CN210401332U - 一种检测锅炉废气中co2、co和ch4的气相色谱仪 - Google Patents
一种检测锅炉废气中co2、co和ch4的气相色谱仪 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，包括依次连通的采样系统、隔离系统和检测系统；采样系统包括：第一选择阀，其至少为十通阀，其可以切换其内部通路状态；第一进样管路、第一出样管路、定量环、第一载气入口、第一载气出口、第二载气入口、第二载气出口、第一色谱柱；隔离系统包括第二选择阀，其至少为六通阀，其可以切换其内部通路状态；第二进样管路、第二色谱柱、第二出样管路；检测系统包括镍转化炉以及FID检测器。本实用新型可以使得第二色谱柱免受CO2的接触，并且可实现CO2、CO和CH4的分别检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，属于分析检测技术领域。
背景技术
锅炉在燃料燃烧过程中，会产生不完全燃烧，这会降低燃烧效率，浪费燃料，同时产生对环境有害的气体CO。对锅炉尾气进行检测，一方面需要实现对燃烧过程的控制，尤其是CH4的含量，来监控燃烧效率；另一方面，也需要对要排放的废气进行检测，主要是CO的含量测试，以便制定下一步的废气处理方案。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，可以使得第二色谱柱免受CO2的接触，并且可实现CO2、CO和CH4的分别检测。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的方案是：
一种检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，包括依次连通的采样系统、隔离系统和检测系统；
所述采样系统包括：
第一选择阀，所述第一选择阀至少为十通阀，所述第一选择阀可以切换其内部通路状态；
第一进样管路，所述第一进样管路的出口与所述第一选择阀连接；
第一出样管路，所述第一出样管路的入口与所述第一选择阀连接；
定量环，所述定量环的两端分别与所述第一选择阀连接；
第一载气入口，所述第一载气入口与所述第一选择阀连接；
第一载气出口，所述第一载气出口与所述第一选择阀连接；
第二载气入口，所述第二载气入口与所述第一选择阀连接；
第二载气出口，所述第二载气出口与所述第一选择阀连接；
第一色谱柱，所述第一色谱柱的两端分别与所述第一选择阀连接；所述第一色谱柱用于分离出CO2气体；
所述隔离系统包括：
第二选择阀，所述第二选择阀至少为六通阀，所述第二选择阀可以切换其内部通路状态；
第二进样管路，所述第二进样管路与所述第二选择阀连接；
第二色谱柱，所述第二色谱柱的两端分别与所述第二选择阀连接；所述第二色谱柱用于分离出CO和CH4气体；
第二出样管路，所述第二出样管路与所述第二选择阀连接；
所述检测系统包括：
镍转化炉，所述镍转化炉与所述第二出样管路连接，所述镍转化炉用于将CO2或CO气体转化为CH4气体；
FID检测器；所述FID检测器与所述镍转化炉相连接。
进一步地，所述第一选择阀可以在状态一和状态二切换；
所述状态一为：所述第一进样管路和所述定量环相连通，所述定量环与所述第一出样管路相连通；所述第一载气入口与所述第一色谱柱相连通，所述第一色谱柱与所述第一载气出口相连通；所述第二载气入口与所述第二进样管路相联通；
所述状态二为：所述第一载气入口与所述定量环相连通，所述定量环与所述第一色谱柱相连通，所述第一色谱柱与所述第二进样管路相连通。
进一步地，所述第二选择阀可以在状态一和状态二切换；
所述状态一为：所述第二进样管路和所述第二色谱柱相连通，所述第二色谱柱与所述镍转化炉相连通；
所述状态二为：所述第二进样管路与所述镍转化炉相连通。
进一步地，检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪还包括控制器，所述控制器用于控制所述第一选择阀和第二选择阀在状态一和状态二之间切换。
进一步地，所述第一选择阀为十通阀，包括十个通口和可转动的气道。
进一步地，所述第二选择阀为六通阀，包括六个通口和可转动的气道。
进一步地，所述检测系统还包括与镍转化炉相连接的氢气管路。
进一步地，所述第一载气出口和/或第二选择阀还连接有针形阀。
进一步地，所述第一色谱柱为Porapak N分析柱。
进一步地，所述第二色谱柱为5A分子筛色谱柱。
进一步地，定量环的容量为1.2mL。
进一步地，第一载气入口和/或第二载气入口通入的气体为氮气。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的气相色谱仪通过设置采样系统和隔离系统，通过第一选择阀和第二选择阀的不同状态的切换，使得第一选择阀具有进样和反吹功能，第二选择阀具有隔离功能，该隔离功能指的是第二选择阀中的第二色谱柱免于接触CO2，仅利用第一选择阀与检测系统的连接即可实现待测气体中CO2的检测，同时依靠第二选择阀中的第二色谱柱与检测系统的连接实现待测气体中CO和CH4的检测。
附图说明
图1是本实用新型的一种工作状态下的结构示意图；
