CN111638289A - 一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于气体检测技术领域，涉及一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备及检测方法。主要包括两个样气通道，一个十通阀、一个十二通阀、三个电磁阀、四个定量环、两路载气，已及在载气通道上的一根甲烷柱和一根总烃柱、三通汇流板、氢火焰离子化检测器，通过十通阀、十二通阀及电磁阀的通道切换形成以下模式：样气1流路为采集取样模式，样气2流路为分析检测模式和反吹模式；样气1流路为分析检测模式和反吹模式，样气2流路为采集取样模式。本发明可以实现两个采样点的非甲烷总烃在同一台仪表上、使用单个检测器检测，节约材料成本；流程设计简洁、操作简单。

Description

一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备及检测方法
技术领域
本发明属于气体检测技术领域，特别涉及一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备及检测方法。
背景技术
根据国家标准HJ 1013-2018《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》，非甲烷总烃（NMHC）是指从总烃中扣除甲烷以后其他气态有机化合物的总和。NMHC有较大的光化学活性，是形成光化学烟雾的前体物，当大气中NMHC含量超过一定浓度时，除直接危害人体健康外，在一定的光照条件下还会产生光化学烟雾，对人和环境造成危害。
NMHC来源广泛，成分复杂。目前大气及工业废气中NMHC的监测方法很多，主流方法为气相色谱法。在NMHC检测的气相色谱法中，大多通过使用多通阀实现气路的切换，完成总烃和甲烷的检测，计算出NMHC值。但是，这些检测设备和方法均只能实现单个检测口的NMHC在线检测。但对于现代企业而言，每家企业其采样点和检测口远不止一个。一个检测口需要一台检测仪表，对于企业而言，会造成成本和人力资源的浪费。同时双点采样的非甲烷总烃在线监测设备可对两个采样点数据进行更直观的对比。
针对NMHC检测设备和方法存在无法实现双点或多点采样检测的问题。本领域技术人员急需发明一种非甲烷总烃在线监测设备及检测方法提供双点检测，来解决现有技术存在的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供了一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备及检测方法。解决了现有技术中无法实现单台仪表或单个检测器对两个检测口进行检测的问题，节约成本。
本发明提供的双点采样非甲烷总烃在线监测设备，主要技术方案如下：主要包括两个样气通道，一个十通阀、一个十二通阀、三个电磁阀、四个定量环、两路载气，已及在载气通道上的一根甲烷柱和一根总烃柱、三通汇流板、氢火焰离子化检测器，其特征是通过十通阀、十二通阀及电磁阀的通道切换形成以下模式：两路样气每路样气分别经过两个定量环完成采集取样，载气依次将定量环中的样气携带进入甲烷柱和总烃柱进行分离，分离后的样气经氢火焰离子化检测器完成对总烃及甲烷的分析检测，具体包括：样气1流路为采集取样模式，样气2流路为分析检测模式和反吹模式；样气1流路为分析检测模式和反吹模式，样气2流路为采集取样模式，具体如下：
样气1依次通过十通阀的样气通道和定量环1，经十二通阀样气通道及定量环2形成样气1的采集取样模式；载气1通过定量环3、载气2通过定量环4将定量环内的样气2携带进入甲烷柱和总烃柱进行样气分离，分离后的样气经三通汇流板后进入氢火焰离子化检测器形成分析检测模式；
样气2检测后，同时切换电磁阀1和电磁阀2，载气1对甲烷柱进行反吹，将甲烷柱中非甲烷物质反吹出甲烷柱形成反吹模式；
