CN220626284U - 一种甲烷化气体组分快速分析系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及新能源技术领域，公开了一种甲烷化气体组分快速分析系统，包括用于H2中常量N2和H2的气相色谱检测的第一通道以及用于H2中微量CO、CH4、CO2的气相色谱检测的第二通道；所述第一通道包括色谱柱Ⅰ、预分离柱Ⅰ、十通阀Ⅰ、样气Ⅰ入口、样气Ⅰ出口、定量环Ⅰ、六通阀Ⅰ、色谱柱Ⅱ、TCD检测器，十通阀Ⅰ用于调节样气Ⅰ入口、样气Ⅰ出口、色谱柱Ⅰ、预分离柱Ⅰ、定量环Ⅰ，六通阀Ⅰ用于调节色谱柱Ⅰ、色谱柱Ⅱ，且六通阀Ⅰ最后通过TCD检测器进行检测。该实用新型中，用一台仪器同时分析常量气体和微量气体，时间较短。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源技术领域，具体地说，涉及一种甲烷化气体组分快速分析系统。
背景技术
世界人口不断增长给粮食供应带来压力，而施用化学肥料是农业增产的有效途径，农业上广泛采用的尿素、硝酸铵、硫酸铵等固体氮肥，和磷酸铵、硝酸磷肥等复合肥料，都是以合成氨加工生产为主，在工业合成氨工艺流程中的氨合成工段，此工段中N2与H2的配比直接影响着合成氨的效率和品质，因此监控PSA提氢工艺H2和甲烷化气体组分的质量对合成氨尤为重要。
随着焦炉煤气制甲醇，煤气综合利用的日益完善，利用甲醇产生的驰放气合成氨，成为尾气再次利用的标配。在甲烷化过程分析和PSA提氢工艺H2分析中，既有常量的H2、N2，还有微量的CH4、CO和CO2，常用的分析方法是用一台气相色谱仪分析常量的组分，另一台气相台色谱仪分析微量的气体。
现有技术方案存在以下技术问题：
1.分别用一台气相色谱仪分析常量气体，另一台气相色谱仪分析微量气体，时间较长。
2.检测设备用量较多，同时用两台气相台色谱仪，两个TCD检测器，一个FID检测器。
3.两台气相色谱仪与多台检测器分别检测微量和常量组分，效率低下。
4.分析检测气体组分时需采用多种气体做载气，多种气体做载气操作复杂，耗时长，效率低。
有鉴于此特提出本实用新型。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：
一种甲烷化气体组分快速分析系统，包括用于H中常量N和H的气相色谱检测的第一通道以及用于H中微量CO、CH、CO的气相色谱检测的第二通道；
所述第一通道包括色谱柱Ⅰ、预分离柱Ⅰ、十通阀Ⅰ、样气Ⅰ入口、样气Ⅰ出口、定量环Ⅰ、六通阀Ⅰ、色谱柱Ⅱ、TCD检测器，十通阀Ⅰ用于调节样气Ⅰ入口、样气Ⅰ出口、色谱柱Ⅰ、预分离柱Ⅰ、定量环Ⅰ，六通阀Ⅰ用于调节色谱柱Ⅰ、色谱柱Ⅱ，且六通阀Ⅰ最后通过TCD检测器进行检测；
所述第二通道包括预分离柱Ⅱ、色谱柱Ⅲ、十通阀Ⅱ、样气Ⅱ入口、样气Ⅱ出口、定量环Ⅱ、镍转化炉、FID检测器，十通阀Ⅱ用于调节预分离柱Ⅱ、色谱柱Ⅲ、样气Ⅱ入口、样气Ⅱ出口、定量环Ⅱ，预分离柱Ⅱ、色谱柱Ⅲ气体通过后进入镍转化炉而后进入FID检测器进行检测。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述色谱柱Ⅰ和预分离柱Ⅰ均连通于十通阀Ⅰ，定量环Ⅰ、样气Ⅰ入口和样气Ⅰ出口均连通于十通阀Ⅰ，且十通阀Ⅰ通过定量环Ⅰ对样气Ⅰ入口和样气Ⅰ出口进行调节。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述色谱柱Ⅰ和色谱柱Ⅱ均连通于六通阀Ⅰ。