图2是本实用新型的一种工作状态下的结构示意图；
图3是本实用新型的一种工作状态下的结构示意图；
图中标号说明：
100-第一进样管路，101-第一出样管路，102-定量环，103-第一载气入口，104-第二载气入口，105-针形阀，106-第一色谱柱，201-第二进样管路，202-第二色谱柱，203-第二出样管路，301-氢气管路，302-镍转化炉，303-FID检测器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1和图2所示，本实用新型的一种检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，包括依次连通的采样系统、隔离系统和检测系统；
所述采样系统包括：第一选择阀，第一选择阀上分别连接有第一进样管路100、第一出样管路101、定量环102、第一载气入口103、第一载气出口、第二载气入口104、第二载气出口和第一色谱柱106。第一色谱柱106为Porapak N分析柱。定量环102的容量为1mL。第一载气入口103和第二载气入口104通入的气体为氮气。
第一选择阀为十通阀，包括十个通口和可转动的气道，可以切换其内部通路状态；十个通口分别为通口1、通口2、通口3、通口4、通口5、通口6、通口7、通口8、通口9、通口10。第一进样管路100与通口2相连，第一出样管路101与通口3相连，定量环102的两端分别与通口1和通口4相连接；第一载气入口103与通口10相连接，第一载气出口与通口6相连接，并且在通口6处设有针形阀105，第一色谱柱106的两端分别与通口9和通口5相连接；第二载气入口104与通口7相连接，第二载气出口与通口8相连接。
隔离系统包括：第二选择阀，第二选择阀上分别连接有第二进样管路201、第二色谱柱202、第二出样管路203。第二色谱柱202为5A分子筛色谱柱。
第二选择阀为六通阀，包括六个通口和可转动的气道，可以切换其内部通路状态；六个通口分别为通口11、通口22、通口33、通口44、通口55、通口66。第二进样管路201与通口22相连接，第二色谱柱202的两端分别与通口11和通口66相连接，第二出样管路203的一端与通口55相连接，通口33、通口44分别与针形阀105相连接。
检测系统包括：相互连接的镍转化炉302和FID检测器303，镍转化炉302还连接有氢气管路301。第二出样管路203的另一端与镍转化炉302相连接，在氢气的作用下，由第二管路进入镍转化炉302的CO2或CO气体被转化为CH4气体。本实用新型的FID检测器303对CO2或CO的响应信号较低，因此需在镍转化炉302和氢气作用下，将CO2或CO还原为CH4，根据所检测到的CH4浓度信号，换算为CO2或CO的浓度。
第一选择阀可以在状态一和状态二切换；
所述状态一为：所述第一进样管路100和所述定量环102相连通，所述定量环102与所述第一出样管路101相连通；所述第一载气入口103与所述第一色谱柱106相连通，所述第一色谱柱106与所述第一载气出口相连通；所述第二载气入口104与所述第二进样管路201相联通；
所述状态二为：所述第一载气入口103与所述定量环102相连通，所述定量环102与所述第一色谱柱106相连通，所述第一色谱柱106与所述第二进样管路201相连通。
第二选择阀可以在状态一和状态二切换；
所述状态一为：所述第二进样管路201和所述第二色谱柱202相连通，所述第二色谱柱202与所述镍转化炉302相连通；
所述状态二为：通口22和通口33相连通，通口44和通口55相连通，通口11和通口66相连通，所述第二进样管路201与所述镍转化炉302相连通。
进一步地，检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪还包括控制器，所述控制器用于控制所述第一选择阀和第二选择阀在状态一和状态二之间切换。
进一步地，第一色谱柱106和第二色谱柱202均安装在具有加热功能的温控箱中。
进一步地，氢气管路301与镍转化炉302之间还设有气阻，该气阻的作用是控制氢气管路301中氢气流量，不让流量过大，如果流量过大，会导致FID熄火而无法工作。
本实用新型的工作原理如下：
首先，如图1所示，将第一选择阀和第二选择阀切换为状态一，此时由第一进样管路100进样，混合气流入定量环102中。同时，第一载气入口103通入载气，载气吹入第一色谱柱106后由通口6流出，第二载气入口104通入载气，载气依次经通口8、第二进样管路201、通口22流入第二色谱柱202，然后经镍转化炉302、FID检测器303流出。
然后，如图2所示，将第一选择阀切换为状态二，第二选择阀仍旧为状态一。此时定量环102中的样品被第一载气入口103流入的载气带动，依次经定量环102、通口4、通口5进入第一色谱柱106，样品中的CO2被第一色谱柱106吸附于其上，其他气体继续经通口9、通口8、第二进样管路201、通口22、通口11流入第二色谱柱202。
接着，如图3所示，第一选择阀仍旧为状态二，第二选择阀切换为状态二，此时，吸附在第一色谱柱106上的CO2被第一载气入口103流入的载气带动，依次经通口8、第二进样管路201、通口22、通口33、通口44、通口55直接进入镍转化炉302，该过程并不经过第二色谱柱202。在氢气管路301中的氢气的作用下，CO2被还原为CH4后进入FID检测器303，FID检测器303检测该信号，并转换为CO2的浓度。