反吹后，同时切换十通阀、十二通阀、电磁阀1、电磁阀2和电磁阀3使样气2通过定量环3和定量环4形成采集取样模式；载气1通过定量环1、载气2通过定量环2将定量环内的样气1携带进入甲烷柱和总烃柱进行样气分离，分离后的样气经三通汇流板后进入氢火焰离子化检测器形成分析检测模式检测；
样气2检测后，同时切换电磁阀1和电磁阀2，载气1对甲烷柱进行反吹，将甲烷柱中非甲烷物质反吹出甲烷柱形成反吹模式。
优选地，所述的十通阀和十二通阀为隔膜阀、电动转子阀或气动转子阀。
优选地，所述的十通阀和十二通阀具有初始状态和负载状态两种状态。
优选地，所述的三个电磁阀均为两位三通阀。
优选地，所述三个两位三通电磁阀中的两个用于反吹甲烷柱。
优选地，所述三个两位三通电磁阀中的两个为高温电磁阀。
优选地，所述四个定量环的容量根据所检测物质的不同来确定，优选四个定量环的容量均为2mL。
优选地，所述的样气1和样气2，分别为不同点采样样气。
优选地，所述两路载气中的一路同时用于将样气载入监测设备和反吹甲烷柱。
本发明还提供了一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备的检测方法，主要包括以下步骤：
（1）采样点1采样、采样点2分析：所述十通阀和十二通阀为初始状态，电磁阀1、电磁阀2和电磁阀3开启，采样点1样气流经定量环1、定量环2采样，定量环3和定量环4中样气进入色谱柱和检测器分析；
（2）采样点1采样、甲烷柱反吹：所述十通阀和十二通阀为初始状态，电磁阀1、电磁阀2关闭，电磁阀3开启，采样点1样气流经定量环1、定量环2采样，载气1反吹甲烷柱；
（3）采样点1分析、采样点2采样：所述十通阀和十二通阀为负载状态，电磁阀1、电磁阀2开启，电磁阀3关闭，定量环1、定量环2中样气进入色谱柱和检测器分析，采样点2样气流经定量环3和定量环4采样；
（4）甲烷柱反吹、采样点2采样：所述十通阀和十二通阀为负载状态，电磁阀1、电磁阀2和电磁阀3关闭，载气1反吹甲烷柱，采样点2样气流经定量环3和定量环4采样；
上述流程初次运行时，从第二组循环开始记录数值。
本发明中，载气可以为高纯空气或高纯氮气。
本发明的氢火焰离子化检测器，其氢气和助燃空气可以使用氢空一体机产生或者直接采用高纯钢瓶氢气和空气。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、 本发明提供的双点采样非甲烷总烃在线监测设备及检测方法，可以实现两个采样点的非甲烷总烃在同一台仪表上、使用单个检测器检测，节约材料成本；
2、 本发明提供的双点采样非甲烷总烃在线监测设备及监测方法，流程设计简洁、操作简单。
附图说明
图1为本发明实施例中，双点采样非甲烷总烃在线检测方法采样点1取样、采样点2样气分析状态流程图。
图2为本发明实施例中，双点采样非甲烷总烃在线检测方法采样点1取样、甲烷柱反吹状态流程图。
图3为本发明实施例中，双点采样非甲烷总烃在线检测方法采样点1分析、采样点2取样状态流程图。
图4为本发明实施例中，双点采样非甲烷总烃在线检测方法采样点2取样、甲烷柱反吹状态流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明加以详细描述。
实施例
双点采样非甲烷总烃在线监测设备，主要包括两个样气通道，一个十通阀、一个十二通阀、三个电磁阀、四个定量环、两路载气，已及在载气通道上的一根甲烷柱和一根总烃柱、三通汇流板、氢火焰离子化检测器，其创新之处是通过十通阀、十二通阀及电磁阀的通道切换形成以下模式：两路样气每路样气分别经过两个定量环完成采集取样，载气依次将定量环中的样气携带进入甲烷柱和总烃柱进行分离，分离后的样气经氢火焰离子化检测器完成对总烃及甲烷的分析检测，具体包括：样气1流路为采集取样模式，样气2流路为分析检测模式和反吹模式；样气1流路为分析检测模式和反吹模式，样气2流路为采集取样模式。
实施例中，十通阀和十二通阀可以选择隔膜阀、电动转子阀或气动转子阀，十通阀和十二通阀具有初始状态和负载状态两种状态。
