run conditions 1 Step…
Klíčová slova
hydrogen, hydrogengenerators, generatorsgas, gasgenerator, generatorcylinders, cylindershouse, housebalston, balstonparker, parkerair, airhelium, heliumconvert, convertzero, zerofrom, fromnitrogen, nitrogencarrier
A Sustainable Approach to the Supply of Nitrogen
2013|Parker Hannifin|Technické články
A Sustainable Approach to the Supply of Nitrogen Peter Froehlich, PhD A Sustainable Approach to the Supply of Nitrogen Nitrogen (N2) is commonly employed in both industrial and analytical applications where it is desired or necessary to exclude oxygen and…
Klíčová slova
nitrogen, nitrogenfractional, fractionalhollow, hollowdistillation, distillationair, airgeneration, generationfiber, fiberhouse, houseenergy, energymembrane, membranegas, gasoxygen, oxygengreenhouse, greenhousetransport, transportpsa
How to convert helium to hydrogen as a carrier gas in gas chromatography
2013|Parker Hannifin|Technické články
How to convert helium to hydrogen as a carrier gas in gas chromatography The benefits of using hydrogen from an in-house gas generator ENGINEERING YOUR SUCCESS. Table of contents Step 1: Review and document all existing run conditions 1 Step…
Klíčová slova
generators, generatorscylinders, cylindersgas, gashydrogen, hydrogenmachinery, machinerydomnick, domnickparker, parkerair, aircompressor, compressorvalves, valvesmarkets, marketskey, keyhunter, hunterhydraulic, hydraulichouse
A Guide to Safe Handling of Compressed Gases in the Laboratory
2014||Technické články
A Guide to Safe Handling of Compressed Gases in the Laboratory 1 aerospace climate control electromechanical filtration fluid & gas handling hydraulics pneumatics process control sealing & shielding A Guide to Safe Handling of Compressed Gases in the Laboratory Kim…
Klíčová slova
cylinders, cylinderscylinder, cylindercompressed, compressedsafety, safetygas, gasregulators, regulatorshandling, handlingshould, shouldrisks, risksparker, parkerplan, plangases, gasestanks, tanksmust, mustdirectors