一种非甲烷总烃含量检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非甲烷总烃检测装置及方法，本发明专利技术装置包括一个样气通道，一个载气通道，甲烷定量环，总烃定量环，甲烷色谱柱，总烃色谱柱，一个检测器和一个多通进样阀，通过多通进样阀进行状态切换，在负载状态下，样气对甲烷定量环和总烃定量环进行填充，实现定量采样，同时载气反吹甲烷色谱柱经总烃色谱柱后进入检测器，实现对非甲烷总烃的检测。在进样状态下，载气依次经甲烷定量环、甲烷色谱柱、总烃定量环、总烃色谱柱后进入检测器，依次实现对样气中总烃与甲烷含量的检测。采用本发明专利技术的技术方案，可以实现在一次进样条件下使用差减法或者直接对非甲烷总烃进行检测，解决了现有非甲烷总烃检测设备结构复杂、检测用时较长等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种非甲烷总烃含量检测装置及方法
本专利技术属于气体检测
，特别涉及一种非甲烷总烃含量检测装置及方法。
技术介绍
甲烷和非甲烷总烃是自然界与人类活动的重要产生物，普遍存在于大气中。其中，甲烷是一种温室气体，其温室效应比二氧化碳大25倍。甲烷浓度过高时，会使空气中氧含量明显降低，使人窒息，当空气中甲烷达25％-30％时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速等情况，若不及时远离，可窒息死亡。非甲烷总烃，是指除甲烷以外所有可挥发的碳氢化合物(主要是C2-C8)，其组分十分复杂，它主要来源于汽油燃烧、垃圾焚烧、溶剂蒸发和废物提炼等。当大气中非甲烷总烃超过一定的浓度时，除直接对人体健康有害外，在一定的条件下经日光照射还能产生光化学烟雾，对环境和人类造成危害。大气中甲烷与非甲烷总烃的浓度约为1.8ppmv和30ppbv，鉴于大气中甲烷与非甲烷总烃的种种危害，对环境空气、厂界等区域进行甲烷、非甲烷总烃的监控和管制非常有必要，其中，我国《大气污染物综合排放标准》的非甲烷总烃的厂界浓度标准为5mg/m3。我国环境保护部关于环境空气(HJ604-2017)与固定污染源中(HJ38-2017)非甲烷总烃的测定方法为气相色谱法，利用差减法测定非甲烷总烃含量。即分别在总烃柱和甲烷柱上测得样气中的总烃和甲烷含量，将总烃含量减去甲烷含量即得到非甲烷总烃的含量。但是差减法存在检测误差叠加的问题，即当样品中本底非甲烷烃类浓度远远小于甲烷浓度时，也即甲烷(CH4)浓度接近总烃(THC)浓度时，差减法会造成非甲烷总烃(NMHC)检测值误差叠加。在非常低浓度状态下，非甲烷总烃的数据误差相应的变大。如当CTHC＝1.4±0.07mg/m3(以5％误差计)，CCH4＝1.3±0.07mg/m3(以大气背景值为1.3mg/m3，5％误差计)时，由于CNMHC＝CTHC-CCH4，得出CNMHC＝0.1±0.14mg/m3(140％误差)，可以看出非甲烷总烃的实际浓度值完全处于巨大的检测误差范围内，造成检测值不准确。专利申请号为“CN201711122759”专利名称“非甲烷总烃检测装置及方法”的专利公开了一种解决方案，使用一个多通进样阀、一路载气通道、一路样气通道、两个定量环、两个色谱柱和一个FID检测器实现对样气中甲烷、总烃的检测。需要两次采样才能完成一轮测试，其差减法的过程是用样气1中总烃含量减掉样气2中的甲烷含量得到非甲烷总烃的含量，但是由于不能保证连续两次采样中样气组分含量的一致性，会影响差减法计算非甲烷总烃浓度的准确度。而且需要在甲烷色谱柱后串联一段延长管，避免从甲烷色谱柱反吹出来的非甲烷总烃影响到总烃的测试结果，增加了测试总时间。
技术实现思路
