CN109270183A - 气相色谱非甲烷总烃检测装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种非甲烷总烃检测装置，包括：进气单元、状态切换单元、载气单元、甲烷分离单元和检测单元；所述进气单元，用于输入待检测样气；所述载气单元，连接至设置于样气检测路径的所述状态切换单元，用于承载所述待检测样气在所述样气检测路径中运动；所述状态切换单元，一端与所述进气单元连接，另一端与所述检测单元连接，用于切换所述甲烷分离单元的工作状态，实现在甲烷检测状态和非甲烷总烃检测状态之间切换；当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的甲烷含量；当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量。本公开整体实现结构简单，检测结果精准，响应速度快。
Description
技术领域
本公开属于气体检测领域，涉及一种气相色谱非甲烷总烃检测装置。
背景技术
非甲烷总烃(NMHC)通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物。大气中的非甲烷总烃超过一定浓度时，对人体健康有害处，还能产生化学烟雾，对环境和人类造成重大危害。我国《大气污染物综合排放标准》的非甲烷总烃的排放浓度标准为120mg/m3。非甲烷总烃(NMHC)检测原理上主要分为催化氧化法和色谱法。色谱法测定非甲烷总烃通常是指经过色谱分离在气相色谱的氢火焰离子化检测器上除了甲烷以外的有机气态化合物的总和。催化氧化法和色谱法的主要区别在于，催化法通过催化甲烷以外的有机物对甲烷进行分析。
对于非甲烷总烃的检测，目前采用的方法有双柱双阀双检测器3路氮气、双柱单阀双检测器2路氮气或者双柱单阀单检测器先检测总烃的含量，然后检测甲烷含量，两者的差值就是非甲烷总烃，不管是那种方法，都存在成本高、结构复杂的缺陷。并且因为不同检测器性能的差异，会造成检测结果不准确。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种气相色谱非甲烷总烃检测装置，其特征在于，包括：一种非甲烷总烃检测装置，其特征在于，包括：进气单元、状态切换单元、载气单元、甲烷分离单元和检测单元；
所述进气单元，用于输入待检测样气；
所述载气单元，连接至设置于样气检测路径的所述状态切换单元，用于承载所述待检测样气在所述样气检测路径中运动；
所述状态切换单元，一端与所述进气单元连接，另一端与所述检测单元连接，用于切换所述甲烷分离单元的工作状态，实现在甲烷检测状态和非甲烷总烃检测状态之间切换；
当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的甲烷含量；
当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量。
进一步地，还包括定量单元，所述定量单元设置于所述样气检测路径中，用于定量获取所述待检测样气。
进一步地，所述当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的甲烷含量包括：
所述状态切换单元为八通进样阀；
所述八通进样阀切换至第一工作状态，将所述定量单元接入所述样气检测路径，使得所述载气单元分别与所述定量单元、所述甲烷分离单元以及所述检测单元连接，将所述待检测样气输送到所述检测单元。
进一步地，所述当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量包括：
所述八通进样阀切换至第二工作状态，使得所述载气单元经所述定量单元反吹所述甲烷分离单元，将所述待检测样气输送到所述检测单元。
进一步地，所述甲烷分离单元为甲烷色谱柱。
进一步地，所述当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的甲烷含量包括：
所述状态切换单元为两通电磁阀；
所述两通电磁阀切换至第一工作状态，将所述甲烷分离单元接入至所述样气检测路径，使得所述甲烷分离单元、所述载气单元以及所述定量单元依次连接，将所述待检测样气输送到所述检测单元。
进一步地，所述当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量包括：
所述两通电磁阀切换至第二工作状态，使得所述载气单元将所述待检测样气输送到所述检测单元。
进一步地，其特征在于，所述甲烷分离单元为非甲烷总烃催化转化器。
进一步地，所述非甲烷总烃催化转化器为空心圆管，呈直线型或者螺旋型，其外部包裹加热器，内部填充有镍基催化剂，所述加热器将所述非甲烷总烃催化转化器加热到240℃-260℃。
进一步地，还包括加热单元，用于在非甲烷总烃检测过程中加热所述检测装置。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开利用状态切换单元在不同的工作状态下切换不同的流路，使用一个检测单元、一个甲烷分离单元、一个载气单元即可实现非甲烷总烃的检测。整体实现结构简答，检测结果精准，而且响应速度快，一般小于60s即可获得检测结果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
图1是本公开一示例性实施例示出的一种非甲烷总烃检测装置的结构示意图；
图2是本公开一示例性实施例示出的一种非甲烷总烃检测装置的一工作状态结构图；
图3是本公开一示例性实施例示出的一种非甲烷总烃检测装置的一工作状态结构图；
