一种新型天然气全组分分析系统的制作方法

文档序号:6049365阅读:318来源:国知局
一种新型天然气全组分分析系统的制作方法
【专利摘要】一种新型天然气全组分分析系统,由十通阀、定量环、分子筛色谱柱、烃类分析柱、检测器、不锈钢管道、时间继电器、开关电源、继电器、电源线、屏蔽线和色谱工作站组成。十通阀、定量环、分子筛色谱柱、烃类分析柱与检测器通过不锈钢管道连接;检测器信号输出端、继电器与色谱工作站通过屏蔽线连接;时间继电器、开关电源、继电器通过电源线连接。本实用新型的天然气分析系统,采用一阀二柱信号切换法,一次进样分析天然气中的氧气、氮气、甲烷、乙烷、乙烯、二氧化碳、丙烷、丙烯、异丁烷、正丁烷、正异丁烯、反丁烯、顺丁烯、异戊烷、正戊烷,操作简便,所需分析时间短、检测结果误差小。
【专利说明】 一种新型天然气全组分分析系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气相色谱系统,尤其涉及一种天然气成分分析系统。
【背景技术】
[0002]天然气是一种多组分的混合气态化石燃料,燃烧后无废渣、废水产生,相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。其主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的氧气、氮气、二氧化碳,乙烷、丙烷和丁烷等,国内天然气成份更为复杂,一般还含有大量的乙烯,少量的丙烯和C4烯烃。由于天然气主要成分之间的物理性质和化学性质差异较大,一些成分的色谱分离条件也各不相同,用一根色谱柱很难分离天然气的主要成分,因此国外一般采用三阀五柱或四阀五柱的多维色谱法来检测,该方法对仪器和操作人员要求较高,且阀切换时间要求较为苛刻,必须配备自动阀,仪器成本较高。国内天然气分析一般采用二阀二柱法,用手动六通阀分两次进样,将永久性气体和径类分别检测,该方法虽降低了成本,但二次进样会带来较大的主误差,且样品各组分分别显示在两张色谱图上,计算含量比较复杂。

