如何選擇凱氏定氮儀前處理的消化爐

更新時(shí)間：2024-09-12 | 點(diǎn)擊率：855

如何選擇凱氏定氮儀前處理的消化爐

前言：

在化學(xué)分析領(lǐng)域，凱氏定氮法是一種廣泛用于測定樣品中總氮含量的經(jīng)典方法。該方法通過將樣品中的氮轉(zhuǎn)化為氨氣，再通過酸滴定來確定氮的含量。凱氏定氮儀的前處理消化爐是這一過程中的關(guān)鍵設(shè)備，它負(fù)責(zé)將樣品在酸性條件下加熱至沸騰，以確保氮的轉(zhuǎn)化。選擇合適的消化爐對(duì)于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、效率以及操作的安全性至關(guān)重要。本文將詳細(xì)介紹凱氏定氮儀前處理消化爐的選擇要點(diǎn)，包括樣品量的考慮、不同加熱材質(zhì)的比較、儀器配置的確定以及沛歐品牌消化爐的介紹。通過這些信息，用戶可以根據(jù)自身的需求和實(shí)驗(yàn)室條件，做出明智的選擇，以確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行和結(jié)果的準(zhǔn)確性。我們將探討石英、鋁錠和石墨三種不同材質(zhì)的加熱方式，以及它們在加熱效率、能耗、溫度控制等方面的性能對(duì)比。此外，還將介紹消化爐的排廢系統(tǒng)和廢氣中和裝置，這些裝置對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境保護(hù)和操作人員的健康同樣重要。通過本文的介紹，讀者將能夠全面了解凱氏定氮儀前處理消化爐的相關(guān)知識(shí)，為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的選擇和使用提供參考。

1凱氏法的實(shí)驗(yàn)過程：

圖1.1 凱氏法的原理圖

圖1.2 凱氏法的方案選擇圖

2 選擇消化爐

2.1因素1 樣品量的多少

例如：如果每天檢測樣品或者批次檢測樣品小于8個(gè)，可以選擇SKD-08S2紅外石英消化爐，如果檢測樣品較多或者不確定，可以選擇SKD-20S2紅外石英消化爐，20個(gè)/批。

2.2因素2 消化爐加熱材質(zhì)的區(qū)別

市面上凱氏定氮儀的前處理消化爐主要是3種加熱材質(zhì)，分別是石英，鋁錠和石墨加熱材質(zhì)。

石英管加熱的原理主要是利用電阻加熱的方式，通過在石英管內(nèi)通電產(chǎn)生熱量，將熱量傳導(dǎo)給管壁，再通過輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)等方式將熱量傳遞給被加熱的物體。

石墨消解儀的工作原理主要基于石墨材料的導(dǎo)熱性和電阻性。在石墨消解儀中，高純度的石墨塊作為加熱體，當(dāng)電流通過石墨塊時(shí)，由于其電阻性，會(huì)產(chǎn)生熱量。這種熱量通過石墨的優(yōu)良導(dǎo)熱性能均勻傳遞給樣品，實(shí)現(xiàn)樣品的加熱和消解。

鋁錠消解儀其工作原理是利用鋁錠作為加熱介質(zhì)，通過電加熱方式對(duì)樣品進(jìn)行加熱消解。

參數(shù)對(duì)比如表2.1所示：

表2.1 前處理消化爐的三種加熱介質(zhì)對(duì)比表

消化爐的重要參數(shù)	紅外石英消化爐	鋁錠介質(zhì)消化爐	石墨介質(zhì)消化爐
加熱功率（W)	1950W	3000-3500W左右	3600W
升溫速度（400度）	20分鐘內(nèi)	35-40分鐘	35-40分鐘
保溫功率	20%-30%額定功率	30%-50%額定功率	30%-50%額定功率
熱傳導(dǎo)系數(shù)	光速，沒有傳導(dǎo)延遲	237W/mk	129W/mk（隨溫度升高而下降）
溫度均勻性	紅外輻射、均勻	較均勻	不均勻（傳導(dǎo)溫度低）
能耗	節(jié)能40%，熱慣性小	較耗能，熱慣性大	能耗大，熱慣性大
溫度控制精度	精確、超調(diào)小	精確、超調(diào)不大	超調(diào)大、精度低
電源要求	直接插在三眼插座	單獨(dú)拉線，裝外接開關(guān)	單獨(dú)拉線，裝外接開關(guān)
生產(chǎn)材料成本	較高	一般	較低

2.3 消化爐儀器配置的確定

通常情況下，會(huì)隨設(shè)備提供一套消化架和一套冷卻架，以及一定數(shù)量的消化管。特別需要注意的是，應(yīng)檢查是否配備了排廢系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于與通風(fēng)柜相連，因?yàn)樵谑褂脛P氏定氮法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，加熱硫酸會(huì)產(chǎn)生大量刺激性酸霧。如果沒有排廢系統(tǒng)，這些酸霧將直接被通風(fēng)柜的吸力抽出，這不僅會(huì)長期侵蝕通風(fēng)柜，還可能對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作人員的健康造成影響。

