CN206788121U - 一种甲烷和非甲烷总烃在线气相色谱分析仪 - Google Patents
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Abstract
一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，包括：样气通道，两路载气、燃气和助燃气通道及电子流量控制器，定量管、转子阀、两根色谱柱、三通汇流板、氢火焰离子化检测器，高温箱及加热装置；其特征是样气通道与质量流量计和两个电磁阀连接；所述电子流量控制器安装了压力传感器；所述三通汇流板前带有两路限流管；所述加热装置采用气浴加热；所述燃气通道带有常闭电磁阀。本实用新型结构简易，提高了甲烷和非甲烷总烃气相色谱仪进样的稳定性、分析结果的准确性、在线运行的安全性和可维护性。
Description
技术领域
本实用新型属于气相色谱仪技术领域，特别是涉及一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪。
背景技术
气相色谱仪采用色谱分离技术，将混合样品中的待测组分进行分离分析检测。气相色谱仪一般包括以下几个部分：气路系统、进样系统、色谱柱、电路控制系统、检测器、数据采集处理系统。气相色谱采用气体作为流动相，即载气。在载气的推动下，混合样品中不同组分在色谱柱固定相保留时间不同，从而按先后不同的次序从色谱柱中流出，经过检测器监测，并通过数据采集处理系统获得各组分的峰高或峰面积，经与标准物质比对，计算得出待测组分的含量。
标准HJ/T 38-1999《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定 气相色谱法》中指出，采用双色谱柱、双检测器的方法对固定污染源排气中非甲烷总烃进行检测。其中一根色谱柱和一个检测器检测总烃含量；另外一根色谱柱将甲烷和非甲烷烃类分开，另外一个检测器检测分离后的甲烷含量，两者之差即为非甲烷总烃的含量。该方法采用两个检测器分别测甲烷和总烃含量，装置较为复杂；由于不同检测器的响应系数可能不同，计量装置准确度差，分析结果不准确；在线运行安全性差；可维护性差。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种装置简单、分析结果准确度高、在线运行安全性好和可维护性强的甲烷非甲烷总烃分析仪。
本实用新型的目的是用过以下技术方案实现的：甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，包括：样气通道，两路载气、燃气和助燃气通道及电子流量控制器，定量管、转子阀、第一色谱柱、第二色谱柱、三通汇流板、氢火焰离子化检测器，高温箱及加热装置，其特征在于：所述样气通道与质量流量计、第一电磁阀、转子阀、第二电磁阀依次连接；所述电子流量控制器安装有压力传感器；所述三通汇流板前带有两路限流管；所述加热装置采用气浴加热；所述燃气通道带有第三电磁阀。
根据上述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，优选的：所述第一电磁阀和第二电磁阀为两位三通电磁阀。
根据上述的一种甲烷和非甲烷总烃在线气相色谱分析仪，优选的：所述压力传感器测量范围为0-100 psi。
根据上述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，优选的：两路限流管长度为3cm~15 cm，限流管外径为1/16英寸，内径为0.005英寸。
根据上述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，优选的：所述气浴加热装置加热温度设置为80℃，气体压力为0.1-0.5 MPa。
根据上述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，优选的：所述第三电磁阀为不锈钢两位两通常闭电磁阀。