本专利技术提供一个多通进样阀、一路载气通道、一路样气通道、两个定量环、两个色谱柱和一个检测器，完成样气中总烃、甲烷、非甲烷总烃含量的检测。本专利技术的技术方案如下：一种非甲烷总烃含量检测装置，包括一个样气通道，一个载气通道，两个定量环，包括一个甲烷定量环和一个总烃定量环，依次设置在所述载气通道上的甲烷色谱柱、总烃色谱柱以及与所述载气通道相连的检测器，至少一个多通进样阀；所述多通进样阀可在负载状态与进样状态两个工作状态下进行切换，当所述多通进样阀在负载状态下，两个所述定量环连入所述样气通道用于定量采样，样气经样气入口对甲烷定量环和总烃定量环进行填充后进入一排气口，载气反吹所述甲烷色谱柱经所述总烃色谱柱后进入所述检测器，实现对非甲烷总烃的检测；当所述多通进样阀在进样状态下，两个所述定量环连接所述载气通道用于检测，载气依次经所述甲烷定量环、所述甲烷色谱柱、所述总烃定量环、所述总烃色谱柱后进入所述检测器，依次实现对样气中总烃与甲烷含量的检测。优选的，所述检测器为氢火焰离子化检测器；当所述多通进样阀为一个时，所述多通进样阀为十通阀、十二通阀或十四通阀。优选的，所述载气通道上还设置有一压力控制系统，所述压力控制系统控制进入色谱柱的所述载气的压力。优选的，所述样气通道上还设置有一采样泵，所述采样泵置于样气通道入口与所述多通进样阀之间以正压方式进行采样，或置于多通进样阀与所述排气口之间以负压抽取方式进行采样。优选的，所述样气通道上还设置有一电磁三通阀，所述电磁三通阀置于所述采样泵与所述多通进样阀之间。用于实现采样与平衡功能的切换。在采样步骤下，连通采样泵与多通进样阀；采样结束后，切换该电磁三通阀使样气通道与大气相连，完成样气与大气压力平衡的作用。优选的，还包括加热模块。所述加热模块用于给所述非甲烷总烃含量检测装置需要控温的部件加热。优选的，还包括气阻，所述气阻置于载气通道上，用于调节进入所述检测器中气体的流量。优选的，还包括延长管，所述延长管置于载气通道上，在负载状态时置于甲烷色谱柱之后并位于多通进样阀之前，在进样阶段用于分离所述检测器检测出的总烃色谱峰与后面的甲烷色谱峰。本专利技术还提供一种利用如上所述的非甲烷总烃含量检测装置进行直接检测非甲烷总烃含量的方法，包括以下步骤：(1)采样：切换所述多通进样阀使其进入负载状态，将样气从样气入口引入到所述甲烷定量环和所述总烃定量环中并从所述排气口排空，两个所述定量环实现对样气的采样量进行定量；(2)总烃与甲烷检测：切换所述多通进样阀使其进入进样状态，载气依次经所述甲烷定量环、所述甲烷色谱柱、所述总烃定量环、所述总烃色谱柱后进入所述检测器，依次实现对样气中总烃与甲烷含量的检测，其中，所述甲烷定量环中的样气通过所述甲烷色谱柱将甲烷和非甲烷总烃进行分离，确保只有甲烷组分进入检测器中，检测器依次出总烃、甲烷色谱峰；(3)反吹甲烷柱：切换所述多通进样阀使其进入负载状态，载气反吹所述甲烷色谱柱，将残留在所述甲烷色谱柱中的非甲烷总烃吹入所述检测器中，检测器出非甲烷总烃色谱峰。本方法可以根据步骤(2)中检测得到的总烃含量减去甲烷含量得到非甲烷总烃含量。可选的，也可根据步骤(3)中检测的非甲烷总烃色谱峰对其含量进行定量计算。优选的，所述步骤(1)和所述步骤(2)之间还包括一平衡步骤，通过设置一三通阀使所述样气通道与大气相连，使得所述甲烷定量环、所述总烃定量环中的待测所述样气与大气压力平衡。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：(1)精简分析仪的配置与结构：采用一个多通进样阀、一路载气通道、一路样气通道、两个定量环、两个色谱柱和一个检测器，一次进样完成样气中总烃、甲烷、非甲烷总烃含量的检测，避免直接差减法造成的检测值误差叠加问题，同时降低设备成本。