实施例中，三个电磁阀均为两位三通阀，其中的两个用于反吹甲烷柱，两个为高温电磁阀。
实施例中，四个定量环的容量可以根据所检测物质的不同来确定，实施例中均为2mL。
实施例中，双点采样非甲烷总烃在线检测方法，实施流程如下：
A、采样点1取样、采样点2样气分析：十通阀和十二通阀处于初始状态，电磁阀1、电磁阀2和电磁阀3处于开启状态。此时，样气1依次通过十通阀的样气通道、定量环1和与十二通阀相连的定量环2实现采样点1样气的采集过程；采样点2样气通过十通阀的样气通道、经过十二通阀后排出。同时，载气1经过电磁阀1将定量环3中样气带入甲烷柱，经三通汇流板流入FID，载气2将定量环4中的样气带入总烃柱，经三通汇流板流入FID实现对采样点2样气总烃和甲烷含量的分析。
B、反吹1：待采样点2样气分析完成后，保持十通阀、十二通阀和电磁阀3状态不变，关闭电磁阀1和电磁阀2。此时载气1经过电磁阀1流至甲烷柱尾端，将甲烷柱中残留样气通过电磁阀2反吹排空。
C、采样点2取样、采样点1样气分析：十通阀和十二通阀处于负载状态，电磁阀1和电磁阀2处于开启状态，电磁阀3处于关闭状态。此时，样气2依次通过十通阀的样气通道、定量环3和与十二通阀相连的定量环4实现采样点2样气的采集过程；采样点2样气通过十通阀的样气通道、经过十二通阀后排出。同时，同时，载气1经过电磁阀1将定量环1中样气带入甲烷柱，经三通汇流板流入FID，载气2将定量环2中的样气带入总烃柱，经三通汇流板流入FID实现对采样点1样气总烃和甲烷含量的分析。
D、反吹2：待采样点1样气分析完成后，保持十通阀、十二通阀和电磁阀3状态不变，开启电磁阀1和电磁阀2。此时载气1经过电磁阀1流至甲烷柱尾端，将甲烷柱中残留样气通过电磁阀2反吹排空。
下面结合附图对检测方法详述如下：
如图1，采样点1取样、采样点2样气分析过程如下：当采样点1样气依次通过十通阀的样气通道、定量环1和与十二通阀相连的定量环2实现采样点1的样气采集过程；载气1通过定量环3、载气2通过定量环4将定量环中采样点2样气携带进入甲烷柱和总烃柱中进行分离，分离后的样气经过三通汇流板后进入FID检测器，实现对采样点2样气中甲烷和总烃含量的分析。
如图2，采样点1取样、甲烷柱反吹过程如下：采样点2样气分析完成之后，关闭电磁阀1和电磁阀2，此时载气1实现甲烷柱的反吹，将甲烷柱内非甲烷物质反吹出色谱柱，实现快速检测分离；同时保持采样点1样气的采集过程不变。
如图3，采样点2取样、采样点1样气分析过程如下：切换十通阀和十二通阀至负载状态，打开电磁阀1和电磁阀2，关闭电磁阀3。采样点2样气依次通过十通阀的样气通道、定量环3和与十二通阀相连的定量环4实现采样点2的样气采集过程；载气1通过定量环1、载气2通过定量环2将定量环中采样点1样气携带进入甲烷柱和总烃柱中进行分离，分离后的样气经过三通汇流板后进入FID检测器，实现对采样点1样气中甲烷和总烃含量的分析。
如图4，采样点2取样、甲烷柱反吹过程如下：采样点1样气分析完成之后，关闭电磁阀1和电磁阀2，此时载气1实现甲烷柱的反吹，将甲烷柱内非甲烷物质反吹出色谱柱，实现快速检测分离；同时保持采样点2样气的采集过程不变。
实施例中，双点采样非甲烷总烃在线监测设备，非甲烷总烃的数据通过总烃与甲烷的差减获得。

Claims (10)

1.一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，包括两个样气通道，一个十通阀、一个十二通阀、三个电磁阀、四个定量环、两路载气，已及在载气通道上的一根甲烷柱和一根总烃柱、三通汇流板、氢火焰离子化检测器，其特征是通过十通阀、十二通阀及电磁阀的通道切换形成以下模式：两路样气每路样气分别经过两个定量环完成采集取样，载气依次将定量环中的样气携带进入甲烷柱和总烃柱进行分离，分离后的样气经氢火焰离子化检测器完成对总烃及甲烷的分析检测，具体包括：样气1流路为采集取样模式，样气2流路为分析检测模式和反吹模式；样气1流路为分析检测模式和反吹模式，样气2流路为采集取样模式，具体如下：
