CN212568639U - 一种高温分离检测单阀箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温分离检测单阀箱，克服现有技术的非甲烷总烃检测仪保温箱甲烷峰和氧峰分离不完全的问题，包括箱体、设置在箱体内部的总烃柱和箱体外侧的样气入口，还包括设置在箱体内的隔温板，隔温板将单阀箱一分为二，一个为安装色谱柱柱箱，另一个为阀箱安装分析气路部分；安装色谱柱柱箱内还设置有甲烷柱、预分柱和柱箱PTC加热片，总烃柱也设置在安装色谱柱柱箱内；阀箱安装分析气路部分内部设置有过滤器、电磁阀、测温探头、FID检测器、阀箱PTC加热片、十四通阀、微电流放大器。本实用新型箱体内部气路采用双定量管串联采样，最大程度确保在定量管中的样气是同一时间的，确保测量的准确性，被测样气通常高温确保样气全程高温，无冷点。

Description

一种高温分离检测单阀箱

技术领域

本实用新型涉及废气检测技术领域，尤其是涉及一种测量过程简便误差小的高温分离检测单阀箱。

背景技术

在我国，VOCs挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于70.91 Pa、标准大气压101.3kPa下沸点在50~260℃以下且初馏点等于250摄氏度的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。室内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状;重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。VOCs全过程解决方案的流程包括:VOCs污染排放环节排查、VOCs监测体系及总量估算、全过程VOCs治理方案编制、生产工艺源头控制措施、定制化末端VOCs治理技术方案、治理效果评估及减排量评估。其中，污染环节排查和全过程梳理控制是工业企业VOCs整治的关键。通过现场排查储罐、装卸料、设备泄漏、工艺废气、无组织排放、废水收集和处理系统、冷却水、燃烧废气、事故排放等污染环节，逐一排查污染环节，开展VOCs从源头到末端的全过程梳理工作，全流程控制VOCs污染。

在VOCs固定污染源废气通常是高温排放，检测此类废气需要全程高温，检测仪表为了保证检测的真实准确性，同时确保检测气不在仪表中形成冷凝需要将检测过程都在高温下进行。通过非甲烷检测仪的保温气路箱来实现。

现有非甲烷总烃检测仪保温箱技术方案通常为双切换阀设计，即一个六通阀加一个十通阀，用一根甲烷柱分离甲烷，这种方案在一些情况下会出现甲烷峰和氧峰分离不完全的现象，导致对甲烷组分的检测出现偏差，且使用双切换阀设计保温箱内部组件多布局不合理后期维护成本高。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术的非甲烷总烃检测仪保温箱甲烷峰和氧峰分离不完全的问题，提供一种高温分离检测单阀箱，本实用新型保证了甲烷峰和氧峰分离完全，同时在一个检测周期内反吹时间更长，可以确保在甲烷预分柱中的残留物资被彻底排出，确保下一次检测不收干扰，检测偏差小。

本实用新型的第二个目的是为了优化保温箱内部组件的布局设计，减少后期维护成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高温分离检测单阀箱，包括箱体、设置在箱体内部的总烃柱和箱体外侧的样气入口，还包括设置在箱体内的隔温板，隔温板将单阀箱一分为二，一个为安装色谱柱柱箱，另一个为阀箱安装分析气路部分；安装色谱柱柱箱内还设置有甲烷柱、预分柱和柱箱PTC加热片，总烃柱也设置在安装色谱柱柱箱内；阀箱安装分析气路部分内部设置有过滤器、电磁阀、测温探头、FID检测器、阀箱PTC加热片、十四通阀、微电流放大器，十四通阀上设有一路0.25ml定量管和一路1ml定量管。

增加甲烷预分柱，这样既减少了保温箱内部组件，使实际布局更加合理，减少后期维护成本，有解决了甲烷峰和氧峰分离不完全的情况，同时在一个检测周期内反吹时间更长，可以确保在甲烷预分柱中的残留物资被彻底排出，确保下一次检测不收干扰。

保温气路箱中包含FID检测器，十四通阀，阀箱PTC加热片，柱箱PTC加热片，Pt100测温探头以及进样电磁阀。其中FID检测器是VOC分析仪一个必须的重要部件，技术要求高，整体要求小型化、结构简洁，易于安装，符合在线仪器长时间运行的特点， FID检测器经过上机测试，工作性能稳定，基线噪音可控制在技术指标内，灵敏度符合仪器的检测要求。

