[发明专利]一种检测煤层气中硫化物含量的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气相关技术领域，特别涉及一种检测煤层气中硫化物含量的方法和装置。

背景技术

煤层气作为一种新兴的清洁能源，它不同于常规天然气，是赋存于煤层及其围岩之中的一种非常规天然气，即煤矿瓦斯气。煤层气主要由甲烷及其同系物组成，一般都含有一定量的非烃类气体，包括部分有毒气体组分。

煤层气中甲烷含量一般高于97%，重烃含量极少，有毒气体组分主要包括硫化物、二氧化碳（CO₂）和一氧化碳（CO）。其中，硫化物可以包括硫化氢（H₂S）、羰基硫（COS）和甲硫醇（CH₄S）等。在常温常压下，H2S是一种具有可燃性、毒性、恶臭和腐蚀性的无色有害气体，具有类似于氰化氢的毒性，不仅可对钢材等造成严重的腐蚀，致使设备损坏而产生事故，而且还威胁人的健康和安全。煤层气中有毒气体的组成及其含量的检测，成为煤层气技术领域中一个新的、亟待系统和深入研究的问题，并且，煤层气中有毒气体的含量也是评价煤层气经济价值的一项重要指标。特别的，煤层气中硫化物含量的检测尤为重要。

目前，检测煤层气中硫化物含量的方法主要有碘量法、亚甲基兰法等，碘量法和亚甲基兰法都是化学滴定检测方法，实验人员需要在恶劣的工作环境下完成滴定检测操作，检测流程繁琐，计算复杂，测定结果的准确性低；而且，一次仅能针对一种硫化物进行检测，检测效率低。

发明内容

本发明提供的一种检测煤层气中硫化物含量的方法和装置，以解决现有煤层气硫化物含量的检测中检测效率和检测准确性低的问题。

本发明提供了一种检测煤层气中硫化物含量的方法，所述方法包括：

从煤层气样品中分离硫化物；

对所述硫化物进行燃烧处理；

将燃烧处理得到的燃烧产物与臭氧进行反应，根据所述反应产生的化学发光得到煤层气各硫化物的含量。

在上述方案中，所述从煤层气样品中分离硫化物，为：采用色谱柱对煤层气中的硫化物进行分离。

在上述方案中，所述对所述硫化物进行燃烧处理，包括：由控制器控制燃烧室中的燃烧环境达到燃烧反应的反应条件，硫化物进入燃烧室中进行燃烧反应，得到燃烧产物。

在上述方案中，所述将燃烧处理得到的燃烧产物与臭氧进行反应，根据所述反应产生的化学发光得到煤层气各硫化物的含量，包括：氧化剂气体源产生氧化剂气体，臭氧发生器对所述氧化剂气体进行高压电晕产生臭氧；反应池将燃烧室的燃烧产物和臭氧发生器产生的臭氧抽吸进来，将所述燃烧产物与臭氧进行反应，反应产生的化学发光被光电倍增管检测放大后通过数据线传输给数据分析模块；数据分析模块根据所述化学发光进行硫化物的定性定量分析。

本发明还提供了一种用于检测煤层气中硫化物含量的装置，所述装置包括：

分离单元，用于从煤层气样品中分离出硫化物，并将分离出来的所述硫化物输送到燃烧控制单元；

燃烧控制单元，用于对所述硫化物进行燃烧处理，并将燃烧处理得到的燃烧产物输送给发光检测单元；

发光检测单元，用于将所述燃烧产物与臭氧进行反应，根据所述反应产生的化学发光得到煤层气各硫化物的含量。

在上述方案中，所述分离单元为色谱柱，所述色谱柱的一端设置有进样口，另一端与所述燃烧控制单元连接。

在上述方案中，所述燃烧控制单元包括：控制器、燃烧室和传输线，所述控制器与燃烧室通过传输线连接；所述控制器，用于控制所述燃烧室中的燃烧环境达到燃烧反应所需要的燃烧条件；所述燃烧室的控制端连接所述控制器，输入端连接所述分离单元，输出端通过传输线连接所述发光检测单元。

在上述方案中，所述燃烧室为双等离子燃烧室，所述控制器为双等离子控制器。

在上述方案中，所述发光检测单元包括：反应池、臭氧发生器、氧化剂气体源、光电倍增管和数据分析模块；其中，

氧化剂气体源，用于产生氧化剂气体并输送给臭氧发生器，

臭氧发生器，用于对所述氧化剂气体进行高压电晕产生臭氧；

反应池，用于将所述燃烧控制单元的燃烧产物和所述臭氧发生器产生的臭氧抽吸进来，将所述燃烧产物与臭氧进行反应；

光电倍增管，用于对所述反应池反应产生的化学发光检测放大后通过数据线传输给数据分析模块；

数据分析模块，用于根据所述光电倍增管检测放大后的化学发光进行硫化物的定性定量分析。

在上述方案中，，所述反应池为低压反应池。