样气1依次通过十通阀的样气通道和定量环1，经十二通阀样气通道及定量环2形成样气1的采集取样模式；载气1通过定量环3、载气2通过定量环4将定量环内的样气2携带进入甲烷柱和总烃柱进行样气分离，分离后的样气经三通汇流板后进入氢火焰离子化检测器形成分析检测模式；
样气2检测后，同时切换电磁阀1和电磁阀2，载气1对甲烷柱进行反吹，将甲烷柱中非甲烷物质反吹出甲烷柱形成反吹模式；
反吹后，同时切换十通阀、十二通阀、电磁阀1、电磁阀2和电磁阀3使样气2通过定量环3和定量环4形成采集取样模式；载气1通过定量环1、载气2通过定量环2将定量环内的样气1携带进入甲烷柱和总烃柱进行样气分离，分离后的样气经三通汇流板后进入氢火焰离子化检测器形成分析检测模式检测；
样气2检测后，同时切换电磁阀1和电磁阀2，载气1对甲烷柱进行反吹，将甲烷柱中非甲烷物质反吹出甲烷柱形成反吹模式。
2.根据权利要求1所述的一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，其特征在于，所述的十通阀和十二通阀为隔膜阀、电动转子阀或气动转子阀。
3.根据权利要求1或2所述的一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，其特征在于，所述的十通阀和十二通阀具有初始状态和负载状态两种状态。
4.根据权利要求1所述的一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，其特征在于，所述的三个电磁阀均为两位三通阀。
5.根据权利要求4所述的一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，其特征在于，所述三个两位三通电磁阀中的两个用于反吹甲烷柱。
6.根据权利要求4所述的一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，其特征在于，所述三个两位三通电磁阀中的两个为高温电磁阀。
7.根据权利要求1所述的一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，其特征在于，所述四个定量环的容量根据所检测物质的不同来确定，优选四个定量环的容量均为2mL。
8.根据权利要求1所述的一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，其特征在于，所述的样气1和样气2，分别为不同采样点样气。
9.根据权利要求1所述的一种双点采样非甲烷总烃在线监测设备，其特征在于，所述两路载气中的一路同时用于将样气载入监测设备和反吹甲烷柱。
10.一种如权利要求1至9任一所述双点采样非甲烷总烃在线监测设备的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
采样点1采样、采样点2分析：所述十通阀和十二通阀为初始状态，电磁阀1、电磁阀2和电磁阀3开启，采样点1样气流经定量环1、定量环2采样，定量环3和定量环4中样气进入色谱柱和检测器分析；
采样点1采样、甲烷柱反吹：所述十通阀和十二通阀为初始状态，电磁阀1、电磁阀2关闭，电磁阀3开启，采样点1样气流经定量环1、定量环2采样，载气1反吹甲烷柱；
采样点1分析、采样点2采样：所述十通阀和十二通阀为负载状态，电磁阀1、电磁阀2开启，电磁阀3关闭，定量环1、定量环2中样气进入色谱柱和检测器分析，采样点2样气流经定量环3和定量环4采样；
甲烷柱反吹、采样点2采样：所述十通阀和十二通阀为负载状态，电磁阀1、电磁阀2和电磁阀3关闭，载气1反吹甲烷柱，采样点2样气流经定量环3和定量环4采样；
上述流程初次运行时，从第二组循环开始记录数值。
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