如果實(shí)驗(yàn)室不具備安裝帶有水源的通風(fēng)柜的條件，建議選擇配備廢氣中和系統(tǒng)的設(shè)備。這種系統(tǒng)可以安裝在消化爐的排廢氣管道末端，有效處理實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢氣。如圖2.1所示：

圖2.1 消化爐的排廢裝置和廢氣中和裝置示例

2.4沛歐消化爐介紹

2.4.1產(chǎn)品名稱型號(hào)：SKD-20S2紅外石英消化爐

2.4.3技術(shù)參數(shù)：

表2.2 SKD-20S2紅外石英消化爐技術(shù)參數(shù)表

控制方式	液晶觸摸屏(定時(shí)+階程序升溫段）
加熱方式	紅外加熱，石英輻射
爐孔數(shù)量	20孔（處理樣品20個(gè)）
樣品量	固體＜6g 液體＜20ml
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)	5000組升溫程序選擇，每個(gè)程序可編輯32個(gè)升溫段；
控溫范圍	室溫—680℃
升溫速度	20分鐘（400℃預(yù)熱）
溫度波動(dòng)	±1℃
雙保溫層	陶瓷（硅酸棉）及風(fēng)道隔熱
電壓	AC220V
功率	1.95KW
消化管尺寸	300*42mm

2.4.4儀器特點(diǎn)

①　溫度可控，樣品還原性好。

②　加熱體（模塊）采用紅外加熱，石英管輻射，耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、防爆裂，壽命長，符合CE標(biāo)準(zhǔn)

③　爐孔溫度和升溫速率連可調(diào)，升溫速度快且杜絕掛壁。

④　消化管受熱面積大、溫差小，樣品消化一致性好，熱效率高。

⑤　具備過壓、過流、過熱報(bào)警，故障自動(dòng)報(bào)警功能，可自動(dòng)判斷出自動(dòng)檢測加熱單元工作故障模塊，便于維護(hù)。

⑥　儀器表面外殼噴涂特氟龍涂層,采用液晶觸摸屏，便于安全參數(shù)設(shè)置，節(jié)約能源。

⑦　儀器有不銹鋼排污系統(tǒng)（PFA密封蓋廢氣收集罩），防腐耐溫使消化管內(nèi)逸出的SO2等有害氣體，通過排污管經(jīng)抽吸泵從水中排入下水道，有效地抑制有害氣體的外逸。

⑧　自來水真空負(fù)壓泵，保證足夠負(fù)壓。

⑨　具備導(dǎo)流槽結(jié)構(gòu)，防止酸液腐蝕儀器。

⑩　升溫計(jì)時(shí)方式：消解開始計(jì)時(shí)或達(dá)至設(shè)定溫度計(jì)時(shí)兩種可選。

2.4.5儀器配置

表2.3 SKD-20S2紅外石英消化爐配置清單

序號(hào)	名稱	材料及規(guī)格	單位	數(shù)量
1	紅外石英消化爐主機(jī)	SKD-20S2	臺(tái)	1
2	排污罩（含排污管、四氟密封蓋）	不銹鋼	套	1
3	消化管	玻璃	支	20
4	冷卻架	20孔	只	1
5	消化架	不銹鋼20孔	只	1
6	保險(xiǎn)絲	20A	只	2
7	電源插頭線	15A	根	1
8	產(chǎn)品合格證		張	1
9	說明書		本	1
10	保修單		張	1

2.4.6儀器選配廢氣中和裝置

（1）產(chǎn)品介紹

能對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的酸性煙霧等有害氣體進(jìn)行冷凝回收、堿中和及活性炭吸附干燥，減少廢氣排放，節(jié)能環(huán)保，保證了工作場所的安全。整機(jī)采用模具化生產(chǎn)，外觀簡潔、大方,更換方便,雙堿中和、活性炭過濾的三重過濾系統(tǒng)具有優(yōu)秀的中和及吸附效果，能夠中和凱氏分析或其它過程中產(chǎn)生的酸霧和反應(yīng)氣體，采用耐腐蝕管路設(shè)計(jì)，增加了儀器的整體壽命。

（2）技術(shù)指標(biāo)

· 最大抽氣流量：18L/min可調(diào)

· 堿、蒸餾溶液瓶：2L

· 堿液濃度：20%

· 工作電壓：AC220V/50Hz

· 功率：60W

2.4.7沛歐紅外石英消化爐優(yōu)勢簡述

優(yōu)勢一：石英加熱紅外輻射，升溫降溫快，穩(wěn)定均勻，可見與進(jìn)口儀器的測評(píng)報(bào)告。