根据上述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，优选的：第一色谱柱为5A分子筛填充柱，第二色谱柱为GDX104填充柱，色谱柱外径为1/8英寸。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用一次进样、一个转子阀、两个色谱柱、一个检测器，配合流路设计，即可实现甲烷非甲烷总烃的监测，装置更为简单，同时避免了双路检测器响应系数不同带来的问题。
2、本实用新型使用高精度的质量流量计，配合两个两位三通电磁阀，保证进样流量和压力的稳定性，分析结果重复性好。
3、本实用新型在电子流量控制系统新增压力传感器，可以实时监测两路载气、燃气和助燃气通道的压力，防止堵塞造成部件损坏，可给维护人员预警。
4、本实用新型在三通汇流板之前使用两路限流管，可保证转子阀切换时样气及载气流量的稳定性，避免检测器氢火焰熄灭。
5、本实用新型采用气浴加热的方式，可以将加热箱中可能存在的可燃性气体及时排出，避免可燃气体累积；同时燃气通道采用不锈钢常闭两位两通阀，氢火焰熄灭，自动关闭，在线运行安全性高。
附图说明
图1为本实用新型实施例甲烷非甲烷总烃气相色谱分析仪取样和非甲烷总烃分析的结构示意图。
图2为本实用新型实施例甲烷非甲烷总烃气相色谱分析仪进样和甲烷分析的结构示意图。
图3为本实用新型实施例甲烷非甲烷总烃气相色谱分析仪的测试结果示意图。
图4为本实用新型实施例甲烷和非甲烷总烃色谱峰示意图。
图中，1-样气通道、2-质量流量计、3-第一电磁阀、4-第二电磁阀、5-定量管、6-转子阀、7-第一色谱柱、8-第二色谱柱、9-第一载气通道、10-第二载气通道、11-燃气通道、12-助燃气通道、13-第三电磁阀、14-电子流量控制器、15-第一限流管、16-三通汇流板、17-第二限流管、18-氢火焰离子化检测器FID、19-气浴加热装置、20-温度传感器、21-加热箱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。
实施例：以下实施例改进的甲烷非甲烷总烃分析仪如图1、图2所示，包括样气通道（1）、质量流量计（2）、第一电磁阀（3）、第二电磁阀（4）、定量管（5）、转子阀（6）、第一色谱柱（7）、第二色谱柱（8）、第一载气通道（9）、第二载气通道（10）、燃气通道（11）、助燃气通道（12）、第三电磁阀（13）、电子流量控制器（14）、第一限流管（15）、三通汇流板（16）、第二限流管（17）、氢火焰离子化检测器FID（18）、气浴加热装置（19）、温度传感器（20）、加热箱（21）。
其中，质量流量计（2）、第一电磁阀（3）和第二电磁阀（4）配合使用，用于保证样气进入定量管（5）的流量和压力稳定；安装压力传感器的电子流量控制器（14），可用于调整第一载气通道（9）、第二载气通道（10）、燃气通道（11）和助燃气通道（12）气流量，还可监测各通道的压力，可第一时间发现后续通道是否阻塞；第一限流管（15）和第二限流管（17）用于保证转子阀（6）切换时携带样气的载气流量稳定，不至于突然变化，导致氢火焰熄灭；气浴加热装置（19）可用于加热箱（21）的加热，并处于一定的温度，同时惰性气浴气体可以及时将加热箱（21）内可能存在的可燃性气体排出，保证安全性；第三电磁阀（13）为不锈钢两位两通常闭电磁阀，点火时打开，若发现熄火时，第三电磁阀关闭，保证燃气不泄露。第一色谱柱（7）用于分离氧气和甲烷，第二色谱柱（8）用于分离甲烷和非甲烷总烃。
实施例中，甲烷非甲烷总烃气相色谱分析仪取样和非甲烷总烃分析，如图1所示，10通转子阀（6）处于①-⑩、②-③、④-⑤、⑥-⑦、⑧-⑨的连通状态。打开气浴所用压缩空气，设置压缩空气压力为0.2MPa，设置气浴加热装置温度为80℃，PT100温度传感器（20）监测加热箱（21）的温度。当加热箱温度达到设置80℃时，打开两路载气、燃气和助燃气，压力设置在3.5MPa，经电子压力控制器调整流量并监测压力，两路载气氮气流量设定为35mL/min，燃气氢气流量设置为35mL/min，助燃气除烃空气流量设置为300 mL/min。待流量稳定后，点火，观察氢火焰离子化检测器FID（18）检测到的色谱基线是否上升，基线上升并稳定即可确定点火成功。点火成功后即可取样、进样、分析。
