一种在线式过程气体采样分析装置制造方法及图纸

技术编号:14291962 阅读:92 留言:0更新日期:2016-12-25 22:28
本实用新型专利技术公开了一种在线式过程气体采样分析装置,用于分析各种过程气体的成分和浓度,特别是在线测量和分析高压环境中气体成分和浓度,其中该装置包括高压气源、采样模块、安全阀、分流模块、第一阀门、限流器、第二阀门、分析模块、止回阀、吸收器、减压阀、标准气源和加热器。采用该装置对高压气体进行自动在线分析,显著提高了采样气体量,消除了气体采样时的分子歧视效应,有效抵消限流装置的气体选择性,能够动态、实时、准确地反映高压气体的气体成分及浓度,并自带校准功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气体分析装置,尤其适用于高压气体的在线分析。
技术介绍
在工业生产领域中,常常需要分析各种过程气体的成分和浓度。比如在尿素合成中,需要使合成塔内的氨气和二氧化碳的比例保持在一定范围内,为此需要分析氨气和二氧化碳的浓度。这种反应过程通常是在高压环境下进行,如150个大气压以上,这就需要一种能测量高压环境中气体成分和浓度的装置。再如,气体激光器在工业上具有广泛的应用,其工质往往是纯气或混合气体。工质的工作压力范围较宽,如2~6个大气压。气体激光器的性能与工质气体的成分与浓度,以及工质中的污染性气体含量密切相关。为了深入研究气体工质的成分及浓度、非金属材料引入的气体杂质以及气体在放电过程中的反应产物等因素对激光器性能的影响,需要实时分析气体激光器放电腔内的气体成分及浓度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种在线式过程气体采样分析装置,用于分析各种过程气体的成分和浓度,特别是在线测量和分析高压环境中气体成分和浓度的装置。根据本技术实施例的一个方面,提供了一种在线式过程气体采样分析装置,所述在线式过程气体采样分析装置包括高压气源、采样模块、安全阀、分流模块、第一阀门、限流器、第二阀门、分析模块、止回阀、吸收器、第一减压阀、标准气源和加热器,其中,所述高压气源与所述采样模块相连接,所述采样模块另一端连接所述分流模块,所述分流模块的另一端通过所述第二阀门或者通过所述第一阀门和所述限流器与所述分析模块相连接,所述标准气源通过所述第一减压阀连接在所述采样模块的第二减压阀与过滤器之间的气体管道上,所述安全阀也连接在上述气体管道上。优选地,所述采样模块依次包括第二减压阀、过滤器、调节阀和截止阀,所述第二减压阀将高压气体减压到常压,所述过滤器用于过滤气体中的颗粒杂质,所述调节阀用于调节气体流量,所述截止阀可起到较好的通断气流作用。优选地,所述分流模块包括分流室、第一真空计、第一电磁阀、第一机械泵,所述第一真空计与所述分流室连接,用于监控所述分流室的真空度,其是全量程真空计或不同量程真空计的组合,所述第一机械泵通过所述第一电磁阀与所述分流室连接,所述第一机械泵用于对所述分流室抽真空,采样模块的绝大部分采样气流被第一机械泵抽走,较少部分采样气流通过所述第一阀门、所述限流器流向分析室, 所述第一机械泵与所述调节阀配合,获得较大的采样气体流量,并在所述分流室获得合适的真空度,当所述第一机械泵对所述分流室抽真空时,所述第一机械泵与所述第一电磁阀设置为联锁控制,使两者保持“同开同关”的状态。优选地,所述分析模块包括分析室、第二真空计、气体分析器、插板阀、分子泵、第二电磁阀、第二机械泵,所述第二真空计连接在所述分析室上,用于监控所述分析室的真空度,以决定所述气体分析器能否安全开启,所述第二真空计是全量程真空计或不同量程真空计的组合,所述气体分析器用于对引入所述分析室内的采样气体进行分析测试,其是四极质谱计或者其它类型的气体分析仪器,所述分子泵作为主抽泵,通过所述插板阀与所述分析室连接,所述第二机械泵作为前级泵,通过所述第二电磁阀与所述分子泵的另一端连接,所述第二机械泵与所述第二电磁阀设置为联锁控制,使两者保持“同开同关”的状态,所述分子泵和所述第二机械泵构成所述分析室的抽气泵组。