CN212722619U - 一种测定天然气中总硫含量的快速分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测定天然气中总硫含量的快速分析装置，包括定量进样装置、载气供气系统、燃烧器及SCD分析检测器；定量进样装置用于天然气样品的进样与定量，载气供气系统提供载气及助燃气体，燃烧器用于将天然气样品中的硫化物转化为二氧化硫，燃烧器内外设置有混合器及孔板，用于将样品气及助燃气体充分混合，SCD分析检测器用于分析经过燃烧后的天然气样品的硫含量。本实用新型利用氧化燃烧与硫化学发光检测器结合，提高气体的混合效果，避免非硫化合物对分析的干扰，提高分析结果的准确性；燃烧后的产物不经过色谱柱分离，大大缩短分析周期；装置和仪器操作简单，稳定性好；分析灵敏度高、检出限低，样品用气量少。
Description
技术领域
本实用新型属于气体分析领域，具体涉及一种测定天然气中总硫含量的快速分析装置。
背景技术
目前国内检测天然气中总硫含量应用比较多的方法是氧化微库仑法和紫外荧光法，在实际应用中，这两种方法都存在一定的缺陷。就氧化库伦法而言，由于测试过程中受进样体积、大气压力、硫的转化率、滴定过程中人为操作的不同等因素的影响，导致仪器在使用一段时间后结果重复性很差，对测试结果的准确性和测试效率有很大的影响。外荧光法测总硫相对而言准确性高，但是对载气的纯度、燃烧温度要求极高，并且单个样品分析耗时较长，一个样品大约需要3-6 分钟，影响分析效率，并且样品用气量相对较多。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种测定天然气中总硫含量的快速分析装置，该装置组成简单，简化了天然气总硫测定的过程，极大缩短了样品的测量时间，提高了分析效率和分析准确性。
本实用新型包括以下技术方案：
一种测定天然气中总硫含量的快速分析装置，包括定量进样装置、载气供气系统、燃烧器及SCD分析检测器；
所述定量进样装置用于天然气样品的进样与定量；
所述载气供气系统分别向所述定量进样装置及所述燃烧器定量供入载气及助燃气体；
所述燃烧器与所述定量进样装置连接，所述燃烧器接收天然气样品及助燃气体的入口处设置有能够将样品气和助燃气体旋流混合的混合器及将混合气分散的孔板，所述燃烧器内部装填有助燃催化剂，所述燃烧器用于接收载气携带的天然气样品，将天然气样品中的硫化物转化为二氧化硫；
所述SCD分析检测器与所述燃烧器直接连接，用于分析经过燃烧后的天然气样品的硫含量。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述混合器设置在所述燃烧器的入口外部，混合器具有内腔，腔体上设置有天然气样品的进气口，腔体侧壁设置有间隔一定距离设置的多组助燃气体进气口，各组助燃气体进气口均在腔体侧壁呈一定角度倾斜式上升排列。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述孔板设置于所述燃烧器的入口内部并紧靠入口，孔板上设置有若干圈呈圆周分布的用于混合气分散的孔，孔道的轴线统一向相同的方向呈一定倾斜。
在本实用新型的一个具体实施例中，还包括脱水装置，设置在所述燃烧器与所述SCD分析检测器之间，能够脱除燃烧后的天然气样品中的水分。
进一步地，所述脱水装置连接有能够提供干燥气体的反吹装置。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述定量进样装置设置有加热装置，用于将天然气样品控温。
进一步地，所述加热装置为温度可调控的伴热铝热板。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述定量进样装置为具有定量环的六通阀，天然气样品的进样管线与所述六通阀和所述定量环连通，所述六通阀还连接有载气管线，通过六通阀的切换可以实现天然气样品在排空与进样状态之间的切换。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述快速分析装置中所涉及的管路均经过硫钝化处理。