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述TCD检测器连通于六通阀Ⅰ上。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述预分离柱Ⅱ、色谱柱Ⅲ、样气Ⅱ入口、样气Ⅱ出口、定量环Ⅱ均连通于十通阀Ⅱ，且十通阀Ⅱ通过定量环Ⅱ调节预分离柱Ⅱ、色谱柱Ⅲ、样气Ⅱ入口和样气Ⅱ出口。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述镍转化炉连通于色谱柱Ⅲ，检测气体通过色谱柱Ⅲ进入镍转化炉。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述FID检测器连通于镍转化炉，检测气体从镍转化炉进入FID检测器。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本技术用一台仪器同时分析常量气体和微量气体，时间较短。
2、本技术节省了检测设备，用了一台气相色谱仪，一个TCD检测器，一个FID检测器，节省了一台气相色谱仪，一个TCD检测器。
3、本技术用两台气相色谱仪同时检测微量和常量组分，时间短，效率高。
4、本技术分析检测气体组分时只需采用Ar一种气体做载气，操作简单，耗时少，效率高。
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
在附图中：
图1为本实用新型的系统结构示意图。
图中：1、色谱柱Ⅰ；2、色谱柱Ⅱ；3、预分离柱Ⅰ；4、预分离柱Ⅱ；5、色谱柱Ⅲ；6、十通阀Ⅰ；7、六通阀Ⅰ；8、十通阀Ⅱ；9、镍转化炉；10、样气Ⅰ入口；11、样气Ⅰ出口；12、样气Ⅱ入口；13、样气Ⅱ出口；14、TCD检测器；15、FID检测器；16、定量环Ⅰ；17、定量环Ⅱ。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型。
一种甲烷化气体组分快速分析系统，如图1所示，包括用于H2中常量N2和H2的气相色谱检测的第一通道以及用于H2中微量CO、CH4、CO2的气相色谱检测的第二通道；
进一步的，第一通道包括色谱柱Ⅰ1、预分离柱Ⅰ3、十通阀Ⅰ6、样气Ⅰ入口10、样气Ⅰ出口11、定量环Ⅰ16、六通阀Ⅰ7、色谱柱Ⅱ2、TCD检测器14，十通阀Ⅰ6用于调节样气Ⅰ入口10、样气Ⅰ出口11、色谱柱Ⅰ1、预分离柱Ⅰ3、定量环Ⅰ16，六通阀Ⅰ7用于调节色谱柱Ⅰ1、色谱柱Ⅱ2，且六通阀Ⅰ7最后通过TCD检测器14进行检测；
进一步的，第二通道包括预分离柱Ⅱ4、色谱柱Ⅲ5、十通阀Ⅱ8、样气Ⅱ入口12、样气Ⅱ出口13、定量环Ⅱ17、镍转化炉9、FID检测器15，十通阀Ⅱ8用于调节预分离柱Ⅱ4、色谱柱Ⅲ5、样气Ⅱ入口12、样气Ⅱ出口13、定量环Ⅱ17，预分离柱Ⅱ4、色谱柱Ⅲ5气体通过后进入镍转化炉9而后进入FID检测器15进行检测。
其作用在于，其分析系统具有设备检测仪器用量少的特点，本系统采用一种气体为载体，同时实现多组分的分析检测，分析检测时间短，效率高。
进一步的，色谱柱Ⅰ1和预分离柱Ⅰ3均连通于十通阀Ⅰ6，定量环Ⅰ16、样气Ⅰ入口10和样气Ⅰ出口11均连通于十通阀Ⅰ6，且十通阀Ⅰ6通过定量环Ⅰ16对样气Ⅰ入口10和样气Ⅰ出口11进行调节。
进一步的，色谱柱Ⅰ1和色谱柱Ⅱ2均连通于六通阀Ⅰ7。
进一步的，TCD检测器14连通于六通阀Ⅰ7上。
