CN105987967A - 非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，包括第一检测器、第二检测器、第一极性色谱柱、第二极性色谱柱、总烃专用色谱柱、分子筛色谱柱、第一阀、第二阀、第一载气气源、第二载气气源、第三载气气源、第四载气气源、第一定量环、第二定量环、第三定量环、样气入口、样气出口及排气口，其中，第一载气气源最终与排气口连通；第二载气气源最终与第一检测器连通；第三载气气源最终与第一检测器连通；第四载气气源最终与第二检测器连通；样气入口依次经过第二阀、第一定量环、第二阀、第二定量环、第二阀、第一阀、第三定量环、第一阀，最终与样气出口连通。

Description

非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置

技术领域

本发明涉及非甲烷总烃及苯系物色相色谱检测装置领域，更具体而言，本发明涉及非甲烷总烃及苯、甲苯、二甲苯检测专用装置。

背景技术

非甲烷总烃通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物（其中主要是C2～C8）。大气中的NMHC超过一定浓度，对人体健康有害外，还能产生化学烟雾，对环境和人类造成危害。我国《大气污染物综合排放标准》（GB16927-1996）的非甲烷总烃的厂界浓度标准为5mg/m3。

而苯、甲苯、二甲苯作为苯系物中代表性物质，也是工业大气污染物排放监测的重要指标参数。

在当前的工业检测技术中，想要检测气体中的这两类有害物质，需通过采用两种仪器分别对非甲烷总烃和苯系物进行监测，才能得到被测气体中的这两种有害物质的成分，这样不但带来了高昂的检测成本，同时带来不必要的操作复杂性。

鉴于上述情况，本领域技术人员亟需发明一种能够同时检测非甲烷总烃及苯系物装置，以解决现有技术中的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，以解决上述提及的现有技术中的问题。

为达上述目的，本发明的只要技术解决手段是提供一种非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，所述非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置包括第一检测器、第二检测器、第一极性色谱柱、第二极性色谱柱、总烃专用色谱柱、分子筛色谱柱、第一阀、第二阀、第一载气气源、第二载气气源、第三载气气源、第四载气气源、第一定量环、第二定量环、第三定量环、样气入口、样气出口及排气口，其中，所述第一载气气源依次经过第一阀、第二极性色谱柱、第一阀，最终与所述排气口连通；所述的第二载气气源依次经过第一阀、分子筛色谱柱，最终与所述第一检测器连通；所述第三载气气源依次经过第二阀、总烃专用色谱柱，最终与所述第一检测器连通；所述第四载气气源依次经过第二阀、第一极性色谱柱，最终与所述第二检测器连通；所述样气入口依次经过所述第二阀、第一定量环、第二阀、第二定量环、第二阀、第一阀、第三定量环、第一阀，最终与所述样气出口连通。

优选地，所述第一阀为十通阀，包括十个连接口，其中，所述第三定量环的两端分别连接所述第一阀的第一连接口和第八连接口，所述第一载气气源与所述第一阀的第二连接口相通，所述第二极性色谱柱的两端分别连接所述第一阀的第三连接口和第七连接口，所述分子筛色谱柱的两端分别连接所述第一阀的第四连接口和第一检测器，所述第二载气气源与所述第一阀的第五连接口相通，所述样气出口为所述第一阀的第九连接口，所述第一阀的第六连接口为排气口，所述第一阀的第十连接口为第一连通口。

优选地，所述第二阀为十通阀，包括十个连接口，其中，所述第二定量环的两端分别连接所述第二阀的第四连接口和第一连接口，所述第一极性色谱柱的两端连接所述第二阀的第二连接口和第二检测器，所述第一定量环的两端分别连接所述第二阀的第八连接口和第五连接口，所述总烃专用色谱柱的两端分别连接所述第二阀的第六连接口和第一检测器，所述第三载气气源与所述第二阀的第七连接口连通，所述样气入口与所述第二阀的第九连接口，所述第二阀的第十连接口为第二连通口。

更进一步地，所述第一载气气源依次通过所述第一阀的第二连接口、所述第一阀的第三连接口、所述第二极性色谱柱、所述第一阀的第七连接口及所述排气口连通；所述第二载气气源依次通过所述第一阀的第五连接口、所述第一阀的第四连接口、所述分子筛色谱柱及所述第一检测器连通；所述第三载气气源依次通过所述第二阀的第七连接口、第二阀的第六连接口、所述总烃专用色谱柱与所述第一检测器连通；所述第四载气气源依次通过所述第二阀的第三连接口、所述第二阀的第二连接口、所述第一极性色谱与所述第二检测器连通；所述样气入口依次通过所述第二阀的第九连接口、所述第二阀的第八连接口、所述第一定量环、所述第二阀的第五连接口、所述第二阀的第四连接口、所述第二定量环、所述第二阀的第一连接口、所述第二连通口、所述第一连通口、所述第一阀的第一连接口、所述第三定量环、所述第一阀的第八连接口与排空口连通，直至所述样气出口；所述分子筛色谱柱与所述总烃专用色谱柱通过零死体积三通与所述第一检测器连通；所述第一极性色谱柱与所述第二检测器连通。

