CN107037176A - 一种检测瓦斯气体中硫化物含量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测瓦斯气体中硫化物含量的方法和装置，该装置包括硫化物分离组件、硫化物残余冲洗组件、尾气处理组件、滴定组件、滴定控制组件和电位滴定测定仪，待测瓦斯气体连接硫化物分离组件的进气管，硫化物分离组件的出气管连接尾气处理组件，硫化物分离组件的进气管上还连接硫化物残余冲洗组件，硫化物分离组件的硫化物收集腔连接滴定组件，滴定组件还连接滴定控制组件，滴定组件内连接有电位滴定测定仪，本发明的瓦斯气体的硫化物检测装置检测方法简单，使用方便，对瓦斯气体内的硫化物进行分离，之后利用电位滴定原理对硫化物的硫离子进行测定，得出硫化物的含量，具有快速、准确的作用。

Description

一种检测瓦斯气体中硫化物含量的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种检测瓦斯气体中硫化物含量的方法和装置，属于煤矿开采中瓦斯气体检测技术领域。

背景技术

随着世界能源局势持续紧张，人们已经意识到煤层气作为一种清洁、经济的能源可有效缓解世界能源危机，治理瓦斯的思路也逐渐由“抽排”转向“利用”。自20世纪70年代以来,世界上一些先进的产煤国家纷纷涉足煤层气产业领域,在勘探开发理论与开采应用技术方面进行了大量的研究与实验工作,取得了突出的成就,使这一产业得到了快速发展。其中，美国是世界上瓦斯产量最高的国家,同时也是瓦斯气商业化最成功的国家。

煤矿瓦斯，是煤形成过程中产生的伴生资源，其可用的主要成分是甲烧，其还含有少量的硫化氢、二氧化硫气体，因此，含有硫化物的瓦斯气体的燃烧后的产物容易对环境造成污染，因此，在利用瓦斯气体时，需要对瓦斯气体内的硫化物进行处理。而瓦斯气体硫化物的处理需要了解瓦斯气体内硫化物的含量，因此，需要对瓦斯气体内硫化物的含量进行实验研究。

发明内容

本发明针对现有的技术问题，提供一种检测瓦斯气体中硫化物含量的方法和装置，目的是提高其使用寿命的同时，提高其安全性，拟解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其包括硫化物分离组件、硫化物残余冲洗组件、尾气处理组件、滴定组件、滴定控制组件和电位滴定测定仪，其特征在于，待测瓦斯气体连接硫化物分离组件的进气管，所述的硫化物分离组件的出气管连接所述尾气处理组件，所述硫化物分离组件的进气管上还连接所述硫化物残余冲洗组件，所述硫化物分离组件的硫化物收集腔连接所述滴定组件，所述滴定组件还连接所述滴定控制组件，所述滴定组件内连接有所述电位滴定测定仪。

进一步，作为优选，所述硫化物分离组件采用半导体制冷器进行，且半导体制冷器的制冷温度为-60至-105℃。

进一步，作为优选，所述硫化物分离组件包括上保温盖、下保温板、支撑保温板和硫化物冷凝翅片，其特征在于，所述上保温盖、下保温盖以及支撑保温板构成箱体结构，该箱体内设置有半导体制冷片，所述箱体内还设置有硫化物冷凝腔，硫化物冷凝腔的一端连接瓦斯气体进气管，硫化物冷凝腔的另一端连接尾气处理组件，所述冷凝腔为中间大两端小的结构，且冷凝腔的上顶面设置有向下倾斜的多个硫化物冷凝翅片，所述的冷凝腔的中间底部连通设置有硫化物收集腔，硫化物收集腔的底端连接滴定组件，所述的硫化物冷凝腔与硫化物收集腔之间设置有控制阀一，所述硫化物收集腔与滴定组件之间设置有控制阀二。

进一步，作为优选，所述硫化物残余冲洗组件包括氮气瓶和控制阀四，所述氮气瓶通过三通与所述硫化物分离组件的进气管连通，所述氮气瓶与三通之间还设置有控制阀四。

进一步，作为优选，所述尾气处理组件包括单向阀一、控制阀三和尾气收集处理瓶，其中，所述尾气收集处理瓶连接硫化物分离组件的出气管，且尾气收集处理瓶与硫化物分离组件的出气管之间还设置有单向阀一和控制阀三。

