CN113917088A - 一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体检测技术领域，公开了一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法，在研究尿素溶液在高温高压下对稠油的改质实验时，需测定改质时产生的气体组成成分及相对含量，然而由于气体产物中含有极易溶于水的氨气，温度降低后很难保证氨气的准确测量，因此，本专利将气体通入冷水介质将氨气吸收，用PH值的测定计算气体的氨气的含量，再用带有刻度的分离装置计算未被吸收的气体含量，最后通过质谱仪未被吸收气体的相对含量，从而准确测量出含易溶介质的含量及组分信息，本发明除用冷水作为吸收介质外，还可使用酸/碱性、有机溶剂等介质，针对性的吸收不易通过气体检测装置检测的气体。具有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测技术领域，具体是一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法。
背景技术
在研究尿素对稠油的改质作用时，需要将尿素溶液与稠油进行混合，然后再高温高压反应釜中加热，为研究其反应后生成的气体的量与气体的组成，需要将高温高压气体采集出来，然而由于气体产物中含有极易溶于水的氨气，在温度降低后无法保证绝对干燥的环境，因此很难保证氨气的准确测量。
因此，本专利将氨气通过冷水介质与其他气体组分分离，通过PH值的测定计算气体的氨气的含量，通过带有刻度的分离装置计算气体的量，再通过质谱仪测量剩余气体的相对含量，从而准确测量出含易溶介质的含量及组分信息，因此，本领域技术人员提供了一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法，包括工作台，所述工作台上有水槽，且水槽里面有气体分离装置，所述水槽左边有高温高压反应釜，所述高温高压反应釜前面有高精度PH测试仪，所述PH测试仪右边有接液槽，所述工作台右边有气体质谱测试仪，所述质谱测试仪右边有数据采集器。
作为本发明再进一步的方案：所述高温高压反应釜上有温度与压力传感器，且高温高压反应釜前面显示板与主控制器，所述显示板上有压力、温度与搅拌速度显示界面，所述主控制器上有温度与时间控制按钮。
所述PH测试仪有PH显示界面，且右边有探头支架，所述支架上有PH测试探头，
所述气体分离装置内部有易溶气体吸收腔体，所述吸收腔体里面有孔板，且上方有气体通道与油封口。
本发明的特点在于造价低廉，且其操作简单，通过测定PH反算气体某组成与含量，准确测定气体的组成。
附图说明
图1为一种测定含易溶成分的气体检测装置示意图；
图2为图1中A部分的放大图；
图3为含易溶成分的气体检测流程图
图中：1、高精度PH测试仪；2、PH测试探头；3、接液槽；4、阀门；5、高温高压反应釜；6、水槽；7、气体分离装置；8、气体吸收腔体；9、孔板；10、油封装置；11.气体通道；12.不溶气体存储舱；13、质谱测试仪；14、数据采集器。
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1～3，本发明实施例中，一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法，包括工作台，工作台上有水槽6，且水槽里面有气体分离装置7，水槽左边有高温高压反应釜5，高温高压反应釜前面有高精度PH测试仪1，PH测试仪右边有接液槽3，水槽右边有气体质谱测试仪12，质谱测试仪右边有数据采集器13。
在图1和图2中，高温高压反应釜5上有温度与压力传感器，且高温高压反应釜前面显示板与主控制器，显示板上有压力、温度与搅拌速度显示界面，主控制器上有温度与时间控制按钮。PH测试仪有PH显示界面，且右边有探头支架，支架上有PH测试探头2，气体分离装置6内部有易溶气体吸收腔体8，所述吸收腔体8里面有孔板9，且上方有气体通道11与油封口10。
本发明的工作原理是：将氨气通过冷水介质与其他气体组分隔开，通过PH值的测定计算气体的氨气的含量，通过带有刻度的分离装置计算气体的量，再通过质谱仪测量剩余气体的相对含量，从而准确测量出含易溶介质的含量及组分信息。
氨气溶于水会形成氨水，氨水在水中电离分解可以形成碱性环境，如下方程式，监测溶液中PH值大小机可计算出氨含量。
氨气在常温常压下电离常数为Kb＝1.75×10-5，水常温常压下的离子积为10-14，吸收腔中水的体积为Vadsorb，高精度酸碱测试仪的示数为PH，从而可以计算出氨气的含量如下式所示。
其中；Vadsorb——吸收腔中水的体积位，L。
储存腔中气体的体积为Vstorage,可以通过质谱仪器测量出剩余气体某一物质的百分含量为,在反应釜的高温高压环境中的相对含量计算方法如下式所示。
氨气的相对含量计算方法如下式所示。
除测量含易溶于水的气体(氨气等)外，可以将吸收腔内的液体更换为碱性环境或者酸性环境吸收酸性气体或者碱性气体，或者更换为非极性的有机溶剂从而可以吸收甲烷或者乙烷等，实现待检测气体的针对性分离。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。论计算甲烷在页岩中真实吸附量的方法。
Claims (6)
1.一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法，包括工作台，所述工作台上有水槽(6)，且水槽里面有气体分离装置(7)，所述水槽左边有高温高压反应釜(5)，所述高温高压反应釜前面有高精度PH测试仪(1)，所述PH测试仪右边有接液槽(3)，所述工作台右边有气体质谱测试仪(12)，所述质谱测试仪右边有数据采集器(13)。
2.根据权利要求1所述一种测定含易溶成分的气体检测装置，其特征在于，所述高温高压反应釜(5)上有温度与压力传感器，且高温高压反应釜前面显示板与主控制器，所述显示板上有压力、温度与搅拌速度显示界面，所述主控制器上有温度与时间控制按钮。
3.根据权利要求1所述一种测定含易溶成分的气体检测装置，其特征在于，所述高精度PH测试仪有PH显示界面，且右边有探头支架，所述支架上有PH测试探头(2)。
4.所述气体分离装置(6)内部有易溶气体吸收腔体(8)，所述吸收腔体(8)里面有孔板(9)，且上方有气体通道(11)与油封口(12)。
5.根据权利要求1所述的一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法，其特征在于，计算氨气含量的公式如下：
式中，
为吸收腔中水的体积，L；Vadsorb为吸收腔中水的体积，L。
6.根据权利要求1所述的一种测定含易溶成分的气体检测装置及测试方法，其特征在于，可以通过质谱仪器测量出剩余气体某一物质的百分含量为，反算在反应釜的高温高压环境中的相对含量计算方法如下式所示：
式中，ni为腔体高温高压环境下各气体组分的百分含量；Vstorage为储存腔中气体的体积，L；ωi为质谱仪中测出的气体百分含量。
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