作为优选，箱体内部气路连接如下：样气入口通过电磁阀与十四通阀相和旁路出口连接，十四通阀与FID检测器相连接，1ml定量管与甲烷预分柱相连接。

作为优选，所述单阀箱材质为铝合金。

作为优选，所述阀箱PTC加热片和柱箱PTC加热片为220V加热板。

作为优选，所述测温探头采用小型pt100铂电阻，由PID参数运算控制。

作为优选，所述测温探头的控温精度为0.1℃。

作为优选，还包括中间夹层，中间夹层设置在单阀箱内，中间夹层内部衬陶瓷纤维保温材料。

作为优选，所述陶瓷纤维保温材料厚度为2cm。

因此，本实用新型具有如下有益效果：

1. 在固定污染源中排放的样气浓度变化很快，有部分仪表采用先取一次样气，检测总烃（THC）,再取一次样气，检测甲烷（CH4）然后再计算得出非甲烷总烃的值（NMHC），这会导致测量值与实际值可能会有偏差，而本箱体内部气路采用双定量管串联采样，最大程度确保在定量管中的样气是同一时间的，确保测量的准确性；

2. 被测样气通常高温，采用耐高温电磁阀，确保样气全程高温，无冷点；

3. 保温箱内部采用PTC加热有热效率高，使用寿命长，安全等特点，采用双温区独立控制，适合不同使用场景；

4. 在相同保温箱空间内，单切换阀所占用的体积比双切换阀小，这样使布局更合理，方便后期维护；

5. 增加甲烷预分柱，这样既减少了保温箱内部组件，使实际布局更加合理，减少后期维护成本，有解决了甲烷峰和氧峰分离不完全的情况，同时在一个检测周期内反吹时间更长，可以确保在甲烷预分柱中的残留物资被彻底排出，确保下一次检测不收干扰。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2 是本实用新型待机采样控制框图。

图3是本实用新型的平衡大气压控制框图。

图4是本实用新型检测流程控制框图。

图中：1、隔温板 2、安装色谱柱柱箱 3、阀箱安装分析气路部分 4、总烃柱 5、甲烷柱 6、预分柱 7、柱箱PCT加热片 8、过滤器 9、电磁阀 10、测温探头 11、FID检测器 12、阀箱PTC加热片 13、十四通阀 14、微电流放大器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的实施例中，一种高温分离检测单阀箱，单阀箱材质为铝合金，中间夹层内部衬陶瓷纤维保温材料，厚度为2cm，包括箱体、设置在箱体内部的总烃柱和箱体外侧的样气入口，箱体内设有隔温板，隔温板将单阀箱一分为二，一个为安装色谱柱柱箱，另一个为阀箱安装分析气路部分；安装色谱柱柱箱内还设置有甲烷柱、预分柱和柱箱PTC加热片，总烃柱也设置在安装色谱柱柱箱内；阀箱安装分析气路部分内部设置有过滤器、电磁阀、测温探头、FID检测器、阀箱PTC加热片、十四通阀、微电流放大器，十四通阀上设有一路0.25ml定量管和一路1ml定量管，阀箱PTC加热片和柱箱PTC加热片为220V加热板；测温探头采用小型pt100铂电阻，由PID参数运算控制控温精度为0.1℃，温控范围在常温至200℃之间。

本实用新型工作过程如下：如图2-4所示，被测高温样气通过进样口进入分析气路，同时对两个不同定量管（一支为0.25ml定量管，一支为1ml定量管）进行冲洗，样气经充分置换，充满定量管。当仪器在开始测量，进样电磁阀将样气引导至旁路出口，在定量管中的样气与大气平衡，然后十四通阀切换，一路0.25ml定量管样气经过进入到一支不锈钢空柱后，直接进入到FID检测器，测量总烃浓度值；另一路1ml定量管样气，进入到甲烷预分柱中，氧和甲烷在预分柱中最先流出，此时十四通阀恢复初始状态，甲烷预分柱中的载气气流反向，将剩余组分排至旁路出口，而氧和甲烷进入甲烷柱进行再次的分离，然后进入到FID中进行检测，得到甲烷浓度测量值；通过对分析气路的进行合理设置，使进入FID检测器的总烃峰和甲烷峰的保留时间不同，先后错时出峰检测，因此只要采用单一检测器即可完成两个组分检测，而不会互相干扰。根据峰形的积分值，由数据处理电路计算测量结果：将总烃测量值减去甲烷测量值，即可得到非甲烷总烃测量值。