图4是本公开一示例性实施例示出的一种非甲烷总烃检测装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
如图1所示，根据一示例性实施例示出的一种非甲烷总烃检测装置100，其特征在于，包括：
进气单元1、状态切换单元2、载气单元3、甲烷分离单元4和检测单元5；
所述进气单元1，用于输入待检测样气；
所述载气单元3，连接至设置于样气检测路径的所述状态切换单元2，用于承载所述待检测样气在所述样气检测路径中运动；
所述状态切换单元2，一端与所述进气单元连接1，另一端与所述检测单元5连接，用于切换所述甲烷分离单元4的工作状态，实现在甲烷检测状态和非甲烷总烃检测状态之间切换；
当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元5用于检测所述待检测样气中的甲烷含量；
当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元5用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量。
根据本公开一实施例，如图1所示，非甲烷总烃检测装置100包括进气单元1、状态切换单元2、载气单元3、甲烷分离单元4和检测单元5，通过状态切换单元2的控制，在切换至甲烷检测状态时，检测装置100将流路切换至甲烷检测状态，对待检测的样气中的甲烷含量检测；在切换至非甲烷总烃检测状态时，检测装置100将流路切换至非甲烷总烃检测状态，对样气中的非甲烷总烃含量检测。
进一步地，还包括定量单元6，所述定量单元6设置于所述样气检测路径中，用于定量获取所述待检测样气。
根据本公开一实施例，如图1所示，检测装置100还可以包括定量单元6，定量单元6设置在样气检测路径中，用于定量获取待检测样气，可以保证检测的准确和及时性。如图2所示，定量单元6接入到样气检测路径中，用于定量获取待检测样气。当然，也可以不设置定量单元6，通过控制进气的量来保证一定数量的待检测样气。
进一步地，所述当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元5用于检测所述待检测样气中的甲烷含量包括：
所述状态切换单元2为八通进样阀201；
所述八通进样阀201切换至第一工作状态，将所述定量单元6接入所述样气检测路径，使得所述载气单元3分别与所述定量单元6、所述甲烷分离单元4以及所述检测单元5连接，将所述待检测样气输送到所述检测单元5。
根据本公开一实施例，如图2所示，给出了一种检测装置100的结构。其中，状态切换单元2为八通进样阀201。如图2所示，八通进样阀201具有8个通路，每一通路与其相邻的一个通路通气连接，与其另一相邻通路隔离，八通进样阀201通过旋转等操作，实现流路切换，从而在不同的工作状态下切换。
图2显示的是甲烷检测状态的第一步，将定量单元6与进气单元1连接，将定量单元6内充满定量的待检测样气。图3显示的八通进样阀201在甲烷检测状态的流路，即第一工作状态。在该状态下，载气单元3接入到样气检测路径中，依次连接定量单元6、甲烷分离单元4和检测单元5。在载气氮气的携带下，定量单元6内的待检测样气被送入甲烷分离单元4，甲烷分离单元4将样气中的甲烷气体分离出样气，沿着流路进入到检测单元5，检测单元5为FID检测器，检测送来的样气中甲烷的含量。
进一步地，所述当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元5用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量包括：
所述八通进样阀201切换至第二工作状态，使得所述载气单元3经所述定量单元6反吹所述甲烷分离单元4，将所述待检测样气输送到所述检测单元。
进一步地，所述甲烷分离单元4为甲烷色谱柱401。
如图2所示，八通进样阀201切换至非甲烷总烃检测状态，将甲烷分离单元4(即甲烷色谱柱401)的流路切换，载气单元3携带定量单元6中剩余的分离了甲烷的待检测样气进入到检测单元5中，检测该样气中的非甲烷总烃含量。
进一步地，还包括加热单元，用于在非甲烷总烃检测过程中加热所述检测装置。
根据本公开的实施例，为了保证检测的顺利进行，同时加快检测速度，还可以设置加热单元(图中未示出)，该加热单元在整个检测过程中为非甲烷总烃检测装置100进行加热，保证非甲烷总烃检测装置100整体温度在一合理的反应温度范围内，确保整个检测过程顺利有效进行。
根据本公开的一实施例，采用状态切换单元切换流路，实现了使用一个检测单元、一个甲烷分离单元、一个载气单元即可完成非甲烷总烃的测定。装置结构简单，可靠性强，避免了双阀双检测器带了的响应差异，检测结果更准确，并且节约成本，检测用时短。
根据本公开另一实施例，进一步地，所述当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元5用于检测所述待检测样气中的甲烷含量包括：
所述状态切换单元2为两通电磁阀202；
所述两通电磁阀202切换至第一工作状态，将所述甲烷分离单元4接入至所述样气检测路径，使得所述甲烷分离单元4、所述载气单元3以及所述定量单元6依次连接，将所述待检测样气输送到所述检测单元5。
如图4所示，给出了一种检测装置100的结构。其中，状态切换单元2为两通电磁阀202。如图4所示，两通电磁阀202可以实现将两路流路的任意一路接通，从而实现流路切换，实现在不同的工作状态下切换。
图4中两通电磁阀202接通甲烷分离单元4所在的第一支路，即切换到了第一工作状态。在该状态下，甲烷分离单元4、所述载气单元3以及所述定量单元6依次连接，待检测样气在经过甲烷分离单元4后，将甲烷气体分离，经载气(氮气)携带，进入定量单6，最后进入到检测单元5中，检测单元5检测样气中的甲烷含量。
