一种温室气体甲烷在线检测分析仪及检测方法与流程

1.本发明涉及气体监测设备技术领域，尤其是指一种温室气体甲烷在线检测分析仪及检测方法。


背景技术：

2.近年来，全球对碳排放越来越重视，因而温室气体排放的监测越来越重要。甲烷作为温室气体中非常重要的一个组分，它的排放必须严格监控。对于温室气体甲烷(ch4)的监测，目前一般采用非分散红外的方法，或者采用激光雷达等光学的方法，但是这两种方法都存在明显的缺陷：
3.(1)一般检测下限都不高，对于浓度较低的地方监测不准确，误差较高；
4.(2)光学系统容易受到干扰，导致测量结果出现较大偏差；
5.(3)随着温度的变化，整个监测系统会产生较大的漂移；
6.(4)量程范围一般都比较狭窄。
7.因此需要一种全新的技术手段来监测甲烷的排放。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种可靠性高、精度高、检测准确度高的温室气体甲烷在线检测分析仪。
9.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种温室气体甲烷在线检测分析仪，包括多通阀、定量环、载气供应模块、第一epc阀、第二epc 阀、检测器和色谱柱，
10.所述多通阀包括样品第一连接口、样品第二连接口、放空口、定量环第一连接口、定量环第二连接口、第一epc阀连接口、第二epc阀连接口、色谱柱第一连接口、色谱柱第二连接口和检测器连接口，所述载气供应模块通过第一epc阀与第一epc阀连接口连接，所述载气供应模块通过第二epc阀与所述第二 epc阀连接口连接，所述检测器连接有燃气epc阀，
11.所述多通阀具有进样状态位和分析状态位，当所述多通阀位于进样状态位时，所述样品第一连接口、定量环第一连接口、定量环、定量环第二连接口和样品第二连接口依次连通，所述第二epc阀、第二epc阀连接口、色谱柱第一连接口、色谱柱、色谱柱第二连接口和放空口依次连接，所述第一epc阀、第一epc阀连接口和检测器连接口连接；当所述多通阀位于分析状态位时，所述第二epc阀、第二epc阀连接口、定量环第二连接口、定量环、定量环第一连接口、色谱柱第二连接口、色谱柱、色谱柱第一连接口、检测器连接口和检测器依次连通。
12.进一步的，所述多通阀为十通阀。
13.进一步的，所述色谱柱为甲烷柱。
14.进一步的，所述检测器为fid检测器。
15.进一步的，所述燃气epc阀包括第三epc阀和第四epc阀，所述第三epc 阀与氢气供
应模块连接，所述第四epc阀与助燃气体供应模块连接。
16.进一步的，所述载气为氦气或氮气。
17.本发明还涉及一种应用于上述任意一项所述的温室气体在线检测分析仪的温室气体检测方法，包括：
18.s1、将多通阀设置为进样状态位，样品气体依次通过样品第一连接口、定量环第一连接口、定量环、定量环第二连接口和样品第二连接口，确保样品气体采集至定量环中，确保样品气体采集至定量环中；
19.s2、将多通阀设置为分析状态位，通过载气将样品气体输送至色谱柱中进行分离，获得已分离的样品气体，所述已分离的样品气体包括甲烷；
20.s3、通过载气将已分离的样品气体输送至检测器中进行燃烧，得到燃烧数据；
21.s4、检测器通过燃烧数据进行定量分析，得到甲烷的浓度数据。
22.进一步的，在步骤s2之中，载气依次通过第二epc阀、第二epc阀连接口、定量环第二连接口，将定量环中的样品气体经定量环第一连接口、色谱柱第二连接口输送至色谱柱。
23.进一步的，在步骤s1之中，还包括吹扫步骤：
24.载气依次通过第一epc阀、第一epc阀连接口、检测器连接口和检测器进行吹扫；
25.载气依次通过第二epc阀、第二epc阀连接口、色谱柱第一连接口、色谱柱、色谱柱第二连接口和放空口进行吹扫。
26.进一步的，在步骤s1之中，还包括对检测器进行预燃烧的步骤：
27.通过燃气epc阀向检测器输入氢气和助燃气体并点燃。
28.本发明的有益效果在于：提供了一种温室气体甲烷在线检测分析仪，该在线检测分析仪具有：检测浓度范围大，量程范围可达到0-5000ppm；采用化学色谱分离技术，测试系统更加稳定，不易受到干扰；测试下限低，在测试低浓度甲烷时也能保证测试结果的精确及稳定；以及受环境温湿度影响小等优点，该在线检测分析仪可以实现自动在线监测，没有短期的耗材消耗，维护量小，方便运维。
附图说明
29.下面结合附图详述本发明的具体结构：
30.图1为本发明的多通阀处于进样状态位时的连接示意图；
31.图2为本发明的多通阀处于分析状态位时的连接示意图；
32.1-多通阀；2-定量环；3-检测器；4-色谱柱；5-第一epc阀；6-第二epc 阀；7-第三epc阀；8-第四epc阀；
33.101-定量环第一连接口；102-色谱柱第二连接口；103-放空口；104-第一 epc阀连接口；105-检测器连接口；106-色谱柱第一连接口；107-第二epc阀连接口；108-定量环第二连接口；109-样品第二连接口；110-样品第一连接口。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
40.实施例
41.请参阅图1以及图2，一种温室气体甲烷在线检测分析仪，包括多通阀1、定量环2、载气供应模块、第一epc阀5、第二epc阀6、检测器3和色谱柱4。
