[实用新型]天然气成分的气相色谱分析装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体分析装置，尤其涉及一种天然气成分分析装置。 

背景技术

天然气是钢铁企业中重要能源之一，它能与其他回收的气体混合使用，为各生产线提供能源，如宽厚板平整与切割，冷轧板退火、烘干、涂层，硅钢连续退火线，电厂的燃气轮机等。其组分是能源部门计算燃气热值的重要基础。因此天然气及混合燃气的组分和热值测试是满足钢铁企业对能源利用的要求。 

天然气组分主要以甲烷(CH₄)为主，还含有H₂、O₂、N₂、CO₂、C₂H₆、C₃H₈，及少量的C₂H₄、CO、i-C₄H₁₀、n-C₄H₁₀和微量C₅烃。由于天然气来源和用途上的不同，各组份之间含量差别大，且有些组分之间性质差异性小。利用气相色谱法的高分离特性(大口径毛细管柱)来分离并测试天然气中的组份是近几年比较热衷的方法。 

气相色谱法是一种高效的分离测试技术，其原理是，在一定温度下利用不同物质在不同的两相(固定相和流动相)中具有不同的分配系数(或溶解度)进行分离，当流动相通过固定相时两相作相对运动，混合气体在两相中进行多次反复分配(吸附与脱附、溶解与挥发)，这样即使那些分配系数只有微小差异的组份，也能产生很大的分离效果，从而使不同组份完全分离，并加以定量。因此合理地设计气相色谱阀路流程和切换点是准确、快速有效进行测试天然气等混合气体的关键点。 

目前，气相色谱法分析天然气一般采取程序升温法，用四阀五柱(填充色谱柱)双检测器(2个热导检测器)进行分离测定。这些方法有明显的不足之处。 

程序升温法分析天然气的不足之处是： 

(1)基线不稳定，存在漂移，干扰正常出峰，影响对色谱峰基线的判断， 不利于色谱峰的积分。 

(2)当分析结束后由高温回复到初始分析温度(一般气体分析，柱温在50℃左右)，需要等待较长时间，当基线稳定后再进行下一个样品分析，见表1。 

表1最终温度回复到初始温度所须的稳定时间(min) 

(3)当初始温度上升到100℃或180℃时，在P-Q色谱柱上，会有一个很大的水峰流出，或者加大基线漂移，干扰分析，尤其在TCD检测器的信号上存在较大的基线漂移； 

(4)程序升温法由低温上升到高温，在此过程中会产生不知名的峰，称之为鬼峰，这是因为平时样品分析后有部分高沸点物质会吸附或溶解在色谱柱里，而这些高沸点物质会在高温中释放出来，干扰色谱分析。 

采用四阀五柱(填充色谱柱)双检测器(2个热导检测器TCD)进行分离测定天然气的不足之处在于： 

(1)填充柱的柱效低，对复杂组分难以分离； 

(2)填充柱对低含量或微量组分的分离也不理想； 

(3)方法中所用TCD检测器比本发明中用FID检测器的灵敏度要低很多； 

(4)TCD检测器对微量组分的分析极为不利； 

(5)分析流程繁琐，阀切换频繁，试验会随阀增加，色谱柱增多而难度越来越大，造成阀切换在时间上难以正确把握，无法正确合理地把分离组分切开；其切换流程见表2； 

(6)分析周期长，长达50分钟，不满足能源部门的监控和工艺的应用要求。 

表2切换流程 

发明内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供一种天燃气成分的气相色谱分析装置。本实用新型能快速准确地分析出天然气成分。 

本实用新型是这样实现的：一种天燃气成分的气相色谱分析装置，它包括由载气控制系统、辅助气控制系统、十通阀和第一六通阀控制系统、定量管、进样口、5A色谱柱、Porapak-Q色谱柱、热导池检测器TCD、信号放大器及其数据处理系统构成的第一单元，它还包括由与第一单元共享的载气控制系统、信号放大器及其数据处理系统，以及第二六通阀控制系统、定量管、进样口、AL₂O₃色谱柱和氢火焰离子化检测器FID构成的第二单元，所述第二单元的定量管和第一单元的定量管串联。 

本实用新型本实用新型气相色谱法阀路切换流程由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下优点和特点：