进一步地，所述当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元5用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量包括：
所述两通电磁阀202切换至第二工作状态，使得所述载气单元3将所述待检测样气输送到所述检测单元5。
如图4所示，两通电磁阀202接通第二支路，将甲烷分离单元4接出样气检测路径，即切换到了第二工作状态。在该状态下，载气单元3的载气携带待检测样气进入到定量单元6中，最后进入到检测单元5中，检测单元5检测样气中的总烃含量，将总烃含量中减去甲烷含量，得到非甲烷总烃含量。
进一步地，所述甲烷分离单元4为非甲烷总烃催化转化器402。
进一步地，所述非甲烷总烃催化转化器402为空心圆管，呈直线型或者螺旋型，其外部包裹加热器，内部填充有镍基催化剂，所述加热器将所述非甲烷总烃催化转化器加热到240℃-260℃。
根据本公开的实施例，甲烷分离单元4可以是非甲烷总烃催化转化器402，该非甲烷总烃催化转化器402为空心圆管，其空心圆管为直线型或者螺旋状的弯管，外壁由加热器包裹，并且加热器包括温度传感器和可控温模块，所述空心圆管的内部填有镍基催化剂，此催化剂在240℃-260℃时可以把除了甲烷以外的其他有机气体氧化为二氧化碳和水，而甲烷本身不发生变化。
进一步地，还包括加热单元，用于在非甲烷总烃检测过程中加热所述检测装置。
根据本公开的实施例，为了保证检测的顺利进行，同时加快检测速度，还可以设置加热单元(图中未示出)，该加热单元在整个检测过程中为非甲烷总烃检测装置100进行加热，保证非甲烷总烃检测装置100整体温度在一合理的反应温度范围内，确保整个检测过程顺利有效进行。
根据本公开的实施例，采用状态切换单元切换流路，实现了使用一个检测单元、一个甲烷分离单元、一个载气单元即可完成非甲烷总烃的测定。装置结构简单，可靠性强，避免了双阀双检测器带了的响应差异，检测结果更准确，并且节约成本，响应时间小于60s。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种非甲烷总烃检测装置，其特征在于，包括：进气单元、状态切换单元、载气单元、甲烷分离单元和检测单元；
所述进气单元，用于输入待检测样气；
所述载气单元，连接至设置于样气检测路径的所述状态切换单元，用于承载所述待检测样气在所述样气检测路径中运动；
所述状态切换单元，一端与所述进气单元连接，另一端与所述检测单元连接，用于切换所述甲烷分离单元的工作状态，实现在甲烷检测状态和非甲烷总烃检测状态之间切换；
当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的甲烷含量；
当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括定量单元，所述定量单元设置于所述样气检测路径中，用于定量获取所述待检测样气。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的甲烷含量包括：
所述状态切换单元为八通进样阀；
所述八通进样阀切换至第一工作状态，将所述定量单元接入所述样气检测路径，使得所述载气单元分别与所述定量单元、所述甲烷分离单元以及所述检测单元连接，将所述待检测样气输送到所述检测单元。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量包括：
所述八通进样阀切换至第二工作状态，使得所述载气单元经所述定量单元反吹所述甲烷分离单元，将所述待检测样气输送到所述检测单元。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述甲烷分离单元为甲烷色谱柱。
6.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述当切换至甲烷检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的甲烷含量包括：
所述状态切换单元为两通电磁阀；
所述两通电磁阀切换至第一工作状态，将所述甲烷分离单元接入至所述样气检测路径，使得所述甲烷分离单元、所述载气单元以及所述定量单元依次连接，将所述待检测样气输送到所述检测单元。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述当切换至非甲烷总烃检测状态时，所述检测单元用于检测所述待检测样气中的非甲烷总烃含量包括：
所述两通电磁阀切换至第二工作状态，使得所述载气单元将所述待检测样气输送到所述检测单元。
8.根据权利要求1、2、6、7中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述甲烷分离单元为非甲烷总烃催化转化器。
9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述非甲烷总烃催化转化器为空心圆管，呈直线型或者螺旋型，其外部包裹加热器，内部填充有镍基催化剂，所述加热器将所述非甲烷总烃催化转化器加热到240℃-260℃。
10.根据权利要求1-4、5-7中任一项所述的检测装置，其特征在于，还包括加热单元，用于在非甲烷总烃检测过程中加热所述检测装置。
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