42.其中，多通阀1为十通转子阀，具有十个通道；定量环2用于收集一定体积的样品气体；载气供应模块用于为分析仪提供载气，所述载气优选为氦气或氮气，可以避免对检测结果产生影响；第一epc阀5和第二epc阀6分别精准控制载气提供量；色谱柱4为甲烷柱，甲烷柱用于将样品气体中的甲烷与其它气体分离；检测器3为氢离子火焰(fid)检测器。
43.多通阀1具体包括样品第一连接口110、样品第二连接口109、放空口103、定量环第一连接口101、定量环第二连接口108、第一epc阀连接口104、第二 epc阀连接口107、色谱柱第一连接口106、色谱柱第二连接口102和检测器连接口105，所述载气供应模块通过第一epc阀5与第一epc阀连接口104连接，所述载气供应模块通过第二epc阀6与所述第二epc阀连接口107连接，所述检测器3连接有燃气epc阀，其中燃气epc阀包括第三epc阀7和第四epc
阀8，所述第三epc阀7与氢气供应模块连接，所述第四epc阀8与助燃气体供应模块连接，将氢气和助燃气体分开供应，可以提高安全性。
44.所述多通阀1具有进样状态位和分析状态位，当所述多通阀1位于进样状态位时，所述样品第一连接口110、定量环第一连接口101、定量环2、定量环第二连接口108和样品第二连接口109依次连通，所述第二epc阀6、第二epc 阀连接口107、色谱柱第一连接口106、色谱柱4、色谱柱第二连接口102和放空口103依次连通，所述第一epc阀5、第一epc阀连接口104和检测器连接口 105连通；
45.当所述多通阀位于分析状态位时，所述第二epc阀6、第二epc阀连接口 107、定量环第二连接口108、定量环2、定量环第一连接口101、色谱柱第二连接口102、色谱柱4、色谱柱第一连接口106、检测器连接口105和检测器3依次连通。
46.本发明还涉及一种应用于上述实施例所述的温室气体甲烷在线检测分析仪的温室气体甲烷检测方法，包括：
47.s1、将多通阀1设置为进样状态位，样品气体依次通过样品第一连接口110、定量环第一连接口101、定量环2、定量环第二连接口108和样品第二连接口109，确保样品气体采集至定量环中；
48.具体可通过气体采集装置进行采集，气体采集装置将样品气体从样品第一连接口110输入多通阀1，样品气体经过定量环第一连接口101进入定量环2，再进入定量环第二连接口108，最后由样品第二连接口109排出，由于气体采集装置不断提供样品气体，当样品第二连接口109有样品气体排出时，即可保证定量环2中已采集有样品气体。
49.为了保证检测不会被干扰，还包括吹扫步骤：
50.载气供应模块输出的载气依次通过第一epc阀5、第一epc阀连接口104、检测器连接口105和检测器3进行吹扫，以保证该管路和检测器3中不会有残留的样品气体；
51.载气供应模块输出的载气依次通过第二epc阀6、第二epc阀连接口107、色谱柱第一连接口106、色谱柱4、色谱柱第二连接口102和放空口103进行吹扫，以此保证该管路和色谱柱4中不会有残留的样品气体。
52.为了保证检测结果的准确度，还包括对检测器3进行预燃烧的步骤：
53.通过燃气epc阀向检测器输入氢气和助燃气体并点燃，在检测器中形成氢离子火焰。
54.为了保证安全，燃气epc阀包括第三epc阀7和第四epc阀8，所述第三epc阀7与氢气供应模块连接，所述第四epc阀8与助燃气体供应模块连接，将氢气和助燃气体分开供应，有效提高了安全性。
55.向检测器3输入氢气和助燃气体并点燃，，在检测器3中形成氢离子火焰，完成检测前的准备工作。
56.s2、将多通阀1设置为分析状态位，通过载气将样品气体输送至色谱柱4 中进行分离，获得已分离的样品气体，所述已分离的样品气体包括甲烷；
57.载气供应模块输出的载气依次通过第二epc阀6、第二epc阀连接口107、定量环第二连接口108，将定量环2中的样品气体经定量环第一连接口101、色谱柱第二连接口102输送至色谱柱4，并在色谱柱4中进行分离，将样品气体分离为甲烷和其它的气体组分。
58.s3、通过载气将已分离的样品气体输送至检测器3中进行燃烧，得到燃烧数据；
59.载气供应模块继续输出载气，通过载气将已分离的样品气体经色谱柱第一连接口106、检测器连接口105输送到检测器3中进行燃烧，得到燃烧数据。
60.s4、检测器3通过燃烧数据进行定量分析，得到甲烷的浓度数据。
61.经过检测器定量分析，即可得到样品气体中的甲烷气体浓度。
62.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供了一种温室气体在线检测分析仪，该在线检测分析仪具有：检测浓度范围大，量程范围可达到0-5000ppm，且还可以方便拓展量程范围；采用化学色谱分离技术，测试系统更加稳定，不易受到干扰；测试下限低，在测试低浓度甲烷时也能保证测试结果的精确及稳定；受环境温湿度影响小，测量结果长期漂移小且稳定等优点，该在线检测分析仪可以实现自动在线监测，没有短期的耗材消耗，维护量小，方便运维。
63.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。