氢气发生器电解后的氢气要如何净化

2022-01-07 09:48

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氢气发生器由电解池、纯水箱、氢/水分离器、收集器、干燥器、传感器、压力调节阀、开关电源等部件组成。只电解纯水即可产氢。通电后，电解池阴极产氢气，阳极产氧气，氢气进入氢/水分离器。氧气排入大气。氢/水分离器将氢气和水分离。氢气进入干燥器除湿后，经稳压阀、调节阀调整到额定压力（0.02～0.45Mpa可调）由出口输出。电解池的产氢压力由传感器控制在0.45Mpa左右，当压力达到设定值时，电解池电源供应切断；压力下降，低于设定值时电源恢复供电。氢气从电解槽电解出来之后，都需要经过净化才能供气相色谱仪使用，常用的净化方式主要有以下几种： 1、硅胶/分子筛净化系统硅胶和分子筛净化系统属于氢气发生器常用的净化装置。一般而言，在室温下使用硅胶初步脱水，分子筛进一步脱水。由于硅胶价格便宜、活化再生方便，是较为广泛的脱水方式。需要注意的是，当硅胶吸附水分之后，会由天蓝色变为粉红色，应当及时更换。 2、变压吸附净化系统变压吸附净化方式在氮气发生器中也有使用。变压吸附(PSA)是一项用于气体分离的技术，变压吸附(PSA)技术的基本原理是利用吸附剂及不同压力下对不同物质的吸附容量的不同从而达到气体分离的目的。其基本过程是在高压下吸附剂将气体中的杂质吸附，目标气体（H2）被吸附相对较少，穿过吸附层成为所需的产品气；然后在低压下，被吸附的杂质气解吸出来。这样的过程反复循环，终的得到足量的产品气（H2）。 3、钯薄膜净化系统除了上述两种净化方式之外，有的厂家提供了采用钯薄膜的净化系统，其基本原理是利用高温下只有氢原子才能穿透钯银合金薄膜的特性来进行净化。当氢原子穿透钯银合金薄膜之后，在钯薄膜的另一侧，单原子氢重新组合为双原子氢气。根据相关厂家说明，此种方法可以产生超高纯度氢气，几乎无水分或氧气携带，纯度超过 99.99999%。

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在本实验中，根据细菌分布的特点，提出以圆形区域为单位计算细菌总数的思路，使计算结果更接近真实值，从而提高了检测精度。 3.2.2 细菌大小的影响细菌大小对本实验的影响主要体现在镜检时，如果细菌太小，显微镜计数时不能将细菌从背景中分辨出来，我们的实验结果显示，不能分辨大肠杆菌和葡萄球菌，而较大的霉菌可以清晰地分辨。 3.2.3 检测时间进一步缩短细菌总数的经典检测方法是平板培养法，得到的结果精度高，但是它所用时间长，为了缩短检测时间，出现了微菌落法，将检测时间缩短为4 h左右〔3-5〕。本研究不对细菌进行培养，而是在膜上染色后直接用显微镜计数，大限度地缩短了检测时间，使整个检测时间在1 h左右。 4 结论本研究用集菌仪将菌液过滤后，取滤膜一部分进行染色、制片，然后在油镜下统计细菌个数。根据细菌在滤膜上的分布特点，提出将圆形区域作为统计单位，得到圆形区域内细菌的平均个数，从而计算出菌液浓度。实验结果表明，按照该方法得到的结果与平板培养法的结果无显著性差异。与平板培养法和微菌落法相比，该方法不需要细菌培养，检测时间只需要1 h左右，明显缩短了检测时间，是一种快速、有效的细菌总数检测方法

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式中：X表示待检菌液浓度（CFU/ml） A表示10个圆形区域内细菌总数 N表示滤网上小孔总数 V表示集菌时所用待检菌液体积（ml） 3 结果与讨论 3.1 实验结果按上述方法计算得到的结果与平板培养法得到的结果见表1。表1 两种方法得到的细菌总数 Table 1 Total bacteria number by two different methods 样本1样本2样本3样本4样本5样本6染色镜检 (cfu/ml）185168157165171166平板培养 (cfu/ml)176155165158183152 对表1中两组数据进行配对t检验，在α=0.05时，双尾检验结果如下：t=0.847，P=0.436＞0.05，说明两种方法得到的结果无显著性差异。 3.2 讨论 3.2.1 计算公式的改进用集菌仪对样本菌液进行过滤时，由于滤网挡板的作用，使得细菌不是均匀地分布在整个滤膜上，而是集中分布在滤网的小孔处，所以，计算细菌总数时，不能采用公式X=A40×Φ1Φ22/V（其中Φ1，Φ2分别为滤膜直径和视野直径），该公式是微菌落方法检测细菌总数中的常用计算公式。在本实验中，根据细菌

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2.2.3 染色集菌后取下滤膜，切下一部分放在载玻片上，进行染色、固定。染色的目的是增大细菌与背景的对比度，便于观察。 2.2.4 显微镜计数与计算菌液经集菌仪过滤后，细菌在滤膜上的分布见图2、图3，由图可以看出细菌分布具有以下两个特点：一是细菌集中在一个个的圆形区域内，这些圆形区域和挡板的小孔相对应；二是各个圆形区域之间细菌很少。根据膜上细菌分布的这种特点，提出以圆形区域为单位进行计数，统计出圆形区域内细菌的平均个数，从而计算出菌液中细菌总数。具体步骤如下：随机选择10个圆形区域，在油镜下，调节焦距以获得较清晰的图像（见图4），统计每个圆形区域内的细菌个数，然后按公式(1)计算出菌液的浓度。 X=A10×N/V(1)图2 膜上细菌的区域分布 Fig 2 The distributing region of bacteria on the filter(100倍) 图3 膜上细菌的区域间隔 Fig 3 The space among the distributing regions(100倍) 图4 膜上细菌染色后图像 Fig 4 Figure of bacteria after

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取得了的成果，但检测时间仍在4 h以上。本研究在分析了已有研究成果的基础上，提出了在滤膜上染色后，直接计数的细菌总数检测方法，具体步骤为：用集菌仪进行细菌收集→在膜上进行染色→在油镜下计数→按公式计算出菌液浓度。实验结果表明，该方法与传统的平板培养法无显著性差异，检测时间约1 h，是一种快速的细菌总数检测方法。 2 材料与方法 2.1 材料本研究中用的试验材料有集菌仪（杭州泰林生物技术设备有限公司），染色剂，生物显微镜（宁波永新光学股份有限公司），聚碳酸脂膜（直径47 mm）。 2.2 实验方法 2.2.1 准备工作卸下集菌仪的滤网（见图1），统计滤网上小孔总数，为计算菌液浓度做准备。另外，还需对集菌仪中的集菌器进行高压灭菌，以防止过滤过程中引入外源细菌。 2.2.2 细菌收集取浓度的霉菌菌液300～500 ml，装在集菌仪上，集菌仪采用蠕动加压方式对菌液施加的压力，使菌液流过孔径为0.45 um的聚碳酸脂膜。采用过滤方法是因为它可以使细菌相对均匀地分布在滤膜上，而选用聚碳酸脂膜是因为这种膜具有良好的透光性，便于用显微镜观察。

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