[實用新型]天然氣成分的氣相色譜分析裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020140016.X
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN201689079U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧來發(fā);陳海嵐
• 申請（專利權(quán)）人: 上海寶鋼工業(yè)檢測公司
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/88
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31216
• 代理人: 張恒康

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種氣體分析裝置，尤其涉及一種天然氣成分分析裝置。?

背景技術(shù)

天然氣是鋼鐵企業(yè)中重要能源之一，它能與其他回收的氣體混合使用，為各生產(chǎn)線提供能源，如寬厚板平整與切割，冷軋板退火、烘干、涂層，硅鋼連續(xù)退火線，電廠的燃?xì)廨啓C等。其組分是能源部門計算燃?xì)鉄嶂档闹匾A(chǔ)。因此天然氣及混合燃?xì)獾慕M分和熱值測試是滿足鋼鐵企業(yè)對能源利用的要求。?

天然氣組分主要以甲烷(CH₄)為主，還含有H₂、O₂、N₂、CO₂、C₂H₆、C₃H₈，及少量的C₂H₄、CO、i-C₄H₁₀、n-C₄H₁₀和微量C₅烴。由于天然氣來源和用途上的不同，各組份之間含量差別大，且有些組分之間性質(zhì)差異性小。利用氣相色譜法的高分離特性(大口徑毛細(xì)管柱)來分離并測試天然氣中的組份是近幾年比較熱衷的方法。?

氣相色譜法是一種高效的分離測試技術(shù)，其原理是，在一定溫度下利用不同物質(zhì)在不同的兩相(固定相和流動相)中具有不同的分配系數(shù)(或溶解度)進(jìn)行分離，當(dāng)流動相通過固定相時兩相作相對運動，混合氣體在兩相中進(jìn)行多次反復(fù)分配(吸附與脫附、溶解與揮發(fā))，這樣即使那些分配系數(shù)只有微小差異的組份，也能產(chǎn)生很大的分離效果，從而使不同組份完全分離，并加以定量。因此合理地設(shè)計氣相色譜閥路流程和切換點是準(zhǔn)確、快速有效進(jìn)行測試天然氣等混合氣體的關(guān)鍵點。?

目前，氣相色譜法分析天然氣一般采取程序升溫法，用四閥五柱(填充色譜柱)雙檢測器(2個熱導(dǎo)檢測器)進(jìn)行分離測定。這些方法有明顯的不足之處。?

程序升溫法分析天然氣的不足之處是：?

(1)基線不穩(wěn)定，存在漂移，干擾正常出峰，影響對色譜峰基線的判斷，?不利于色譜峰的積分。?

(2)當(dāng)分析結(jié)束后由高溫回復(fù)到初始分析溫度(一般氣體分析，柱溫在50℃左右)，需要等待較長時間，當(dāng)基線穩(wěn)定后再進(jìn)行下一個樣品分析，見表1。?

表1最終溫度回復(fù)到初始溫度所須的穩(wěn)定時間(min)?

(3)當(dāng)初始溫度上升到100℃或180℃時，在P-Q色譜柱上，會有一個很大的水峰流出，或者加大基線漂移，干擾分析，尤其在TCD檢測器的信號上存在較大的基線漂移；?

(4)程序升溫法由低溫上升到高溫，在此過程中會產(chǎn)生不知名的峰，稱之為鬼峰，這是因為平時樣品分析后有部分高沸點物質(zhì)會吸附或溶解在色譜柱里，而這些高沸點物質(zhì)會在高溫中釋放出來，干擾色譜分析。?

采用四閥五柱(填充色譜柱)雙檢測器(2個熱導(dǎo)檢測器TCD)進(jìn)行分離測定天然氣的不足之處在于：?

(1)填充柱的柱效低，對復(fù)雜組分難以分離；?

(2)填充柱對低含量或微量組分的分離也不理想；?

(3)方法中所用TCD檢測器比本發(fā)明中用FID檢測器的靈敏度要低很多；?

(4)TCD檢測器對微量組分的分析極為不利；?

(5)分析流程繁瑣，閥切換頻繁，試驗會隨閥增加，色譜柱增多而難度越來越大，造成閥切換在時間上難以正確把握，無法正確合理地把分離組分切開；其切換流程見表2；?

(6)分析周期長，長達(dá)50分鐘，不滿足能源部門的監(jiān)控和工藝的應(yīng)用要求。?

表2切換流程?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型旨在解決上述問題，提供一種天燃?xì)獬煞值臍庀嗌V分析裝置。本實用新型能快速準(zhǔn)確地分析出天然氣成分。?

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：一種天燃?xì)獬煞值臍庀嗌V分析裝置，它包括由載氣控制系統(tǒng)、輔助氣控制系統(tǒng)、十通閥和第一六通閥控制系統(tǒng)、定量管、進(jìn)樣口、5A色譜柱、Porapak-Q色譜柱、熱導(dǎo)池檢測器TCD、信號放大器及其數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成的第一單元，它還包括由與第一單元共享的載氣控制系統(tǒng)、信號放大器及其數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以及第二六通閥控制系統(tǒng)、定量管、進(jìn)樣口、AL₂O₃色譜柱和氫火焰離子化檢測器FID構(gòu)成的第二單元，所述第二單元的定量管和第一單元的定量管串聯(lián)。?

本實用新型本實用新型氣相色譜法閥路切換流程由于采用了以上技術(shù)方案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和特點：?