分析气流流程为：采样（待机）→大气平衡→检测→反吹→采样（待机）

采样（待机）：测气体从样气入口正压进入仪器，通过进样电磁阀进入十四通阀14号孔，经过阀内部联通通道进入1ml定量环和0.25ml定量环，最后从13号孔排出，进行连续取样。

大气平衡：进入平衡流程时，改变进样电磁阀状态，使样气从样气入口进入，旁路出口排出，此时仪表的样气出口与大气联通，在定量环中的样气进行大气平衡

检测：当大气平衡流程结束后，同时十四通阀状态，载气由两个三通分流，第一路载气从阀10号孔进入，通过十通阀内部联通道进入0.25ml定量环，将0.25ml定量环中的样气从阀11号孔带出，通过总烃柱到FID进行检测由于总烃柱气阻较小，总烃会被最先检测。第二路载气从阀5号孔进入通过阀内部联通通道进入1ml定量环，将1ml定量环中的样气从阀7号孔带出至甲烷预分柱，氧和甲烷会最先流出预分柱进入甲烷柱，第3路载气从阀5号孔进入，6号孔流至旁路出口，这路载气作为平衡气。

在改变改变十通阀和六通阀状态2秒之后进样电磁阀恢复初始状态，样气从样气入口进入通过阀14,13号孔的通道从样气出口排出。

反吹：当氧和甲烷进入甲烷柱后，第一路载气不经过0.25ml定量环直接经过总烃柱流向FID，第二路载气改变了进入甲烷预分柱的方向，将此时未从柱中流出的非甲烷总烃反向吹向旁路出口。第三路载气作为平衡气此时进入FID。同时两个定量管开始冲洗进样，为下一次检测做准备。

等甲烷柱中的非甲烷总烃组分完全从样气旁路排出，仪器进入待机状态。

在固定污染源中排放的样气浓度变化很快，有部分仪表采用先取一次样气，检测总烃（THC）,再取一次样气，检测甲烷（CH4）然后再计算得出非甲烷总烃的值（NMHC），这会导致测量值与实际值可能会有偏差，而本箱体内部气路采用双定量管串联采样，最大程度确保在定量管中的样气是同一时间的，确保测量的准确性。

上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高温分离检测单阀箱，包括箱体、设置在箱体内部的总烃柱和箱体外侧的样气入口，其特征是，还包括设置在箱体内的隔温板，隔温板将单阀箱一分为二，一个为安装色谱柱柱箱，另一个为阀箱安装分析气路部分；安装色谱柱柱箱内还设置有甲烷柱、预分柱和柱箱PTC加热片，总烃柱也设置在安装色谱柱柱箱内；阀箱安装分析气路部分内部设置有过滤器、电磁阀、测温探头、FID检测器、阀箱PTC加热片、十四通阀、微电流放大器，十四通阀上设有一路0.25ml定量管和一路1ml定量管。

2.根据权利要求1所述的一种高温分离检测单阀箱，其特征是，箱体内部气路连接如下：样气入口通过电磁阀与十四通阀相和旁路出口连接，十四通阀与FID检测器相连接，1ml定量管与甲烷预分柱相连接。

3.根据权利要求1所述的一种高温分离检测单阀箱，其特征是，所述单阀箱材质为铝合金。

4.根据权利要求1所述的一种高温分离检测单阀箱，其特征是，所述阀箱PTC加热片和柱箱PTC加热片为220V加热板。

5.根据权利要求1所述的一种高温分离检测单阀箱，其特征是，所述测温探头采用小型pt100铂电阻，由PID参数运算控制。

6.根据权利要求5所述的一种高温分离检测单阀箱，其特征是，所述测温探头的控温精度为0.1℃。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高温分离检测单阀箱，其特征是，还包括中间夹层，中间夹层设置在单阀箱内，中间夹层内部衬陶瓷纤维保温材料。

8.根据权利要求7所述的一种高温分离检测单阀箱，其特征是，所述陶瓷纤维保温材料厚度为2cm。

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