进一步，作为优选，所述滴定组件包括标准滴定瓶、单向阀三、滴定管、搅拌杯、搅拌叶、搅拌电机和底座，其中，所述标准滴定瓶内设置有硝酸铅溶液，标准滴定瓶通过滴定管连接所述搅拌杯，所述搅拌杯还连通所述硫化物分离组件的出气管，所述标准滴定瓶与搅拌杯之间的滴定管上设置有单向阀三，所述搅拌杯内设置有搅拌叶，所述搅拌叶由所述搅拌电机驱动，所述搅拌电机设置在底座内，所述电位滴定测定仪的硫离子复合电极伸入所述搅拌杯的溶液设置，所述硫离子复合电极通过复合电极信号线连接电位滴定测定仪。

进一步，作为优选，所述搅拌电机的搅拌电机控制线与所述电位滴定测定仪连接，所述电位滴定仪组件上设置有LED显示屏。

进一步，作为优选，所述滴定控制组件包括精密控制气泵和单向阀二，所述精密控制气泵通过单向阀二连接所述标准滴定瓶，通过控制精密控制气泵的出气量以及标准滴定瓶内的压强实现标准滴定瓶内滴定液的进量控制。

进一步，本发明提供了一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置的瓦斯气体硫化物含量测定方法，其特征在于：其包括以下步骤:

(1)将各个组件连接好，并在搅拌杯中加入500ml标准滴定溶液，然后，将待测瓦斯气体管连接所述硫化物分离组件的进气管，开启硫化物分离组件，使得硫化物分离组件温度控制在-95℃；

（2）关闭控制阀二、控制阀四，开启控制阀一和控制阀三，通过流量计控制瓦斯进气流量，使得瓦斯气体均匀缓慢的流入硫化物分离组件中；

（3）待瓦斯气体达到待分析流量后，关闭瓦斯气体进气阀，然后开启控制阀四，向硫化物分离组件内充入氮气，对硫化物分离组件内的硫化物冷凝物进行冲洗，使得硫化物冷凝物充分流入硫化物收集腔中；

（4）开启搅拌器，将硫离子复合电极伸入搅拌杯中，开启电位滴定测定仪，待LED显示屏上的电位稳定后进入步骤（5）；

（5）关闭控制阀一，打开控制阀二，开启搅拌器，使得硫化物流入搅拌杯中，开始滴定测定，并开启精密控制气泵，以便对搅拌杯中的滴定溶液进行补液；

（6）根据LED显示屏上的图形变化，记录最终结果并保存；

（7）用二阶微分法算出硝酸铅标准滴定溶液用量，并求出硫化物的硫离子含量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的瓦斯气体的硫化物检测装置检测方法简单，使用方便，利用硫化物与甲烷的熔点温度相差的原理，对瓦斯气体内的硫化物进行分离，之后利用电位滴定原理对硫化物的硫离子进行测定，得出硫化物的含量，具有快速、准确的作用。

附图说明

图1是本发明的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置的结构示意图；

其中，1、上保温盖，2、下保温板，3、硫化物冷凝翅片，4、控制阀一，5、硫化物冷凝腔，6、控制阀二，7、硫化物收集腔，8、三通，9、单向阀一，10、控制阀三，11、尾气收集处理瓶，12、流量计，13、氮气瓶，14、控制阀四，15、支撑保温板，16、标准滴定瓶，17、精密控制气泵，18、单向阀二，19、单向阀三，20、滴定管，21、硫离子复合电极，22、搅拌杯，23、搅拌叶，24、搅拌电机，25、底座，26、复合电极信号线，27、搅拌电机控制线，28、电位滴定测定仪，29、LED显示屏。

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做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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其包括硫化物分离组件、硫化物残余冲洗组件、尾气处理组件、滴定组件、滴定控制组件和电位滴定测定仪，其特征在于，待测瓦斯气体连接硫化物分离组件的进气管，所述的硫化物分离组件的出气管连接所述尾气处理组件，所述硫化物分离组件的进气管上还连接所述硫化物残余冲洗组件，所述硫化物分离组件的硫化物收集腔连接所述滴定组件，所述滴定组件还连接所述滴定控制组件，所述滴定组件内连接有所述电位滴定测定仪。