在本实用新型的一个具体实施例中，所述载气供气系统为氢空一体机。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：利用氧化燃烧与硫化物分析专用检测器(硫化学发光检测器)结合的方法，通过设置混合器及孔板将样品气与助燃气体充分混合，含硫化合物在高温下完全燃烧生成二氧化硫，利用硫化学发光检测器只对硫响应的特点，避免非硫化合物对分析的干扰，提高分析结果的准确性；燃烧后的产物(二氧化硫)不经过色谱柱分离，直接进入检测器进行分析，大大缩短分析周期，实现快速分析；装置和仪器操作简单，稳定性受环境条件变化(温度、压力、湿度等)的影响小；分析的灵敏度高、检出限低(可低至0.02ppm水平)；样品用气量少。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因而不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型的快速分析装置的示意图；
图2是本实用新型的混合器的结构示意图；
图3是本实用新型的孔板的俯视示意图；
图4是本实用新型的孔板中的孔的立体剖视示意图。
图中，1-定量进样装置，2-载气供气系统，3-燃烧器，4-SCD分析检测器，5-混合器，6-孔板，7-流量计，8-内腔，9-助燃气体进气口，10-脱水装置，11-加热装置。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。
实施例
如图1～图3所示，一种测定天然气中总硫含量的快速分析装置，包括定量进样装置1、载气供气系统2、燃烧器3及SCD分析检测器 4；
图1中a表示排空、b表示样品气或标气、c表示干燥氮气；图2 中d表示样品气。
定量进样装置1用于天然气样品的进样与定量；载气供气系统2 分别向定量进样装置1及燃烧器3通过流量计7定量供入载气及助燃气体，燃烧器3与定量进样装置1连接，燃烧器3接收天然气样品及助燃气体的入口处设置有能够将样品气和助燃气体旋流混合的混合器5及将混合气分散的孔板6，能够有效提高气体的混合效果，保证燃烧充分，提高分析的准确性，燃烧器内部装填有助燃催化剂，燃烧器用于接收载气携带的天然气样品，将天然气样品中的硫化物转化为二氧化硫。样品气与助燃气体(氧气或空气)混合后从燃烧器3的底部进入，在助燃催化剂的作用及高温条件下，硫化合物充分燃烧为二氧化硫，天然气及可燃组分生成二氧化碳和水；SCD分析检测器4 与燃烧器3连接，用于分析经过燃烧后的天然气样品的硫含量。
在一个具体实施例中，如图1～图2所示，混合器5设置在燃烧器3的入口外部，混合器5具有内腔8，腔体上设置有天然气样品的进气口，腔体侧壁设置有间隔一定距离设置的多组助燃气体进气口9，各组助燃气体进气口9均在腔体侧壁呈一定角度倾斜式上升排列。各组的进气口数量可以相同也可以不同，可以处于同一水平线也可以交错设置。这种排列结构具有如下效果：助燃气体进气后形成螺旋形的进气结构，能够与样品气形成一股螺旋上升的气流，起到在狭小空间内的优异的混合效果，由此保证在样品在燃烧器中的燃烧效果，提高 SCD检测的准确性。
在一个具体实施例中，如图1、图3和图4所示，孔板6设置于燃烧器3的入口内部并紧靠入口处，孔板6上设置有若干圈呈圆周分布的用于混合气分散的孔，孔道的轴线统一向相同的方向呈一定倾斜。同样的，这种孔道的结构设置具有如下效果：当混合气通过这种孔板时，能够重新分散为细流后又混合，同样会形成一股螺旋上升的混合气流，因此能够更好地将样品气与助燃气体的的混合，进一步提升了后续检测的准确性。
在一个具体实施例中，本快速分析装置还包括脱水装置10，设置在燃烧器3与SCD分析检测器4之间，能够脱除燃烧后的天然气样品中的水分。可选地，脱水装置10为装有nafine的脱水管，可以将燃烧后的水分脱除至0.1ppm以下，有助于提高检测器的使用寿命，提高准确性，降低检出限。进一步地，脱水装置10连接有能够提供干燥气体的反吹装置。例如为氮气吹扫装置，当脱水装置吸水过多后，通过质量流量计控制干燥氮气进入将脱水管干燥后以便于重复利用。
在一个具体实施例中，如图1所示，定量进样装置1设置有加热装置11，用于将天然气样品控温。操作时，控温范围为30℃-80℃，控制精度±0.1℃，可以根据待分析气体的物理化学吸附特性和沸点进行温度设置，有效的避免组分在系统上的吸附和冷凝。进一步地，加热装置11可选为温度可调控的伴热铝热板。