最后，如图1所示，将第一选择阀和第二选择阀切换为状态一，此时，在第二载气的带动下，第二色谱柱202中吸附的CO和CH4依次流入镍转化炉302，在氢气管路301中的氢气的作用下，CO被还原为CH4后进入FID检测器303，FID检测器303检测该信号，并转换为CO的浓度。随后，待测样中的CH4进入FID检测器303，FID检测器303检测该信号，即可直接获得待测气体中的CH4浓度。并且，在该状态下，第一色谱柱106中，除CO2之外的其他组分被第一载气入口103流入的载气反吹出去。分析完毕后，第一选择阀和第二选择阀即回到初始状态，准备下次进样分析。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，包括依次连通的采样系统、隔离系统和检测系统；
所述采样系统包括：
第一选择阀，所述第一选择阀至少为十通阀，所述第一选择阀可以切换其内部通路状态；
第一进样管路，所述第一进样管路的出口与所述第一选择阀连接；
第一出样管路，所述第一出样管路的入口与所述第一选择阀连接；
定量环，所述定量环的两端分别与所述第一选择阀连接；
第一载气入口，所述第一载气入口与所述第一选择阀连接；
第一载气出口，所述第一载气出口与所述第一选择阀连接；
第二载气入口，所述第二载气入口与所述第一选择阀连接；
第二载气出口，所述第二载气出口与所述第一选择阀连接；
第一色谱柱，所述第一色谱柱的两端分别与所述第一选择阀连接；所述第一色谱柱用于分离出CO2气体；
所述隔离系统包括：
第二选择阀，所述第二选择阀至少为六通阀，所述第二选择阀可以切换其内部通路状态；
第二进样管路，所述第二进样管路与所述第二选择阀连接；
第二色谱柱，所述第二色谱柱的两端分别与所述第二选择阀连接；所述第二色谱柱用于分离出CO和CH4气体；
第二出样管路，所述第二出样管路与所述第二选择阀连接；
所述检测系统包括：
镍转化炉，所述镍转化炉与所述第二出样管路连接，所述镍转化炉用于将CO2或CO气体转化为CH4气体；
FID检测器；所述FID检测器与所述镍转化炉相连接。
2.根据权利要求1所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，所述第一选择阀可以在状态一和状态二切换；
所述状态一为：所述第一进样管路和所述定量环相连通，所述定量环与所述第一出样管路相连通；所述第一载气入口与所述第一色谱柱相连通，所述第一色谱柱与所述第一载气出口相连通；所述第二载气入口与所述第二进样管路相联通；
所述状态二为：所述第一载气入口与所述定量环相连通，所述定量环与所述第一色谱柱相连通，所述第一色谱柱与所述第二进样管路相连通。
3.根据权利要求2所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，所述第二选择阀可以在状态一和状态二切换；
所述状态一为：所述第二进样管路和所述第二色谱柱相连通，所述第二色谱柱与所述镍转化炉相连通；
所述状态二为：所述第二进样管路与所述镍转化炉相连通。
4.根据权利要求3所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于控制所述第一选择阀和第二选择阀在状态一和状态二之间切换。
5.根据权利要求1所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，所述第一选择阀为十通阀，包括十个通口和可转动的气道。
6.根据权利要求1所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，所述第二选择阀为六通阀，包括六个通口和可转动的气道。
7.根据权利要求1所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，所述检测系统还包括与镍转化炉相连接的氢气管路。
8.根据权利要求1所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，所述第一载气出口和/或第二选择阀还连接有针形阀。
9.根据权利要求1所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，所述第一色谱柱为Porapak N分析柱。
10.根据权利要求1所述的检测锅炉废气中CO2、CO和CH4的气相色谱仪，其特征在于，所述第二色谱柱为5A分子筛色谱柱。
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| CN112461968A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-09 | 必睿思(杭州)科技有限公司 | 一种人体呼出气四种气体气相色谱分析方法 |
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