进一步的，预分离柱Ⅱ4、色谱柱Ⅲ5、样气Ⅱ入口12、样气Ⅱ出口13、定量环Ⅱ17均连通于十通阀Ⅱ8，且十通阀Ⅱ8通过定量环Ⅱ17调节预分离柱Ⅱ4、色谱柱Ⅲ5、样气Ⅱ入口12和样气Ⅱ出口13。
进一步的，镍转化炉9连通于色谱柱Ⅲ5，检测气体通过色谱柱Ⅲ5进入镍转化炉9。
进一步的，FID检测器15连通于镍转化炉9，检测气体从镍转化炉9进入FID检测器15。
工作原理：本技术方案提供一种PSA提氢工艺中常量N2和H2、微量CO、CH4、CO2的气相色谱检测系统及方法，以解决两台色谱2个TCD检测器14和1个FID检测器15分别检测常量和微量组分的问题，实现了两个不同检测器同时分析检测一种气体，节省一台气相色谱仪和1个TCD检测器14的投入，分析检测时间短，效率高；采用Ar作为载气，比同时采用H2和N2做载气更为方便。
可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。
Claims (7)
1.一种甲烷化气体组分快速分析系统，其特征在于，包括用于H2中常量N2和H2的气相色谱检测的第一通道以及用于H2中微量CO、CH4、CO2的气相色谱检测的第二通道；
所述第一通道包括色谱柱Ⅰ(1)、预分离柱Ⅰ(3)、十通阀Ⅰ(6)、样气Ⅰ入口(10)、样气Ⅰ出口(11)、定量环Ⅰ(16)、六通阀Ⅰ(7)、色谱柱Ⅱ(2)、TCD检测器(14)，十通阀Ⅰ(6)用于调节样气Ⅰ入口(10)、样气Ⅰ出口(11)、色谱柱Ⅰ(1)、预分离柱Ⅰ(3)、定量环Ⅰ(16)，六通阀Ⅰ(7)用于调节色谱柱Ⅰ(1)、色谱柱Ⅱ(2)，且六通阀Ⅰ(7)最后通过TCD检测器(14)进行检测；
所述第二通道包括预分离柱Ⅱ(4)、色谱柱Ⅲ(5)、十通阀Ⅱ(8)、样气Ⅱ入口(12)、样气Ⅱ出口(13)、定量环Ⅱ(17)、镍转化炉(9)、FID检测器(15)，十通阀Ⅱ(8)用于调节预分离柱Ⅱ(4)、色谱柱Ⅲ(5)、样气Ⅱ入口(12)、样气Ⅱ出口(13)、定量环Ⅱ(17)，预分离柱Ⅱ(4)、色谱柱Ⅲ(5)气体通过后进入镍转化炉(9)而后进入FID检测器(15)进行检测。
2.根据权利要求1所述的甲烷化气体组分快速分析系统，其特征在于，所述色谱柱Ⅰ(1)和预分离柱Ⅰ(3)均连通于十通阀Ⅰ(6)，定量环Ⅰ(16)、样气Ⅰ入口(10)和样气Ⅰ出口(11)均连通于十通阀Ⅰ(6)，且十通阀Ⅰ(6)通过定量环Ⅰ(16)对样气Ⅰ入口(10)和样气Ⅰ出口(11)进行调节。
3.根据权利要求1所述的甲烷化气体组分快速分析系统，其特征在于，所述色谱柱Ⅰ(1)和色谱柱Ⅱ(2)均连通于六通阀Ⅰ(7)。
4.根据权利要求1所述的甲烷化气体组分快速分析系统，其特征在于，所述TCD检测器(14)连通于六通阀Ⅰ(7)上。
5.根据权利要求1所述的甲烷化气体组分快速分析系统，其特征在于，所述预分离柱Ⅱ(4)、色谱柱Ⅲ(5)、样气Ⅱ入口(12)、样气Ⅱ出口(13)、定量环Ⅱ(17)均连通于十通阀Ⅱ(8)，且十通阀Ⅱ(8)通过定量环Ⅱ(17)调节预分离柱Ⅱ(4)、色谱柱Ⅲ(5)、样气Ⅱ入口(12)和样气Ⅱ出口(13)。
6.根据权利要求1所述的甲烷化气体组分快速分析系统，其特征在于，所述镍转化炉(9)连通于色谱柱Ⅲ(5)，检测气体通过色谱柱Ⅲ(5)进入镍转化炉(9)。
7.根据权利要求1所述的甲烷化气体组分快速分析系统，其特征在于，所述FID检测器(15)连通于镍转化炉(9)，检测气体从镍转化炉(9)进入FID检测器(15)。
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