Benefits and Considerations of Converting to Hydrogen Carrier Gas
Technické články | 2013 | RestekInstrumentace
V posledních letech rostou ceny a klesá dostupnost helia, které je klíčovým nosným plynem v plynové chromatografii. Omezené zásoby helia z přírodních zdrojů vedou laboratoře k hledání alternativ. Vodík nabízí výhody ve formě neomezené výroby, nižších nákladů a výrazně rychlejších analýz, přičemž správná bezpečnostní opatření minimalizují rizika spojená s jeho hořlavostí.
Autoři se zaměřili na popis přínosů a úskalí konverze z helia na vodík jako nosný plyn v GC. Diskutují bezpečnostní aspekty, instrumentaci, optimalizaci analytických metod a praktické dopady na výkonnost laboratoře.
Pro výrobu vodíku jsou nejčastěji používány vodíkové generátory s malou vnitřní zásobou plynu, průtokovým a tlakovým řízením. Analýzy probíhají na plynovém chromatografu s elektronickou regulací tlaku a/nebo průtoku. Detekce se provádí pomocí FID detektoru. Jako kolony se doporučují inertní Siltek®-upravené kapilární sloupce nebo kovové MXT® sloupce odolné vůči mechanickému poškození.
Bezpečnostní testy ukazují, že generátory ukládají pouze nepatrné množství vodíku (<60 ml při nízkém tlaku), mají detektory netěsností a automatické vypínání, což výrazně snižuje riziko. Van Deemterovy křivky potvrzují optimální lineární rychlosti pro vodík kolem 40–45 cm/s, což umožňuje zkrátit časy rozkladu až dvakrát ve srovnání s heliem. Praktické ukázky separace uhlovodíkových směsí demonstrují, že dvojnásobná rychlost vede k poloviční době analýzy při zachování přijatelné účinnosti a zvýšené citlivosti (štíhlejší a vyšší píky). Metodické přizpůsobení vyžaduje zejména úpravu teplotních programů (plošné časy a rychlosti rampy se násobí dvěma) a redukci injektovaného objemu.
Očekává se širší přijetí vodíku v GC napříč petrochemickým, farmaceutickým i environmentálním průmyslem. Další vývoj směřuje k pokročilým generátorům s vyšší kapacitou, automatizované převodníky metod pro jednoduché přepínání helia na vodík a integraci pokročilých bezpečnostních senzorů a softwarových nástrojů pro optimalizaci metod.
Přechod z helia na vodík jako nosný plyn v plynové chromatografii nabízí významné provozní a ekonomické výhody. S využitím moderních generátorů a správným přizpůsobením analytických metod lze dosáhnout rychlejších, citlivějších a nákladově efektivních analýz při zajištění vysoké úrovně bezpečnosti.
Spotřební materiál
ZaměřeníVýrobceRestek
Souhrn
Význam tématu
V posledních letech rostou ceny a klesá dostupnost helia, které je klíčovým nosným plynem v plynové chromatografii. Omezené zásoby helia z přírodních zdrojů vedou laboratoře k hledání alternativ. Vodík nabízí výhody ve formě neomezené výroby, nižších nákladů a výrazně rychlejších analýz, přičemž správná bezpečnostní opatření minimalizují rizika spojená s jeho hořlavostí.
Cíle a přehled studie / článku
Autoři se zaměřili na popis přínosů a úskalí konverze z helia na vodík jako nosný plyn v GC. Diskutují bezpečnostní aspekty, instrumentaci, optimalizaci analytických metod a praktické dopady na výkonnost laboratoře.
Použitá metodika a instrumentace
Pro výrobu vodíku jsou nejčastěji používány vodíkové generátory s malou vnitřní zásobou plynu, průtokovým a tlakovým řízením. Analýzy probíhají na plynovém chromatografu s elektronickou regulací tlaku a/nebo průtoku. Detekce se provádí pomocí FID detektoru. Jako kolony se doporučují inertní Siltek®-upravené kapilární sloupce nebo kovové MXT® sloupce odolné vůči mechanickému poškození.
Hlavní výsledky a diskuse
Bezpečnostní testy ukazují, že generátory ukládají pouze nepatrné množství vodíku (<60 ml při nízkém tlaku), mají detektory netěsností a automatické vypínání, což výrazně snižuje riziko. Van Deemterovy křivky potvrzují optimální lineární rychlosti pro vodík kolem 40–45 cm/s, což umožňuje zkrátit časy rozkladu až dvakrát ve srovnání s heliem. Praktické ukázky separace uhlovodíkových směsí demonstrují, že dvojnásobná rychlost vede k poloviční době analýzy při zachování přijatelné účinnosti a zvýšené citlivosti (štíhlejší a vyšší píky). Metodické přizpůsobení vyžaduje zejména úpravu teplotních programů (plošné časy a rychlosti rampy se násobí dvěma) a redukci injektovaného objemu.
