[發(fā)明專利]一種燃?xì)饨M分快速分析方法及其氣相色譜分析系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710673609.9
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107271597B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王少楠;周鵬云;張軍;賴曉峰;陳雅麗;方艾黎;徐龍;孫曉軒
• 申請（專利權(quán)）人: 西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號: G01N30/16
• 分類號: G01N30/16;G01N30/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 房云

本發(fā)明公開一種含四柱、三閥、雙檢測器的氣相色譜系統(tǒng)，及用該系統(tǒng)對多種燃?xì)饪焖俜治龅姆椒āＶ恍枰淮芜M(jìn)樣，快速完成各燃?xì)庵休p烴、重?zé)N、及無機(jī)氣體的分析。取樣后，十通閥切換至分析狀態(tài)，第一樣品管中的樣品進(jìn)入SE?30柱；待無機(jī)氣體和輕烴流出后，再切換十通閥，將柱中重?zé)N反吹出SE?30柱；無機(jī)氣體和輕烴繼續(xù)進(jìn)入PQ柱，二氧化碳先流出，后流出的其他無機(jī)氣體和輕烴進(jìn)入5A色譜柱后，依次進(jìn)入TCD進(jìn)行檢測；第二樣品管中樣品進(jìn)入Al₂O₃柱后進(jìn)入FID，實(shí)現(xiàn)重?zé)N組分的分離與測定。本發(fā)明可將多種燃?xì)獾臒o機(jī)氣體、輕烴和重?zé)N組分進(jìn)行有效分離，并將三套數(shù)據(jù)拼接在一張譜圖上，實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣快速完成燃?xì)饨M分分析及熱值計(jì)算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分析測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃?xì)饨M分快速分析方法及其氣相色譜分析系統(tǒng)，尤其是采用多根色譜柱與雙檢測器的組合，通過氣路切割-反吹技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各種燃?xì)饨M分快速準(zhǔn)確分析的方法。

背景技術(shù)

隨著我國大中城市霧霾天氣日益加重以及政府對霧霾治理力度的不斷加強(qiáng)，國內(nèi)對清潔能源中的常規(guī)天然氣及非常規(guī)天然氣的消費(fèi)量急劇增長。2016年，我國天然氣消費(fèi)量達(dá)2058億立方米，但是天然氣產(chǎn)量僅1371億立方米，因此，我國還需要大量進(jìn)口管道天然氣和液化天然氣。

隨著我國對天然氣需要的不斷增加，其他多種類型的以甲烷為主要成分的燃?xì)庖蚕嗬^進(jìn)入到國內(nèi)燃?xì)馐袌觥＿@些燃料氣除了進(jìn)口管道天然氣和液化天然氣外，還包括：頁巖氣、煤層氣、煤制天然氣、焦?fàn)t氣、高爐煤氣、生物氣、車用(含煤制)天然氣等。這些燃?xì)庵兄饕M分甲烷含量各不相同，其它組分種類、含量也有區(qū)別，如高爐氣中含有一氧化碳、煤制天然氣中含有較高濃度的氫氣，不同燃?xì)馐褂梅秶煌瑸榱藚^(qū)分燃?xì)獾馁|(zhì)量及適用范圍，需要快速的檢測燃?xì)庵懈鹘M分的組成。因而，對燃?xì)饨M分的快速準(zhǔn)確分析提出了新的要求。

目前關(guān)于以天然氣為主的燃?xì)鉁y定方法很多，包括國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但這些方法都有各種缺點(diǎn)，有的方法繁瑣，有的分析時(shí)間長，有的只能專用于某一特定燃?xì)獾姆治觥?/p>

目前國內(nèi)有關(guān)燃?xì)饨M分分析與熱值計(jì)算的方法是天然氣標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制訂以GB/T 13610-2003《天然氣的組成分析氣相色譜法》為核心的檢測標(biāo)準(zhǔn)，另外，還等同轉(zhuǎn)化了ISO標(biāo)準(zhǔn)，形成GB/T 27894.1～6-2011《天然氣在一定不確定度下用氣相色譜法測定組成第1～6部分》共6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部制訂了GB/T 10410-2008《人工煤氣和液化石油氣常量組分氣相色譜分析法》，農(nóng)業(yè)部制訂了NY/T 1700-2009《沼氣中甲烷和二氧化碳的測定氣相色譜法》。

《天然氣的組成分析氣相色譜法》規(guī)定的方法是采用3根色譜柱、4個(gè)閥門手動(dòng)切換進(jìn)行分析，檢測器為熱導(dǎo)檢測器，可完成天然氣中氫、氧、氮、氦、二氧化碳無機(jī)組分和C₁～C₆有機(jī)組分的分析。《人工煤氣和液化石油氣常量組分氣相色譜分析法》與其類似類似。

總的來說，上述現(xiàn)有技術(shù)方法的不足之處在于：(1)需要兩套或兩套以上的分析設(shè)備，需要多次進(jìn)樣，分析繁瑣，分析時(shí)間長，分析效率不高；(2)需要配制多瓶氣體標(biāo)樣；(3)氫氣與氦氣分離效果不好；(4)只能用于常規(guī)天然氣或特定煤氣、LPG的分析，對其它新型燃?xì)夥治鲂Ч患选?/p>

楊應(yīng)勝等在《一種多功能氣相色譜儀在天然氣分析中的應(yīng)用》(《石油與天然氣化工》,2010,39(6):531-532)中介紹了一種三路載氣組成的相對獨(dú)立分離系統(tǒng)；本發(fā)明的發(fā)明人王少楠等人此前在專利申請CN102141557A《一種壓縮天然氣成分的快速分析方法》中提出了一種采用兩路氣路流程，并具有氣路反吹原理的快速分析天然氣成分的方法，但這兩種方法中，二氧化碳與氫、氧、氮、氦和輕烴組分一同進(jìn)入分子篩柱，二氧化碳易對分子篩柱造成損害，縮短設(shè)備使用壽命；此外，前者方法每一路都是全組分樣品進(jìn)入分離柱，對分離柱影響大，且分離耗時(shí)長；后者方法對天然氣中微量重?zé)N組分采用熱導(dǎo)檢測器分析，靈敏度低，對不同天然氣的熱值計(jì)算將產(chǎn)生一定誤差。

發(fā)明內(nèi)容