[發明專利]一種用于生物燃氣在線激光拉曼光譜分析儀的預處理裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201510049893.3
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104713867B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 定明月;王鐵軍;馬隆龍;熊友輝;劉志強;王晨光
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所;武漢四方光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N1/34
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 莫瑤江

1.一種用于生物燃氣在線激光拉曼光譜分析儀的預處理裝置，所述生物燃氣來自生物質氣化系統或生物質合成系統，至少包括H₂、CO、CO₂、N₂、C₁-C₄氣相烴類物質，其特征在于，該裝置為集成系統，裝置的入口通過管線與生物燃氣連接，裝置出口通過管線連接激光拉曼光譜分析儀；該裝置至少包括依次連接的雜質處理單元、冷卻處理單元和定速控制單元；所述雜質處理單元包括并聯的焦油凈化單元和雜質吸附單元；所述焦油凈化單元為直通的保溫管，由內到外包括頂端封口、底端設有進氣口的圓柱狀直通多孔陶瓷管、纏繞在所述直通多孔陶瓷管壁外側的電熱絲、填充在所述直通多孔陶瓷管外部的多孔活性碳；所述保溫管頂端設有出氣口，外部還設有保溫層；所述雜質吸附單元為直通的管道，底部設有進氣口，頂部設有出氣口，管道內由下至上依次填裝分子篩、氧化鋅、活性碳，所述雜質吸附單元直通管道外部還纏繞電加熱帶，所述電加熱帶外部還設有保溫層；所述裝置的入口設有三通閥，通過三通閥閥門的開關實現裝置的入口跟焦油凈化單元或雜質吸附單元的連接；生物燃氣樣品從裝置的入口進入，經焦油凈化單元或雜質吸附單元除雜后進入冷卻處理單元進行降溫再進入定速控制單元進行流量和壓力的調節后從裝置出口通過管線進入激光拉曼光譜分析儀。

2.一種權利要求1所述的用于生物燃氣在線激光拉曼光譜分析儀的預處理裝置的使用方法，其特征在于，先啟動冷卻單元進行制冷，當生物燃氣含有H₂、CO、N₂、O₂、少量C₁-C₄氣態烴類、CO₂和焦油以及灰分時，將裝置的入口跟焦油凈化單元連接，生物燃氣樣品從裝置的入口進入，經焦油凈化單元進行焦油和灰分的脫除后，進入冷卻處理單元降溫到15-35℃再進入定速控制單元進行流速和壓力的調節后從裝置出口通過管線進入激光拉曼光譜分析儀；當生物燃氣含有H₂、CO、N₂、少量C₁-C₄氣態烴類、CO₂時，將裝置的入口跟雜質吸附單元連接，雜質處理單元的加熱溫度設定為120-160℃，生物燃氣樣品從裝置的入口進入，經雜質吸附單元除去殘留在生物燃氣中的硫、氮、磷和固體雜質，然后進入冷卻處理單元降溫到15-35℃再進入定速控制單元進行流量和壓力的調節后從裝置出口通過管線進入激光拉曼光譜分析儀；

所述定速控制單元壓力調節器的壓力范圍為0.8-1.5個標準大氣壓，流速調節器的流速范圍為300-1500ml/min。

3.根據權利要求2所述的用于生物燃氣在線激光拉曼光譜分析儀的預處理裝置的使用方法，其特征在于，含有H₂、CO、N₂、O₂、少量C₁-C₄氣態烴類、CO₂和焦油以及灰分的生物燃氣樣品從裝置的入口進入，經焦油凈化單元底端設有的進氣口進入圓柱狀直通多孔陶瓷管進行初步脫附焦油和灰分，然后經直通多孔陶瓷管管壁的孔從陶瓷表面擴散到所述直通多孔陶瓷管外部的多孔活性碳中進一步脫附焦油和灰分后從多孔活性碳外面包裹的保溫管頂端的出氣口出來進入冷卻處理處理單元；吸附后的焦油和灰分通過電熱絲進行加熱裂解脫除，加熱溫度為500-800℃；圓柱狀直通多孔陶瓷管中殘留的焦油和重質烴雜質通過Ni-Mg整體式催化劑進行進一步脫除，從而再生焦油凈化系統使之循環使用。

4.根據權利要求2所述的用于生物燃氣在線激光拉曼光譜分析儀的預處理裝置的使用方法，其特征在于，所述冷卻處理單元，生物燃氣采用上進下出方式進入冷卻盤管，冷卻水采用下進上出方式對生物燃氣進行冷卻。