其中，所述硫化物分离组件采用半导体制冷器进行，且半导体制冷器的制冷温度为-60至-105℃。

如图1，所述硫化物分离组件包括上保温盖1、下保温板2、支撑保温板15和硫化物冷凝翅片3，其特征在于，所述上保温盖1、下保温盖2以及支撑保温板3构成箱体结构，该箱体内设置有半导体制冷片，所述箱体内还设置有硫化物冷凝腔5，硫化物冷凝腔5的一端连接瓦斯气体进气管，硫化物冷凝腔的另一端连接尾气处理组件，所述冷凝腔为中间大两端小的结构，且冷凝腔的上顶面设置有向下倾斜的多个硫化物冷凝翅片3，所述的冷凝腔的中间底部连通设置有硫化物收集腔7，硫化物收集腔7的底端连接滴定组件，所述的硫化物冷凝腔与硫化物收集腔之间设置有控制阀一4，所述硫化物收集腔与滴定组件之间设置有控制阀二6。

所述硫化物残余冲洗组件包括氮气瓶13和控制阀四14，所述氮气瓶13通过三通与所述硫化物分离组件的进气管连通，所述氮气瓶13与三通8之间还设置有控制阀四14。

所述尾气处理组件包括单向阀一9、控制阀三10和尾气收集处理瓶11，其中，所述尾气收集处理瓶11连接硫化物分离组件的出气管，且尾气收集处理瓶11与硫化物分离组件的出气管之间还设置有单向阀一9和控制阀三10。

所述滴定组件包括标准滴定瓶16、单向阀三19、滴定管20、搅拌杯22、搅拌叶23、搅拌电机24和底座25，其中，所述标准滴定瓶16内设置有硝酸铅溶液，标准滴定瓶通过滴定管连接所述搅拌杯22，所述搅拌杯22还连通所述硫化物分离组件的出气管，所述标准滴定瓶与搅拌杯22之间的滴定管上设置有单向阀三19，所述搅拌杯内设置有搅拌叶23，所述搅拌叶23由所述搅拌电机24驱动，所述搅拌电机24设置在底座25内，所述电位滴定测定仪的硫离子复合电极21伸入所述搅拌杯22的溶液设置，所述硫离子复合电极21通过复合电极信号线连接电位滴定测定仪28。所述搅拌电机24的搅拌电机控制线与所述电位滴定测定仪28连接，所述电位滴定仪28上设置有LED显示屏29。

其中，所述滴定控制组件包括精密控制气泵17和单向阀二18，所述精密控制气泵17通过单向阀二18连接所述标准滴定瓶16，通过控制精密控制气泵的出气量以及标准滴定瓶内的压强实现标准滴定瓶内滴定液的进量控制。

此外，本发明提供了一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置的瓦斯气体硫化物含量测定方法，其特征在于：其包括以下步骤:

(1)将各个组件连接好，并在搅拌杯中加入500ml标准滴定溶液，然后，将待测瓦斯气体管连接所述硫化物分离组件的进气管，开启硫化物分离组件，使得硫化物分离组件温度控制在-95℃；

（2）关闭控制阀二、控制阀四，开启控制阀一和控制阀三，通过流量计控制瓦斯进气流量，使得瓦斯气体均匀缓慢的流入硫化物分离组件中；

（3）待瓦斯气体达到待分析流量后，关闭瓦斯气体进气阀，然后开启控制阀四，向硫化物分离组件内充入氮气，对硫化物分离组件内的硫化物冷凝物进行冲洗，使得硫化物冷凝物充分流入硫化物收集腔中；

（4）开启搅拌器，将硫离子复合电极伸入搅拌杯中，开启电位滴定测定仪，待LED显示屏上的电位稳定后进入步骤（5）；

（5）关闭控制阀一，打开控制阀二，开启搅拌器，使得硫化物流入搅拌杯中，开始滴定测定，并开启精密控制气泵，以便对搅拌杯中的滴定溶液进行补液；

（6）根据LED显示屏上的图形变化，记录最终结果并保存；

（7）用二阶微分法算出硝酸铅标准滴定溶液用量，并求出硫化物的硫离子含量，对于具体的计算方法，属于现有技术，在此不再赘述。

本发明的瓦斯气体的硫化物检测装置检测方法简单，使用方便，利用硫化物与甲烷的熔点温度相差的原理，对瓦斯气体内的硫化物进行分离，之后利用电位滴定原理对硫化物的硫离子进行测定，得出硫化物的含量，具有快速、准确的作用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其包括硫化物分离组件、硫化物残余冲洗组件、尾气处理组件、滴定组件、滴定控制组件和电位滴定测定仪，其特征在于，待测瓦斯气体连接硫化物分离组件的进气管，所述的硫化物分离组件的出气管连接所述尾气处理组件，所述硫化物分离组件的进气管上还连接所述硫化物残余冲洗组件，所述硫化物分离组件的硫化物收集腔连接所述滴定组件，所述滴定组件还连接所述滴定控制组件，所述滴定组件内连接有所述电位滴定测定仪。