作为选择，所述第二极性色谱柱为中等极性色谱柱。

具体地，所述分子筛色谱柱为5A分子筛色谱柱。

具体地，所述总烃专用色谱柱为惰性化处理的空色谱柱。

优选地，所述第一极性色谱柱的填充材料为PEG20M。

作为选择，所述第一检测器和所述第二检测器均为FID氢火焰粒子检测器。

具体地，所述苯类物质为苯、甲苯及二甲苯。

因此，采用本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置能够达到以下几点有益效果：

1、本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置中同时采用两个检测器，一个检测器分析非甲烷总烃，另一个检测器分析苯类物质，二者分析同时进行，互相不影响，分析工作不间断；

2、本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置中提供四路载气气源，所述四路载气气源完全独立，互不干扰，非甲烷总烃及苯类物质完全独立检测；

3、本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置可以连续进行非甲烷总烃及苯类物质的检测，保证了气相色谱工作的稳定性，实现了高效率分析非甲烷总烃及苯类物质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置第一实施例的内部连通示意图；

图2 为本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置的第一实施例平面结构示意图；

图3为本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置第一实施例中非甲烷总烃的检测结果图；

图4为发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置第一实施例中苯、甲苯和二甲苯的检测结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置第一实施例的内部连通示意图。本发明的主要技术手段是提供一种非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，如图1所示，在本发明的第一实施例中，所述苯类物质为苯、甲苯及二甲苯，所述非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置包括第一检测器1、第二检测器2、第一极性色谱柱3、第二极性色谱柱8、总烃专用色谱柱6、分子筛色谱柱7、第一阀10、第二阀11、第一载气气源12、第二载气气源13、第三载气气源14、第四载气气源15、第一定量环4、第二定量环5、第三定量环9、样气入口16、样气出口17及排气口18，其中，所述第一载气气源12依次经过第一阀10、第二极性色谱柱8、第一阀10，最终与所述排气口17连通；所述的第二载气气源13依次经过第一阀10、分子筛色谱柱7，最终与所述第一检测器1连通；所述第三载气气源14依次经过第二阀11、总烃专用色谱柱6，最终与所述第一检测器1连通；所述第四载气气源15依次经过第二阀11、第一极性色谱柱3，最终与所述第二检测器2连通；所述样气入口16依次经过所述第二阀11、第一定量环5、第二阀11、第二定量环4、第二阀11、第一阀10、第三定量环9、第一阀10，最终与所述样气出口17连通，所述第一阀10为十通阀，包括十个连接口1001~1010，其中，所述第三定量环9的两端分别连接所述第一阀10的第一连接口1001和第八连接口1008，所述第一载气气源12与所述第一阀10的第二连接口1002相通，所述第二极性色谱柱8的两端分别连接所述第一阀10的第三连接口1003和第七连接口1007，所述分子筛色谱柱7的两端分别连接所述第一阀10的第四连接口1004和第一检测器1，所述第二载气气源13与所述第一阀10的第五连接口1005相通，所述样气出口17为所述第一阀10的第九连接口1009，所述第一阀10的第六连接口1006为排气口，所述第一阀10的第十连接口1010为第一连通口。所述第二阀11为十通阀，包括十个连接口1101~1110，其中，所述第二定量环4的两端分别连接所述第二阀11的第四连接口1104和第一连接口1101，所述第一极性色谱柱3的两端连接所述第二阀11的第二连接口1102和第二检测器2，所述第一定量环5的两端分别连接所述第二阀11的第八连接口1108和第五连接口1105，所述总烃专用色谱柱6的两端分别连接所述第二阀11的第六连接口1106和第一检测器1，所述第三载气气源14与所述第二阀11的第七连接口1107连通，所述样气入口16与所述第二阀的第九连接口1109，所述第二阀11的第十连接口1110为第二连通口。

