[发明专利]一种测定气化试验中气相产物各成分体积分数的方法

说明书

本发明公开了一种测定气化试验中气相产物各成分体积分数的方法，包括单一及复合便携式气体检测仪、真空气样袋、注射器及连接导管。以甲烷在超临界水中转化的气化实验为例，通过选择H₂‑CO、CO₂‑O₂复合便携式气体检测仪，对产生的反应气相产物中H₂、CO、CO₂及O₂的气体体积分数进行直接测定，对于气相产物中气体体积分数超过便携式气体检测仪量程范围的CH₄，以一定比例混入空气后的CH₄处理气使用单一CH₄便携式气体检测仪对CH₄气体体积分数进行测定，量程可控且普适性强。

技术领域

本发明属于气体检测领域，涉及一种通过便携式检测仪测定气化实验中气相产物各成分体积分数的方法，具体涉及一种通过便携式气体检测仪测定气化实验中生成的反应气相产物内CH₄、CO₂、CO、H₂及O₂体积分数的测定方法。

背景技术

气化实验研究一直是化学研究的热点问题之一，近年来这一领域取得了不少重大突破。气化指标用于评价物质的气化性能、气化效果，反应气相产物的气体组成是最常用的气化指标之一，对于气化反应原理及气化反应动力学的研究具有重要意义。

目前，在各类气化实验中普遍使用气相色谱—质谱分析仪、红外气体分析仪、奥氏气体分析仪、气体检测管、便携式复合气体检测仪等，检测反应生成的混合气体中各气体体积分数。在实际使用过程中，气相色谱—质谱分析仪和红外分析仪操作及维修所需专业性较强、检测地点受限且使用成本较高；奥氏气体分析仪试剂消耗量大、精度较低且保养费用较高；气体检测管精度较低且量程受限；便携式复合气体检测仪同样存在量程受限的问题。因此，现有的气体体积分数测量方法无法同时满足试验所需精度、操作简便及价格经济的使用要求。

发明内容

本发明旨在提供一种测定气化试验中气相产物各成分体积分数的方法，首先预估气化试验中气相产物的气体成分，根据气化试验的具体要求选择一种或几种气体作为待测气体，并选择相对应的便携式气体检测仪。其次预估待测气体体积分数数量级，若气体体积分数处于便携式气体检测仪的量程范围内，则使用便携式气体检测仪直接测定该气体的体积分数；若气体体积分数处于便携式气体检测仪的量程范围之外，则通过按照一定比例空气稀释气相产物，控制该气体稀释后的体积分数范围，使其处于气体检测仪量程范围的30％-70％之内再进行测定。

本发明提供了一种测定气化试验中气相产物各成分体积分数的方法，本发明以甲烷在超临界水中的转化实验为例。首先预估甲烷在超临界水中的转化反应生成气相产物的气体成分，选择其中的CH₄、H₂、CO、CO₂及O₂五种气体作为待测气体；其次，预估五种气体体积分数数量级对比相应便携式检测仪的量程，H₂、CO、CO₂、O₂的体积分数分别处于H₂-CO(量程为0-1000ppm)、CO₂-O₂(CO₂量程为0-5％，O₂量程为0-30％)复合便携式气体检测仪的量程范围内，CH₄的体积分数处于单一CH₄便携式气体检测仪的量程范围外(0-4％)；对于 H₂、CO、CO₂、O₂，能直接根据便携式气体检测仪的测定结果计算气相产物中四种气体的体积分数；对于CH₄，则将气相产物和空气按比例1：30进行稀释，使CH₄的体积分数处于CH₄单一便携式气体检测仪的量程范围之内，然后使用该仪器检测出气相产物稀释后CH₄的体积分数，再通过气相产物稀释后CH₄的体积分数和稀释比例计算，得出原气相产物中CH₄的气体体积分数。