优选地,在所述分子泵与所述分析室之间,设置包括第三阀门和限流孔在内的真空抽气支路。优选地,其中所述安全阀连接在所述第二减压阀与所述过滤器之间的气体管道上,当所述第二减压阀误操作而产生较高压力时,所述安全阀自动开启以泄气减压,避免损害所述过滤器或所述调节阀等器件,所述分析模块通过所述第二阀门与所述分流模块连接,也通过所述第一阀门、所述限流器与所述分流模块连接,所述限流器是小孔、毛细管或者微调阀,所述第二阀门是插板阀、挡板阀或蝶阀,所述第 一机械泵和所述第二机械泵的排气管道上设置所述止回阀,所述吸收器设置在排气管道末端,所述分流室和所述分析室上设置所述加热器。优选地,所述标准气源通过所述第一减压阀连接在所述第二减压阀与所述过滤器之间的气体管道上,所述标准气源为具有确定浓度的多种气体混合物,其中Kr:Ar:Ne:He=20:10:2:1,所述第一减压阀将所述标准气源的高压气体减压到1.0~1.5个大气压,所述标准气源通过所述第一减压阀连接在所述第二减压阀与所述过滤器之间的气体管道上。优选地,所述第二阀门的出气端也可以连接到所述分析模块的所述插板阀与所述分子泵之间的管道上。优选地,所述分流模块不再单独配置机械泵,所述阀门的进气端与所述分流室连接,所述阀门的出气端与所述分子泵和所述第二电磁阀之间的气体管道连接,所述阀门为手动的角阀、插板阀或蝶阀。本技术所述的在线式过程气体采样分析装置可对高压气体进行自动在线分析,显著提高了采样气体量,消除了气体采样时的分子歧视效应,有效抵消限流装置的气体选择性,能够动态、实时、准确地反映高压气体的气体成分及浓度,并自带校准功能。该在线式过程气体采样分析装置解决了现有技术中的如下技术问题:(1)高压气体的气体分析;(2)在线式气体分析,动态、实时地反映高压气体的气体成分及浓度;(3)消除气体采样时的分子歧视效应,准确反映气体样本中的气体成分及浓度;(4)有效抵消限流装置的气体选择性,提高气体分析准确性;(5)装置自带校准功能。附图说明图1为按照本技术优选实施方式的在线式过程气体采样分析装置结构示意图。图2为按照本技术另一优选实施方式的在线式过程气体采样分析装置结构示意图。图3为按照本技术另一优选实施方式的在线式过程气体采样分析装置结构示意图。图4为按照本技术另一优选实施方式的在线式过程气体采样分析装置结构示意图。具体实施方式如图1所示,本申请涉及的在线式过程气体采样分析装置主要包括高压气源1、采样模块2、安全阀3、分流模块4、第一阀门5、限流器6、第二阀门7、分析模块8、止回阀9、吸收器10、第一减压阀11、标准气源12和加热器。其中,高压气源1为气体成分待测的高压气体容器,例如准分子激光器放电腔,再如尿素工业中的合成塔,也可以是其它高压气体容器。在实施例1中,如图1所示,采样模块2依次包括第二减压阀201、过滤器202、调节阀203和截止阀204。第二减压阀201将高压气体减压到常压,如1.0~1.5个大气压。这可以避免气体高压损伤过滤器202而产生颗粒杂质,还可以避免气体高压损伤调节阀203或影响其 调节性能。过滤器202用于过滤气体中的颗粒杂质。这些颗粒杂质可能来自于高压气体,如激光器放电产生的金属碎屑,也可能来自于过滤器202自身的损伤产物。如果没有过滤器202,气体中的颗粒杂质有可能会堵塞调节阀203,或者附着在气体分析器803上,从而影响分析结果的准确性。调节阀203用于调节气体流量。截止阀204可起到较好的通断气流作用。采样模块2用于对待测高压气体进行采样,调节采样气流量,并保持采样气体的清洁。安全阀3连接在第二减压阀201与过滤器202之间的气体管道上。当第二减压阀201误操作而产生较高压力时,安全阀3自动开启以泄气减压,避免损害过滤器202或调节阀203等器件。分流模块4包括分流室401、第一真空计402、第一电磁阀403、第一机械泵404。第一真空计402与分本文档来自技高网...