更进一步地，如图1所示，所述第一载气气源12依次通过所述第一阀10的第二连接口1002、所述第一阀10的第三连接口1003、所述第二极性色谱柱8、所述第一阀10的第七连接口1007及所述排气口1006连通；所述第二载气气源13依次通过所述第一阀10的第五连接口1005、所述第一阀10的第四连接口1004、所述分子筛色谱柱7及所述第一检测器1连通；所述第三载气气源14依次通过所述第二阀11的第七连接口1107、第二阀11的第六连接口1106、所述总烃专用色谱柱6与所述第一检测器1连通；所述第四载气气源15依次通过所述第二阀11的第三连接口1103、所述第二阀11的第二连接口1102、所述第一极性色谱3与所述第二检测器2连通；所述样气入口16依次通过所述第二阀11的第九连接口1109、所述第二阀11的第八连接口1108、所述第一定量环5、所述第二阀11的第五连接口1105、所述第二阀11的第四连接口1104、所述第二定量环4、所述第二阀11的第一连接口1101、所述第二连通口1110、所述第一连通口1010、所述第一阀10的第一连接口1001、所述第三定量环9、所述第一阀10的第八连接口1008与排空口1009连通，直至所述样气出口7；所述分子筛色谱柱7与所述总烃专用色谱柱6通过零死体积三通19与所述第一检测器1连通；所述第一极性色谱柱3与所述第二检测器2连通。

更进一步地，在本发明的第一实施例中，所述第二极性色谱柱8为PQ极性色谱柱，PQ极性色谱柱即中等极性色谱柱，所述分子筛色谱柱7为5A分子筛色谱柱，所述总烃专用色谱柱6为惰性化处理的空色谱柱，所述第一极性色谱柱3的填充材料为PEG20M，所述第一检测器1和所述第二检测器2均为FID氢火焰粒子检测器。

图2 为本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置的第一实施例平面结构示意图。如图2所示，载气辅助电子压力流路控制模块20，主要用于控制各组分分析所需的载气，第一检测器控制器21用于控制第一检测器1所需空气、氢气及1路载气气源，第二检测器控制器22用于控制第二检测器2所需空气和氢气，第一阀10具有一个定量环9且自带反吹功能，仅使甲烷进入第一检测器1，第二阀12具有两个定量环4和5，分别进行分析非甲烷总烃和苯类物质，第一独立加热小柱箱23用于提供分子筛色谱柱7和第一极性色谱柱3的独立分析温度，第二独立加热小柱箱24用于提供第二极性色谱柱8和总烃专用色谱柱6的独立分析温度，第一检测器1用于检测非甲烷总烃，第二检测器2用于检测苯类物质，在本发明的第一实施例中，第二检测器2用于检测苯、甲苯、二甲苯，膜阀驱动系统25用于控制第一阀10和第二阀11的开闭状态，输出模块26可以提供4-20mA电流输出模式与上位系统建立通信连接。

如图1和图2所示，当本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置开始工作时，由样气入口16通入所需检测的样气，样气中的成分随着各载气在第一阀10和第二阀11中通过，最后，进入第一阀10中的非甲烷总烃经过第二极性色谱柱8和分子筛色谱柱7，最后进入第一检测器1进行分析；而进入第二阀11中的苯类物质通过第一极性色谱柱3进入第二检测器进行分析，进入第二阀11中的非甲烷总烃则经过总烃专用色谱柱6，最红静茹第一检测器1进行分析，在此过程中，第一定量环4和第二定量环5用于控制进入第二阀11的样气量，第三定量环9则用于控制进入第一阀10的样气量。

图3为本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置第一实施例中非甲烷总烃的检测结果图；图4为发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置第一实施例中苯、甲苯和二甲苯的检测结果图。

如图3和图4所示，利用本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置的检测标准气体，其中，非甲烷总烃标准气体的浓度，如表1所示：

甲烷 (mg/m3)	丙烷(mg/m3)	氮气
			7.2	58.9	余

而苯、甲苯和二甲苯的标准气体的浓度，如表2所示：

苯 (mg/m3)	甲苯(mg/m3)	二甲苯(mg/m3)	氮气
				18.3	47.1	76.0	余

检测结果如图3、图4和表3所示：

在本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置第一实施例中，将标气多次进样后，检测其重复性，检测器RSD%范围均在3%以内，都符合检测要求标准。

综上所述，采用本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置能够达到以下几点有益效果：

1、本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置中同时采用两个检测器，一个检测器分析非甲烷总烃，另一个检测器分析苯类物质，二者分析同时进行，互相不影响，分析工作不间断；

2、本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置中提供四路载气气源，所述四路载气气源完全独立，互不干扰，非甲烷总烃及苯类物质完全独立检测；