【发明内容】

[0003]为了解决天然气分析仪器结构复杂、成本较高,操作烦琐、计算困难等问题,本实用新型提供了 一种新型天然气分析系统。
[0004]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:一种天然气分析系统,其特征在于:由定量环、十通阀、分子筛色谱柱、天然气分析柱、检测器、不锈钢管道、时间继电器、24V开关电源、24V继电器、屏蔽线、色谱工作站组成。定量环、十通阀、分子筛色谱柱、天然气分析柱、与检测器通过不锈钢管道连接;检测器信号输出端与24继电器通过屏蔽线连接;时间继电器、24V开关电源、24V继电器通过电源线连接。
[0005]所述检测器为双通道热导检测器。
[0006]所述不锈钢管道为外径2mm内径Imm不锈钢管。
[0007]所述分子筛色谱柱为3mmX 2m不锈钢填充柱。
[0008]所述烃类分析柱为3mmX 9m不锈钢填充柱。
[0009]本实用新型的天然气分析系统采用一阀二柱信号切换法,一次进样分析天然气中的氧气、氮气、甲烷、乙烷、乙烯、二氧化碳、丙烷、丙烯、异丁烷、正丁烷、正异丁烯、反丁烯、顺丁烯、异戊烷、正戊烷,操作简便,所需分析时间短、检测结果误差小。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的天然气分析系统取样状态原理图。
[0011]图2是本实用新型的天然气分析系统进样状态原理图。
[0012]图3是本实用新型的天然气分析系统进样后信号切换状态原理图。【具体实施方式】
[0013]本实用新型的天然气分析系统,用不锈钢管将分子筛色谱柱5和烃类分析柱6分别接在十通阀I上;分子筛色谱柱5和烃类分析柱6的另一端分别连检测器7的测量路和参比路,搬动十通阀I后,两路可同时进样。检测器7为双通道热导检测器,其测量路样品流过检测器所记录色谱峰为正峰,参比路则为负峰。将其信号输出端的+、一极在进入色谱工作站12进行数据处理前先用屏蔽线13接到继电器11上,通过开关电源8和时间继电器9控制继电器11各接口通断,实现信号的+、一反转、参比路与测量路的互换。
[0014]其工作过程分为取样、进样、信号切换三部分。
[0015]一、取样如图1所示,十通阀I相邻的1-11、II1-1V、V-V1、Vn-VD1、IX-X号接口分别相通,而I1-1I1、IV-V、V1-Vn、VD1-1X、1-X号口断开不通气。将样气由I号口吹入十通阀1,按图1中箭头所示方向经II号口进入定量环a2,再经V -VI号口进入定量环b3,充满两个定量环后多余的气体经IX - X号口排出,保证每次进样定量环里样气体积一致(相当于每次进样量相同)。载气①接到III号口,经与其相通的IV号接口进入分子筛色谱柱5,从分子筛色谱柱5流出后进入检测器7测量路;载气②路由VDI号口进入十通阀1,经与其相通的VII号接口进入烃类分析柱6,从烃类分析柱6流出后进入检测器7参比路。
[0016]时间继电器9未启动,其A-C接口处于断开状态,开关电源8的24V电未供给继电器11的电源输入端1、J接口,因此继电器11常闭口 K-L、N-0分别连通,检测器7的+、—信号分别经K-L、N-O接口进入色谱工作站。
[0017]二、进样如图2所示,此过程是通过改变十通阀1,使载气将定量环a2与定量环b3中的样气带入分子筛色谱柱5和烃类分析柱6,并经色谱柱流向检测器7。样气充满定量环a2和定量环b3后,扳动十通阀I至“进样“状态,此时十通阀I相邻的I1-1I1、IV- V、νι-νπ、νιιι-ιχ、χ -1 号接口分别相通,而 1- π、ιπ-ιν、ν-νι、νπ-νιιι、ιχ-X号口断开不通气。载气①由III号进入十通阀I,经II号口进定量环a2,带着定量环a2中的样品气经IV - V号口进入分子筛色谱柱5,在分子筛色谱柱5上,0、N、CH4、CO被分离,由分子筛色谱柱5流出后进检测器7测量路;载气②由VDI号进入十通阀1,经IX号口进定量环b3,带着定量环b3中的样品气经V1- VII号口进入烃类分析柱6,在该色谱柱上,C02、C2到C4烃类被分离,由烃类分析柱6流出后进检测器7参比路。
[0018]在搬动十通阀I同时,启动时间继电器9,开始信号切换倒计时。在未到设定时间前,时间继电器9、继电器11接口状态不变。
[0019]三、信号切换如图3所示,此过程是通过改变时间继电器9和2继电器11接口状态,使检测器7输出信号正、负极互换,从而使参比路变为测量路,所出负峰变为正峰。
[0020]分子筛色谱柱5接检测器7测量路,所形成色谱峰为正信号,该色谱柱长2米,所有色谱峰在2min内全部采集完毕;烃类分析柱6接检测器7参比路,所形成色谱峰为负信号,色谱柱长9米,第一个峰在3分钟峰后才进入检测器7,因此可将时间继电器9延时时间设为2.5分钟。到时间后时间继电器9的A-C接口连通,开关电源8的24V电正极经时间继电器9的A-C接口供给继电器11接口 I,负极直接接在J接口。继电器11启动,原来连通的K-L、O-N接口断开;原来断开的K-P、O-M连通,将参比路输出的负信号变为正峰。
【权利要求】
1.一种新型天然气全组分分析系统,其特征在于:由十通阀(I)、定量环a (2)、定量环b (3)、不锈钢管道(4)、分子筛色谱柱(5)、烃类分析柱(6)、检测器(7)、开关电源(8)、时间继电器(9)、电源线(10)、继电器(11)、色谱工作站(12)和屏蔽线(13)组成,十通阀(I)、定量环a (2)、定量环b (3)、分子筛色谱柱(5)、烃类分析柱(6)与检测器(7)通过不锈钢管道连接,检测器(7)信号输出端、继电器(11)与色谱工作站(12)过屏蔽线(13)连接,时间继电器(9)、开关电源(8)、继电器(11)通过电源线(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型天然气全组分分析系统,其特征在于:所述检测器为双通道热导检测器。
3.根据权利要求1所述的一种新型天然气全组分分析系统,其特征在于:所述不锈钢管道为外径2mm内径Imm不锈钢管。
4.根据权利要求1所述的一种新型天然气全组分分析系统,其特征在于:所述分子筛色谱柱为3mmX2m不锈钢填充柱。
5.根据权利要求1所述的一种新型天然气全组分分析系统,其特征在于:所述烃类分析柱为3mmX9m不锈钢填充柱。
6.根据权利要求1所述的一种新型天然气全组分分析系统,其特征在于:所述继电器为24V继电器。
7.根据权利要求1所述的一种新型天然气全组分分析系统,其特征在于:所述开关电源为24V开关电源。
【文档编号】G01N30/20GK203772811SQ201420114692
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】杨东才, 赵雪, 崔贺民 申请人:大连中汇达科学仪器有限公司
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