一种在线式过程气体采样分析装置

【技术保护点】
一种在线式过程气体采样分析装置,用于分析各种过程气体的成分和浓度,其特征在于,所述在线式过程气体采样分析装置包括高压气源(1)、采样模块(2)、安全阀(3)、分流模块(4)、第一阀门(5)、限流器(6)、第二阀门(7)、分析模块(8)、止回阀(9)、吸收器(10)、第一减压阀(11)、标准气源(12)和加热器,其中,所述高压气源(1)与所述采样模块(2)相连接,所述采样模块(2)另一端连接所述分流模块(4),所述分流模块(4)的另一端通过所述第二阀门(7)或者通过所述第一阀门(5)和所述限流器(6)与所述分析模块(8)相连接,所述标准气源(12)通过所述第一减压阀(11)连接在所述采样模块(2)的第二减压阀(201)与过滤器(202)之间的气体管道上,所述安全阀(3)也连接在上述气体管道上。

【技术特征摘要】
1.一种在线式过程气体采样分析装置,用于分析各种过程气体的成分和浓度,其特征在于,所述在线式过程气体采样分析装置包括高压气源(1)、采样模块(2)、安全阀(3)、分流模块(4)、第一阀门(5)、限流器(6)、第二阀门(7)、分析模块(8)、止回阀(9)、吸收器(10)、第一减压阀(11)、标准气源(12)和加热器,其中,所述高压气源(1)与所述采样模块(2)相连接,所述采样模块(2)另一端连接所述分流模块(4),所述分流模块(4)的另一端通过所述第二阀门(7)或者通过所述第一阀门(5)和所述限流器(6)与所述分析模块(8)相连接,所述标准气源(12)通过所述第一减压阀(11)连接在所述采样模块(2)的第二减压阀(201)与过滤器(202)之间的气体管道上,所述安全阀(3)也连接在上述气体管道上。2.如权利要求1所述的在线式过程气体采样分析装置,其特征在于,其中所述采样模块(2)依次包括第二减压阀(201)、过滤器(202)、调节阀(203)和截止阀(204),所述第二减压阀(201)将高压气体减压到常压,所述过滤器(202)用于过滤气体中的颗粒杂质,所述调节阀(203)用于调节气体流量,所述截止阀(204)起到通断气流作用。3.如权利要求1所述的在线式过程气体采样分析装置,其特征在于,其中所述分流模块(4)包括分流室(401)、第一真空计(402)、第一电磁阀(403)、第一机械泵(404),所述第一真空计(402)与所述 分流室(401)连接,用于监控所述分流室(401)的真空度,所述第一机械泵(404)通过所述第一电磁阀(403)与所述分流室(401)连接,所述第一机械泵(404)用于对所述分流室(401)抽真空,当所述第一机械泵(404)对所述分流室(401)抽真空时,所述第一机械泵(404)与所述第一电磁阀(403)设置为联锁控制,使两者保持“同开同关”的状态。4.如权利要求3所述的在线式过程气体采样分析装置,其特征在于,其中所述分析模块(8)包括分析室(801)、第二真空计(802)、气体分析器(803)、插板阀(804)、分子泵(805)、第二电磁阀(806)、第二机械泵(807),所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王魁波刘斌丁金滨吴晓斌陈进新齐威沙鹏飞周翊王宇赵江山
申请(专利权)人:中国科学院光电研究院
类型:新型
国别省市:北京;11

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