2.根据权利要求1所述的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其特征在于：所述硫化物分离组件采用半导体制冷器进行，且半导体制冷器的制冷温度为-60至-105℃。

3.根据权利要求2所述的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其特征在于：所述硫化物分离组件包括上保温盖、下保温板、支撑保温板和硫化物冷凝翅片，其特征在于，所述上保温盖、下保温盖以及支撑保温板构成箱体结构，该箱体内设置有半导体制冷片，所述箱体内还设置有硫化物冷凝腔，硫化物冷凝腔的一端连接瓦斯气体进气管，硫化物冷凝腔的另一端连接尾气处理组件，所述冷凝腔为中间大两端小的结构，且冷凝腔的上顶面设置有向下倾斜的多个硫化物冷凝翅片，所述的冷凝腔的中间底部连通设置有硫化物收集腔，硫化物收集腔的底端连接滴定组件，所述的硫化物冷凝腔与硫化物收集腔之间设置有控制阀一，所述硫化物收集腔与滴定组件之间设置有控制阀二。

4.根据权利要求1所述的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其特征在于：所述硫化物残余冲洗组件包括氮气瓶和控制阀四，所述氮气瓶通过三通与所述硫化物分离组件的进气管连通，所述氮气瓶与三通之间还设置有控制阀四。

5.根据权利要求1所述的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的方法和装置，其特征在于：所述尾气处理组件包括单向阀一、控制阀三和尾气收集处理瓶，其中，所述尾气收集处理瓶连接硫化物分离组件的出气管，且尾气收集处理瓶与硫化物分离组件的出气管之间还设置有单向阀一和控制阀三。

6.根据权利要求1所述的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其特征在于：所述滴定组件包括标准滴定瓶、单向阀三、滴定管、搅拌杯、搅拌叶、搅拌电机和底座，其中，所述标准滴定瓶内设置有硝酸铅溶液，标准滴定瓶通过滴定管连接所述搅拌杯，所述搅拌杯还连通所述硫化物分离组件的出气管，所述标准滴定瓶与搅拌杯之间的滴定管上设置有单向阀三，所述搅拌杯内设置有搅拌叶，所述搅拌叶由所述搅拌电机驱动，所述搅拌电机设置在底座内，所述电位滴定测定仪的硫离子复合电极伸入所述搅拌杯的溶液设置，所述硫离子复合电极通过复合电极信号线连接电位滴定测定仪。

7.根据权利要求6所述的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其特征在于：所述搅拌电机的搅拌电机控制线与所述电位滴定测定仪连接，所述电位滴定仪组件上设置有LED显示屏。

8.根据权利要求1所述的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置，其特征在于：所述滴定控制组件包括精密控制气泵和单向阀二，所述精密控制气泵通过单向阀二连接所述标准滴定瓶，通过控制精密控制气泵的出气量以及标准滴定瓶内的压强实现标准滴定瓶内滴定液的进量控制。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种检测瓦斯气体中硫化物含量的装置的瓦斯气体硫化物含量测定方法，其特征在于：其包括以下步骤:

(1)将各个组件连接好，并在搅拌杯中加入500ml标准滴定溶液，然后，将待测瓦斯气体管连接所述硫化物分离组件的进气管，开启硫化物分离组件，使得硫化物分离组件温度控制在-95℃；

（2）关闭控制阀二、控制阀四，开启控制阀一和控制阀三，通过流量计控制瓦斯进气流量，使得瓦斯气体均匀缓慢的流入硫化物分离组件中；

（3）待瓦斯气体达到待分析流量后，关闭瓦斯气体进气阀，然后开启控制阀四，向硫化物分离组件内充入氮气，对硫化物分离组件内的硫化物冷凝物进行冲洗，使得硫化物冷凝物充分流入硫化物收集腔中；

（4）开启搅拌器，将硫离子复合电极伸入搅拌杯中，开启电位滴定测定仪，待LED显示屏上的电位稳定后进入步骤（5）；

（5）关闭控制阀一，打开控制阀二，开启搅拌器，使得硫化物流入搅拌杯中，开始滴定测定，并开启精密控制气泵，以便对搅拌杯中的滴定溶液进行补液；

（6）根据LED显示屏上的图形变化，记录最终结果并保存；

（7）用二阶微分法算出硝酸铅标准滴定溶液用量，并求出硫化物的硫离子含量。