在一个具体实施例中，载气供气系统为氢空一体机，由一台机器完成了两个装置的供气，装置组成更加简便。
在各具体实施例中，如图1所示，定量进样装置可选为具有定量环的六通阀，天然气样品的样品气或标气管线与六通阀和定量环连通，六通阀还连接有载气管线，通过六通阀的切换可以实现天然气样品在排空与进样状态之间的切换。可以根据样品中的硫化物含量和分析检测需求更换定量环的体积。
在各具体实施例中，优选地，快速分析装置中所涉及的管路均经过硫钝化处理，有效的避免了硫化物的吸附，保证分析数据的准确性。
采用本实用新型的各实施例的装置进行天然气中总硫的测定，利用氧化燃烧与硫化物分析专用检测器(硫化学发光检测器)相结合，将样品气与助燃气体充分混合，含硫化合物在高温下完全燃烧生成二氧化硫，利用硫化学发光检测器只对硫响应的特点，避免非硫化合物对分析的干扰，提高分析结果的准确性；燃烧后的产物(二氧化硫) 不经过色谱柱分离，直接进入检测器进行分析，大大缩短分析周期，实现快速分析；装置和仪器操作简单，稳定性受环境条件变化(温度、压力、湿度等)的影响小；分析的灵敏度高、检出限低(可低至0.02ppm 水平)；样品用气量少。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，包括定量进样装置、载气供气系统、燃烧器及SCD分析检测器；
所述定量进样装置用于天然气样品的进样与定量；
所述载气供气系统分别向所述定量进样装置及所述燃烧器定量供入载气及助燃气体；
所述燃烧器与所述定量进样装置连接，所述燃烧器接收天然气样品及助燃气体的入口处设置有能够将样品气和助燃气体旋流混合的混合器及将混合气分散的孔板，所述燃烧器内部装填有助燃催化剂，所述燃烧器用于接收载气携带的天然气样品，将天然气样品中的硫化物转化为二氧化硫；
所述SCD分析检测器与所述燃烧器直接连接，用于分析经过燃烧后的天然气样品的硫含量。
2.根据权利要求1所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，所述混合器设置在所述燃烧器的入口外部，混合器具有内腔，腔体上设置有天然气样品的进气口，腔体侧壁设置有间隔一定距离设置的多组助燃气体进气口，各组助燃气体进气口均在腔体侧壁呈一定角度倾斜式上升排列。
3.根据权利要求1所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，所述孔板设置于所述燃烧器的入口内部并紧靠入口，孔板上设置有若干圈呈圆周分布的用于混合气分散的孔，孔道的轴线统一向相同的方向呈一定倾斜。
4.根据权利要求1所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，还包括脱水装置，设置在所述燃烧器与所述SCD分析检测器之间，能够脱除燃烧后的天然气样品中的水分。
5.根据权利要求4所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，所述脱水装置连接有能够提供干燥气体的反吹装置。
6.根据权利要求1所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，所述定量进样装置设置有加热装置，用于将天然气样品控温。
7.根据权利要求6所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，所述加热装置为温度可调控的伴热铝热板。
8.根据权利要求1所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，所述定量进样装置为具有定量环的六通阀，天然气样品的进样管线与所述六通阀和所述定量环连通，所述六通阀还连接有载气管线，通过六通阀的切换实现天然气样品在排空与进样状态之间的切换。
9.根据权利要求1所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，所述快速分析装置中所涉及的管路均经过硫钝化处理。
10.根据权利要求1所述的测定天然气中总硫含量的快速分析装置，其特征在于，所述载气供气系统为氢空一体机。
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