[发明专利]一种实验室内精确检测煤矿气样中微量一氧化碳、乙烯、乙炔气体组分的装置及方法

说明书

本发明属气相色谱检测技术领域，为解决目前煤矿气体难以检测低于国标规定的低浓度组分的问题，提供一种实验室内精确检测煤矿气样中微量一氧化碳、乙烯、乙炔气体组分的装置及方法。气相色谱仪进样口设2个十通阀，一个六通阀，三个分析柱，一个反吹柱，一个正吹柱，一个TCD检测器，一个镍转化炉，一个FID检测器，一个TCD热导检测器；十通阀I与六通阀之间通过分析柱I连接，六通阀外通过分析柱II连接TCD热导检测器；十通阀I外侧连接反吹柱I，十通阀I与十通阀II相连，十通阀II外侧通过分柱III、镍转化炉连接FID检测器；十通阀II还连接有正吹柱。分析周期短、检测精度高，分离效果好。

技术领域

本发明属于气相色谱检测技术领域，具体涉及一种实验室内精确检测煤矿气样中微量一氧化碳、乙烯、乙炔气体组分的装置及方法。

背景技术

煤矿安全一直是国家安全生产工作中的重中之重，煤矿在发生爆炸、火灾等事故时，通常都会由乙烯、乙炔以及一氧化碳等组分的存在，这几种组分的含量也可作为煤炭自燃的一个客观依据。

实验室内的气相色谱法一直是煤层气及煤矿气组分检测的重要分析方法，根据GB/T 13610-2020《天然气的组成分析气相色谱法》可以基本得到这两种气样的常规组分浓度，比如：甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳等，但本国标规定的最低检测浓度为0.01%，远高于《煤矿安全规程》中提到的一氧化碳的最高浓度0.0024%，所以寻求一种可以准确检测煤矿低浓度的一氧化碳等组分的方法势在必行。

实验室原有的气相色谱法可用于检测煤层气及煤矿气中的甲烷、乙烷、氧气、氮气、常量的一氧化碳和二氧化碳（浓度＞300ppm）以及微量的一氧化碳和二氧化碳（浓度＞30ppm）。但，检测如图1所示，对于甲烷和常量的一氧化碳、二氧化碳是一个通路进行检测，对于微量的一氧化碳和二氧化碳就需要更换进样口，使气样通过另一通路进行检测，无法在不更换进样口的情况下检测全部指标，这对结果的准确性会有一定的影响。另外，微量的一氧化碳、二氧化碳的检测主要用于判断煤矿井下的自燃现象，但无法检测乙炔和乙烯，故检测的指标也不够全面。

发明内容

本发明为了解决目前煤矿气体难以检测低于国标规定的低浓度组分的问题，提供了一种实验室内精确检测煤矿气样中微量一氧化碳、乙烯、乙炔气体组分的装置及方法。

本发明由如下技术方案实现的：一种实验室内精确检测煤矿气样中微量一氧化碳、乙烯、乙炔气体组分的装置，包括气相色谱仪，所述气相色谱仪进样口设有2个十通阀，一个六通阀，三个分析柱，一个反吹柱，一个正吹柱，一个TCD检测器，一个镍转化炉，一个FID检测器；

所述十通阀I与六通阀之间通过分析柱I连接，六通阀外通过分析柱II连接TCD 检测器；

所述十通阀I外侧连接反吹柱I，十通阀I与十通阀II相连，十通阀II外侧通过分柱III、镍转化炉连接FID检测器；

所述十通阀II还连接有正吹柱。

利用所述的装置精确检测煤矿气样中微量一氧化碳、乙烯、乙炔气体组分的方法，所述十通阀I切换，十通阀I的阀口7与阀口8相连，载气携带样品气进入阀口6后，立刻将十通阀I关闭，载气携带样品通过阀口4进入气路，通过阀口5，送入反吹柱I，反吹柱I将C3以上的重烃组分滞留，其余组分进入分析柱I中进行分离，然后通过六通阀的阀口1进入六通阀的气阻部分，最后经过六通阀的阀口2进入TCD检测器检测。

所述十通阀II切换，十通阀II的阀口7 与阀口8 相连，载气携带样品气经过阀口6后，立刻将十通阀II关闭，载气携带样品气通过阀口4进入气路，通过阀口5，进入正吹柱2，随后C3及以上的重烃组分被正吹柱滞留，其他组分进入分析柱III，随后进入镍转化炉，再进入FID检测检测。

所述十通阀II的阀口7与阀口6相连，通过分析柱III分离一氧化碳、乙烯、乙炔，各组分进入镍转化炉转化，最后在FID检测器检测。