样气流经质量流量计（2）、两位三通电磁阀（即第一电磁阀3），进入10通转子阀（6）的⑨→⑧，随后进入1mL定量管（5），样气再经10通转子阀①→⑩流出，过量气体随两位三通电磁阀（即第二电磁阀4）排出。切换两位三通电磁阀（即第一电磁阀3和第二电磁阀4）对空气并保持，压力基本等于大气压，即完成甲烷非甲烷总烃气相色谱分析仪取样。
实施例中，甲烷非甲烷总烃气相色谱分析仪进样和甲烷分析，如图2所示，10通转子阀（6）切换，并处于①-②、③-④、⑤-⑥、⑦-⑧、⑨-⑩的连通状态。氮气载气I经第一载气通道（9）、电子流量控制器（14）的氮气通道进入10通转子阀⑦→⑧，随后进入1mL定量管（5），在氮气载气I的驱动下将样气带出，经10通转子阀①→②进入1.3米外径1/8英寸GDX104的第二色谱柱（8）。由于甲烷和氧气在第二色谱柱的保留时间较短，甲烷和氧气流经第二色谱柱（8）进入10通转子阀⑥→⑤进入外径1/8英寸的5A分子筛色谱柱（即第一色谱柱7），非甲烷总烃保留在第二色谱柱（8）中。样气中的氧气和甲烷，经外径1/16英寸内径0.005英寸的3.5 cm限流环（17）进入三通汇流板（16），随后进入氢火焰离子化检测器FID（18），实现甲烷的检测。
10通转子阀（6）切换，如图1所示。氮气载气I经10通转子阀（6）的⑦→⑥反向进入1.3米外径1/8英寸GDX104的第二色谱柱（8），将非甲烷总烃带出，进入10通转子阀（6）的②→③以及外径1/16英寸内径0.005英寸的3.5 cm第一限流管（15），随后进入氢火焰离子化检测器FID（18），实现非甲烷总烃的检测。
甲烷和非甲烷总烃色谱峰如图3所示。色谱峰出完后的一段时间，氮气载气I和氮气载气II会对整个管路进行吹扫清洗。清洗完毕后，两位三通电磁阀（即第一电磁阀3和第二电磁阀4）切换回原始状态，重新进行取样、进样、分析检测。图4中记录了所测5组甲烷非甲烷总烃色谱峰，具有较好的重复性。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，包括：样气通道，两路载气、燃气和助燃气通道及电子流量控制器，定量管、转子阀、第一色谱柱、第二色谱柱、三通汇流板、氢火焰离子化检测器，高温箱及加热装置，其特征在于：所述样气通道与质量流量计、第一电磁阀、转子阀、第二电磁阀依次连接；所述电子流量控制器安装有压力传感器；所述三通汇流板前带有两路限流管；所述加热装置采用气浴加热；所述燃气通道带有第三电磁阀。
2.根据权利要求1所述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，其特征在于：所述第一电磁阀和第二电磁阀为两位三通电磁阀。
3.根据权利要求1所述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，其特征在于：所述压力传感器测量范围为0-100 psi。
4.根据权利要求1所述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，其特征在于：两路限流管长度为3 cm~15 cm，限流管外径为1/16英寸，内径为0.005英寸。
5.根据权利要求1所述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，其特征在于：所述气浴加热装置加热温度设置为80℃，气体压力为0.1-0.5 MPa。
6.根据权利要求1所述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，其特征在于：所述第三电磁阀为不锈钢两位两通常闭电磁阀。
7.根据权利要求1所述的一种甲烷和非甲烷总烃气相色谱分析仪，其特征在于：第一色谱柱为5A分子筛填充柱，第二色谱柱为GDX104填充柱，色谱柱外径为1/8英寸。
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