[发明专利]应用两阀系统测定三种主要温室气体的气路配置方法

说明书

技术领域：

本发明涉及气体样品分析方法，特别是指一种用于使用阀进样分析气体样品中三种主要温室气成分的气路配置方法，主要用于研究大气环境中三种最主要的温室气体二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)的浓度的气相色谱气路配置方法。

背景技术：

据国际气候变化研究最权威机构政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告指出：气候变暖95％可能是由于化石燃料燃烧和土地利用变化等人类活动排放的温室气体(主要包括CO₂、CH₄和N₂O等)导致大气中温室气体浓度增加所引起的。目前的观测结果表明，在过去的130多年中(1880～2012年)，全球平均地表气温已升高0.85℃，观测到的温室气体浓度变化显示：自1750年人类工业化文明以来，人类活动向大气中排放的温室气体使其浓度急剧增加，三种最主要的温室气体二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的浓度值分别从工业化前的280、0.72和0.27ppm增加到2012年393、1.819和0.325ppm，增幅分别达到了约40％、153％和20％，而且目前的增幅呈加速趋势。

大气中温室气体浓度的测定是气候变化研究的基础。2007年在巴厘岛举行的联合国气候变化第13次缔约方大会上发达国家对发展中国家提出了温室气体可测量、可报告和可证实的具体要求，这需要大量的样品分析才能实现。中国目前的温室气体排放总量已跃居世界第一，在气候变化谈判中面临的减排温室气体的压力越来越大，2013年后京都时代后，发达国家要求发展中国家每2年提交一次国家温室气体的排放清单，温室气体监测的任务更加繁重。

大气中三种主要温室气体浓度的测定主要是采用气相色谱来测定，由于测定的任务繁重，需要提高测定的效率，改进测定的方法，中国科学院大气物理所王跃思等在2003年发表于《环境污染治理技术与设备》期刊的题为“一台气相色谱仪同时测定陆地生态系统CO₂、CH₄和N₂O排放”的文章详述了同时测定三种主要温室气体的方法，也是传统测定三种主要温室气体普遍采用的方法。其方法使用了2个六通阀、1个十通阀和1个四通阀来设计气路，并且使用了5路载气，因阀较多和气路较复杂，使得配置的硬件成本较高，方法分析所耗用的时间也相应较长，运行成本也较高。

发明内容：

本研究单位在多年的分析测定实践中发明了一种全新的阀配置方法，只使用2个十通阀及4路载气就可以实现三种主要温室气体同时进样分析功能，定量管也从3个减少到2个，此发明的优势是简化气路，大大减少了硬件的成本，同时节省分析时间， 减少气体的耗用量，显著降低运行的成本。

附图说明：

图1二阀系统初始气路配置图

图2二阀系统气体进样气路状态图

图3二阀系统反吹并测定CH₄气路状态图

具体实施方式：

如图1所示是本发明“应用两阀系统测定三种主要温室气体的气路配置方法”的气路配置初始状态图。本配置图主要包括：二个十通阀，分别为十通阀一10和十通阀二11，它们都是二位十通阀，有开和关两种状态，通过内部的转子转动36度和回转36度来切换气路，图1中所示的阀的状态均为关闭状态；二个定量环，分别为N₂O定量环21(此实施例中容积为2ml)和CO₂定量环23(此实施例中容积为0.2ml)；一个进样口13；一个出样口18；四路氮气入口，分别为氮气一14，氮气二15，氮气三16和氮气四17，所有氮气前端均有压力或流量控制(图中未示)；两个排气口，分别为排气口一18和排气口二19；三根色谱柱，分别为N₂O预柱20、N₂O分析柱22和CO₂分析柱24，本实施例中色谱柱填料均为Porapak.Q，长度分别为1m、3m和2m；一个镍转化炉25，内含高纯镍粉26作为催化剂，用于将CO₂转化为CH₄进行分析；一个三通接头27；两个检测器，分别为FID检测器28(中文名称为氢火焰离子检测器)和ECD检测器29(中文名称为电子捕获检测器)；不锈钢管12，本实施例气路中的所有部件均采用外径1/16英时的不锈钢管12和相应的金属密封件(图中未示)连接起来。