(2)方便控制：由于结构精简而只有一路载气通道，使得只需要一个压力控制系统即可实现载气通道的压力稳定情况，增加了仪器的可靠性。(3)减少测试总时间：多通进样阀在负载状态下同时完成采样、对甲烷色谱柱的反吹、测非甲烷总烃过程；多通进样阀在进样状态下完成对总烃、甲烷的测试过程；甲烷与总烃可实现色谱峰分离，可不需延长管。而且采用反吹方式在恒温条件下将非甲烷总烃从甲烷色谱柱中吹出，不需要额外高温即可实现检测。(4)提高非甲烷总烃含量的准确度：本专利技术专利非甲烷总烃的测定支持环保部要求的差减法和直接测定两种方法。其中本专利技术采用一次采样进行检测，可满足差减法的基本要求(CNMHC＝CTHC-CCH4)；直接对非甲烷总烃进行测定的方法可避免差减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非甲烷总烃含量检测装置，其特征在于，包括一个样气通道，一个载气通道，两个定量环，包括一个甲烷定量环和一个总烃定量环，依次设置在所述载气通道上的甲烷色谱柱、总烃色谱柱以及与所述载气通道相连的检测器，至少一个多通进样阀；所述多通进样阀可在负载状态与进样状态两个工作状态下进行切换，当所述多通进样阀在负载状态下，两个所述定量环连入所述样气通道用于定量采样，样气经样气入口对甲烷定量环和总烃定量环进行填充后进入一排气口，载气反吹所述甲烷色谱柱经所述总烃色谱柱后进入所述检测器，实现对非甲烷总烃的检测；当所述多通进样阀在进样状态下，两个所述定量环连接所述载气通道用于检测，载气依次经所述甲烷定量环、所述甲烷色谱柱、所述总烃定量环、所述总烃色谱柱后进入所述检测器，依次实现对样气中总烃与甲烷含量的检测。

【技术特征摘要】
1.一种非甲烷总烃含量检测装置，其特征在于，包括一个样气通道，一个载气通道，两个定量环，包括一个甲烷定量环和一个总烃定量环，依次设置在所述载气通道上的甲烷色谱柱、总烃色谱柱以及与所述载气通道相连的检测器，至少一个多通进样阀；所述多通进样阀可在负载状态与进样状态两个工作状态下进行切换，当所述多通进样阀在负载状态下，两个所述定量环连入所述样气通道用于定量采样，样气经样气入口对甲烷定量环和总烃定量环进行填充后进入一排气口，载气反吹所述甲烷色谱柱经所述总烃色谱柱后进入所述检测器，实现对非甲烷总烃的检测；当所述多通进样阀在进样状态下，两个所述定量环连接所述载气通道用于检测，载气依次经所述甲烷定量环、所述甲烷色谱柱、所述总烃定量环、所述总烃色谱柱后进入所述检测器，依次实现对样气中总烃与甲烷含量的检测。2.根据权利要求1所述的非甲烷总烃含量检测装置，其特征在于，所述检测器为氢火焰离子化检测器；当所述多通进样阀为一个时，所述多通进样阀为十通阀、十二通阀或十四通阀。3.根据权利要求1所述的非甲烷总烃含量检测装置，其特征在于，所述载气通道上还设置有一压力控制系统，所述压力控制系统控制进入色谱柱的所述载气的压力。4.根据权利要求1所述的非甲烷总烃含量检测装置，其特征在于，所述样气通道上还设置有一采样泵，所述采样泵置于样气通道入口与所述多通进样阀之间以正压方式进行采样，或置于多通进样阀与所述排气口之间以负压抽取方式进行采样。5.根据权利要求4所述的非甲烷总烃含量检测装置，其特征在于，所述样气通道上还设置有一电磁三通阀，所述电磁三通阀置于所述采样泵与所述多通进样阀之间。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：于丙文，黄新宇，郑磊落，陈挺，
申请(专利权)人：浙江全世科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33