Přínosy a praktické využití metody
- Výrazné zkrácení doby analýzy a zvýšení produktivity laboratoře.
- Snížení nákladů na plyn díky výrobě vodíku na místě.
- Univerzální dostupnost vodíku oproti omezeným zásobám helia.
- Zlepšení citlivosti a detekčních limitů díky užším a vyšším píkům.
- Nižší údržba sloupců a injektoru díky menšímu množství kontaminantů.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se širší přijetí vodíku v GC napříč petrochemickým, farmaceutickým i environmentálním průmyslem. Další vývoj směřuje k pokročilým generátorům s vyšší kapacitou, automatizované převodníky metod pro jednoduché přepínání helia na vodík a integraci pokročilých bezpečnostních senzorů a softwarových nástrojů pro optimalizaci metod.
Závěr
Přechod z helia na vodík jako nosný plyn v plynové chromatografii nabízí významné provozní a ekonomické výhody. S využitím moderních generátorů a správným přizpůsobením analytických metod lze dosáhnout rychlejších, citlivějších a nákladově efektivních analýz při zajištění vysoké úrovně bezpečnosti.
Reference
- [1] T. Newcomb, "Time NewsFeed", 23. 8. 2012, přístup 1. 11. 2012.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Hydrogen: A Superior Carrier Gas Alternative to Helium
2009|Merck|Aplikace
595 North Harrison Road Bellefonte, PA 16823-0048 USA Telephone 800-247-6628 L 814-359-3441 Fax 800-447-3044 L 814-359-3044 email: [email protected] sigma-aldrich.com/supelco Application Note 184 Hydrogen: A Superior Carrier Gas Alternative to Helium Hydrogen has long been considered a great carrier gas choice…
Klíčová slova
benzo, benzofluoranthene, fluoranthenehydrogen, hydrogenvelocity, velocityanthracene, anthracenepyrene, pyrenegenerators, generatorslinear, lineargas, gasgolay, golayswagelok, swagelokoptimal, optimalhigher, higheracenaphthylene, acenaphthyleneacenaphthene
Changing from Helium to Nitrogen and Maintaining the Separation Efficiency in the Same Analysis Time 
|Restek|Příručky
Cd The Chrom Doctor Changing from Helium to Nitrogen and Maintaining the Separation Efficiency in the Same Analysis Time Jaap de Zeeuw1 and Jack Cochran,2 1 Restek Corporation, Middelburg, The Netherlands and 2Restek Corporation, Bellefonte, USA. For several reasons, there…
Klíčová slova
nitrogen, nitrogensame, samehelium, heliumprogramme, programmechanging, changingusing, usingscience, scienceexactly, exactlyvelocity, velocityalso, alsoseparation, separationseparations, separationsloss, lossefficiency, efficiencytemperature
Impact of GC Parameters on The SeparationPart 6: Choice of Carrier Gas and Linear Velocity 
|Restek|Příručky
Cd The Chrom Doctor Impact of GC Parameters on The Separation Part 6: Choice of Carrier Gas and Linear Velocity Jaap de Zeeuw, Restek Corporation, Middelburg, The Netherlands. In part 1-5 of this series we focused on the selection of…
Klíčová slova
hydrogen, hydrogencarrier, carriergas, gashelium, heliumpractically, practicallynitrogen, nitrogenscience, sciencesame, sameseparation, separationlinear, linearbiggest, biggestcan, canalso, alsowhen, whenrisk
Using Alternative Carrier Gases with Accelerated ASTM D2887 Simulated Distillation Analysis
2016|Agilent Technologies|Aplikace
Using Alternative Carrier Gases with Accelerated ASTM D2887 Simulated Distillation Analysis By Katarina Oden, Barry Burger, and Amanda Rigdon Introduction ASTM Method D2887 is a widely used test procedure for simulated distillation (SimDist) analysis. This method is applicable to petroleum…
Klíčová slova
pass, passcarrier, carriergas, gasrgo, rgoezgc, ezgchydrogen, hydrogennitrogen, nitrogennotes, notesmin, minoven, ovenfbp, fbpresponse, responseibp, ibphelium, heliumsimdist