[發(fā)明專利]用于測定熱值的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610812019.5
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN106610390A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B.E.赫布;M.H.麥克康奈爾;X-D.彭
• 申請（專利權(quán)）人: 氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司
• 主分類號: G01N25/26
• 分類號: G01N25/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周李軍,楊思捷

相關(guān)申請交叉引用

本申請要求2015年10月23日提交的標(biāo)題為"Method and Apparatus for Determining Heating Value"(用于測定熱值的方法和裝置)的美國臨時申請序列號62/245,604的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及測定含烴混合物的熱值的方法和裝置。

工業(yè)上需要測定燃料氣體的熱值。燃料氣體的熱值對確定燃料氣體的價值和/或成本可能是重要的。燃料的熱值對控制不同類型爐的熱輸入也可能是重要的。

測定含烴混合物熱值的一些現(xiàn)有技術(shù)方法和裝置需要使用一種或多種校準(zhǔn)氣體，其中校準(zhǔn)氣體為多種組分的檢定混合物。工業(yè)上需要其中可使用純組分校準(zhǔn)氣體的方法和裝置。

工業(yè)上需要以提高的精確度測定含烴混合物的熱值的方法和裝置。

工業(yè)上需要對含非烴組分(例如，氮和二氧化碳)的混合物測定含烴混合物的熱值的方法和裝置。

工業(yè)上需要“普遍適用”的測定熱值的方法，因此，排除需要進(jìn)行相當(dāng)大量工作以對各單獨(dú)應(yīng)用定制方法。

工業(yè)上需要在燃料氣體混合物中各組分濃度極寬范圍內(nèi)廣泛適用的方法。

工業(yè)上需要在燃料氣體混合物中各組分濃度寬范圍內(nèi)提供高精確度的方法。

工業(yè)上需要允許燃料混合物包含任何大量可能組分的方法。

工業(yè)上需要不依賴使用校準(zhǔn)氣體混合物且不受校準(zhǔn)氣體混合物組成的內(nèi)在不確定性影響的方法。

發(fā)明概述

以下概括本發(fā)明的數(shù)個方面。在下文中，以下概括本發(fā)明的具體方面。括號中設(shè)置的附圖標(biāo)記和表達(dá)是指以下進(jìn)一步關(guān)于附圖說明的實(shí)例實(shí)施方案。然而，這些附圖標(biāo)記和表達(dá)只為說明性，不使這些方面限于實(shí)例實(shí)施方案的任何具體組件或特征。這些方面可作為權(quán)利要求闡述，其中括號中設(shè)置的附圖標(biāo)記和表達(dá)適當(dāng)省略或由其它代替。

方面1. 用于測定具有烴和非烴作為混合物組分的樣品含烴混合物的熱值的裝置，所述裝置包括：

反應(yīng)室，所述反應(yīng)室構(gòu)造成選擇性接收樣品含烴混合物和氧化劑氣體，并排出具有殘余O₂濃度的產(chǎn)物氣體，其中產(chǎn)物氣體從樣品含烴混合物和氧化劑氣體形成；

第一傳感器，所述第一傳感器構(gòu)造成獲取可與產(chǎn)物氣體中殘余O₂濃度相關(guān)的測定值，并用于對其響應(yīng)產(chǎn)生電子信號；

第二傳感器，所述第二傳感器構(gòu)造成獲取可與樣品含烴混合物分子量相關(guān)的測定值，并用于對其響應(yīng)產(chǎn)生電子信號；和

計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置操作性連接到第一傳感器和第二傳感器，以從第一傳感器和第二傳感器接收電子信號，其中計(jì)算裝置構(gòu)造成從燃燒需氧指數(shù)和可與分子量相關(guān)的測定值計(jì)算樣品含烴混合物的熱值，其中燃燒需氧指數(shù)用燃燒需氧指數(shù)作為殘余O₂濃度的函數(shù)的相關(guān)性和用可與產(chǎn)物氣體中殘余O₂濃度相關(guān)的測定值作為所述相關(guān)性的輸入來測定。

方面2. 方面1的裝置，所述裝置進(jìn)一步包括：

第三傳感器，所述第三傳感器構(gòu)造成獲取可與樣品含烴混合物氫濃度相關(guān)的測定值，并用于對其響應(yīng)產(chǎn)生電子信號；

其中所述計(jì)算裝置也操作性連接到第三傳感器，以從第三傳感器接收電子信號，其中計(jì)算裝置構(gòu)造成從可與樣品含烴混合物氫濃度相關(guān)的測定值以及燃燒需氧指數(shù)和可與分子量相關(guān)的測定值計(jì)算樣品含烴混合物的熱值。

方面3. 方面1或方面2的裝置，其中計(jì)算裝置構(gòu)造成用從一個或多個模型方程導(dǎo)出的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算樣品含烴混合物的熱值，其中混合物性質(zhì)從來自至少第一組組分和第二組組分的累加貢獻(xiàn)確定。

方面4. 方面1至3中任一項(xiàng)的裝置，所述裝置進(jìn)一步包含：

校準(zhǔn)氣體源，所述校準(zhǔn)氣體具有大于99%mol或大于99.9%mol的單烴組分濃度，

其中所述反應(yīng)室構(gòu)造成從校準(zhǔn)氣體源選擇性接收校準(zhǔn)氣體和接收氧化劑氣體，所述反應(yīng)室構(gòu)造成分別(即，各自)接收校準(zhǔn)氣體與樣品含烴混合物，所述反應(yīng)室構(gòu)造成排出從校準(zhǔn)氣體形成的產(chǎn)物氣體，從校準(zhǔn)氣體形成的產(chǎn)物氣體具有殘余O₂濃度；

其中所述第一傳感器構(gòu)造成獲取可與從校準(zhǔn)氣體形成的產(chǎn)物氣體中殘余O₂濃度相關(guān)的測定值，并用于對其響應(yīng)產(chǎn)生電子信號；

其中所述第二傳感器構(gòu)造成獲取可與校準(zhǔn)氣體分子量相關(guān)的測定值，并用于對其響應(yīng)產(chǎn)生電子信號；并且