3、本发明所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置可以连续进行非甲烷总烃及苯类物质的检测，保证了气相色谱工作的稳定性，实现了高效率分析非甲烷总烃及苯类物质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置包括第一检测器（1）、第二检测器（2）、第一极性色谱柱（3）、第二极性色谱柱（8）、总烃专用色谱柱（6）、分子筛色谱柱（7）、第一阀（10）、第二阀（11）、第一载气气源（12）、第二载气气源（13）、第三载气气源（14）、第四载气气源（15）、第一定量环（4）、第二定量环（5）、第三定量环（9）、样气入口（16）、样气出口（17）及排气口（18），其中，所述第一载气气源（12）依次经过第一阀（10）、第二极性色谱柱（8）、第一阀（10），最终与所述排气口（17）连通；所述的第二载气气源（13）依次经过第一阀（10）、分子筛色谱柱（7），最终与所述第一检测器（1）连通；所述第三载气气源（14）依次经过第二阀（11）、总烃专用色谱柱（6），最终与所述第一检测器（1）连通；所述第四载气气源（15）依次经过第二阀（11）、第一极性色谱柱（3），最终与所述第二检测器（2）连通；所述样气入口（16）依次经过所述第二阀（11）、第一定量环（5）、第二阀（11）、第二定量环（4）、第二阀（11）、第一阀（10）、第三定量环（9）、第一阀（10），最终与所述样气出口（17）连通。

2.根据权利要求1所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述第一阀（10）为十通阀，包括十个连接口（1001~1010），其中，所述第三定量环（9）的两端分别连接所述第一阀（10）的第一连接口（1001）和第八连接口（1008），所述第一载气气源（12）与所述第一阀（10）的第二连接口（1002）相通，所述第二极性色谱柱（8）的两端分别连接所述第一阀（10）的第三连接口（1003）和第七连接口（1007），所述分子筛色谱柱（7）的两端分别连接所述第一阀（10）的第四连接口（1004）和第一检测器（1），所述第二载气气源（13）与所述第一阀（10）的第五连接口（1005）相通，所述样气出口（17）为所述第一阀（10）的第九连接口（1009），所述第一阀（10）的第六连接口（1006）为排气口，所述第一阀（10）的第十连接口（1010）为第一连通口。

3.根据权利要求2所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述第二阀（11）为十通阀，包括十个连接口（1101~1110），其中，所述第二定量环（4）的两端分别连接所述第二阀（11）的第四连接口（1104）和第一连接口（1101），所述第一极性色谱柱（3）的两端连接所述第二阀（11）的第二连接口（1102）和第二检测器（2），所述第一定量环（5）的两端分别连接所述第二阀（11）的第八连接口（1108）和第五连接口（1105），所述总烃专用色谱柱（6）的两端分别连接所述第二阀（11）的第六连接口（1106）和第一检测器（1），所述第三载气气源（14）与所述第二阀（11）的第七连接口（1107）连通，所述样气入口（16）与所述第二阀的第九连接口（1109），所述第二阀（11）的第十连接口（1110）为第二连通口。

4.根据权利要求3所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述第一载气气源（12）依次通过所述第一阀（10）的第二连接口（1002）、所述第一阀（10）的第三连接口（1003）、所述第二极性色谱柱（8）、所述第一阀（10）的第七连接口（1007）及所述排气口（1006）连通；所述第二载气气源（13）依次通过所述第一阀（10）的第五连接口（1005）、所述第一阀（10）的第四连接口（1004）、所述分子筛色谱柱（7）及所述第一检测器（1）连通；所述第三载气气源（14）依次通过所述第二阀（11）的第七连接口（1107）、第二阀（11）的第六连接口（1106）、所述总烃专用色谱柱（6）与所述第一检测器（1）连通；所述第四载气气源（15）依次通过所述第二阀（11）的第三连接口（1103）、所述第二阀（11）的第二连接口（1102）、所述第一极性色谱（3）与所述第二检测器（2）连通；所述样气入口（16）依次通过所述第二阀（11）的第九连接口（1109）、所述第二阀（11）的第八连接口（1108）、所述第一定量环（5）、所述第二阀（11）的第五连接口（1105）、所述第二阀（11）的第四连接口（1104）、所述第二定量环（4）、所述第二阀（11）的第一连接口（1101）、所述第二连通口（1110）、所述第一连通口（1010）、所述第一阀（10）的第一连接口（1001）、所述第三定量环（9）、所述第一阀（10）的第八连接口（1008）与排空口（1009）连通，直至所述样气出口（7）；所述分子筛色谱柱（7）与所述总烃专用色谱柱（6）通过零死体积三通（19）与所述第一检测器（1）连通；所述第一极性色谱柱（3）与所述第二检测器（2）连通。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述第二极性色谱柱（8）为中等极性色谱柱。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述分子筛色谱柱（7）为5A分子筛色谱柱。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述总烃专用色谱柱（6）为惰性化处理的空色谱柱。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述第一极性色谱柱（3）的填充材料为PEG20M。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述第一检测器（1）和所述第二检测器（2）均为FID氢火焰粒子检测器。

10.根据权利要求1所述的非甲烷总烃及苯类物质检测专用装置，其特征在于，所述苯类物质为苯、甲苯及二甲苯。