CN209979564U - 一种气相色谱分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于挥发性有机物检测技术领域，尤其涉及一种气相色谱分析仪，包括色谱柱、八通阀、检测器、样气输入端、载气输入端、燃气输入端和助燃气输入端，所述载气输入端依次连接八通阀、色谱柱和检测器，所述八通阀通过第二定量环与样气输入端连接，所述八通阀上设有正向吹气通道和反向吹气通道，当所述八通阀处于第一状态时，所述载气输入端通过反向吹气通道与色谱柱连接，当所述八通阀处于第二状态时，所述载气输入端通过正向吹气通道、第二定量环与色谱柱连接，所述燃气输入端和助燃气输入端分别与检测器连接。有益效果：本实用新型的气相色谱分析仪是通过反吹色谱柱直接得到非甲烷总烃，降低系统误差，保证非甲烷总烃检测的准确性。

Description

一种气相色谱分析仪

技术领域

本实用新型属于挥发性有机物检测技术领域，尤其涉及一种气相色谱分析仪。

背景技术

气相色谱分析仪是基于不同物质在固定相和流动相所构成的体系，即色谱柱中具有不同的分配系数而将被测样气各组成分离开来，然后用检测器将各组成气体的色谱峰转变成电信号，经电子放大器转换成电压或电流输出。如图1所示，现有用于挥发性有机物检测的气相色谱分析仪包括甲烷色谱柱100、总烃色谱柱200、预处理色谱柱300、十通阀V1、六通阀V2和FID检测器400，十通阀V1和六通阀V2分别通过第一定量环500与样气输入端11连接，十通阀 V1和六通阀V2分别设有反吹通道一，反吹通道一与载气输入端连接，十通阀V1和六通阀V2的反吹通道一分别通过甲烷色谱柱 100和总烃色谱柱200与FID检测器400连接；十通阀V1上设有反吹通道二，预处理色谱柱300与十通阀V1的反吹通道二连接，反吹通道二与载气输入端12连接。该气相色谱分析仪检测非甲烷总烃是通过两个分析流路，其中一路总烃经六通阀V2进入到FID检测器400中检测得到，另外一路，样气经过十通阀V1进样，然后甲烷在甲烷色谱柱100中分离后进入FID检测器400中检测得到，然后通过计算两路总烃和甲烷的差值就得到非甲烷总烃的值，形成如图2所示的气相色谱非甲烷总烃谱图。如专利号为201811454020.0公开了一种挥发性有机物(VOCs)在线监测系统，其挥发性有机物的检测原理也是利用了上述原理。

现有的气相色谱分析仪具有以下缺陷：1)、组成部件较多，结构复杂，分离流程复杂，分析仪成本较高；2)、现有的气相色谱分析仪是通过得到总烃和甲烷的含量去计算非甲烷总烃的含量，系统误差较大，无法保证非甲烷总烃检测的准确性。

实用新型内容

为解决现有技术存在的气相色谱分析仪结构复杂、分离流程复杂和无法直接得到非甲烷总烃含量的问题，本实用新型提供一种气相色谱分析仪。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下，一种气相色谱分析仪，包括色谱柱、八通阀、检测器、样气输入端、载气输入端、燃气输入端和助燃气输入端，所述载气输入端依次连接八通阀、色谱柱和检测器，所述八通阀通过第二定量环与样气输入端连接，所述八通阀上设有正向吹气通道和反向吹气通道，当所述八通阀处于第一状态时，所述载气输入端通过反向吹气通道与色谱柱连接，当所述八通阀处于第二状态时，所述载气输入端通过正向吹气通道、第二定量环与色谱柱连接，所述燃气输入端和助燃气输入端分别与检测器连接。

作为优选，所述八通阀具有八个通道口；

当所述八通阀处于第一状态时，所述气相色谱分析仪处于取样和反向进样工作状态，在取样和反向进样工作状态下：载气经过载气输入端进入第八通道口，再依次通过第七通道口、色谱柱、第五通道口和第六通道口，最后至检测器；样气经过样气输入端进入第二通道口，再依次通过第一通道口、第二定量环、第四通道口和第三通道口，最后至样气放空端口；

当所述八通阀处于第二状态时，所述气相色谱分析仪处于正向进样工作状态，在正向进样工作状态下：载气经过载气输入端进入第八通道口，再依次通过第一通道口、第二定量环、第四通道口、第五通道口、色谱柱、第七通道口和第六通道口，最后至检测器；样气经过样气输入端进入第二通道口，再通过第三通道口至样气放空端口。利用八通阀的正向吹气通道和反向吹气通道，以及样气中的甲烷在色谱柱中流动快，甲烷先流出色谱柱，非甲烷总烃被封闭在色谱柱中，实现载气正向通过色谱柱承载色谱柱中的甲烷进入检测器，载气反向通过色谱柱承载色谱柱中的非甲烷总烃进入检测器，通过反吹色谱柱直接得到非甲烷总烃，这样会大大降低系统误差，保证非甲烷总烃检测的准确性。

作为优选，所述检测器为氢火焰离子化检测器。

进一步地，所述燃气输入端输入氢气，所述助燃气输入端输入空气，所述载气输入端输入氮气。

进一步地，所述色谱柱选用Porapak R填充柱。

有益效果：本实用新型的气相色谱分析仪，精简了整个气相色谱分离流程，减小包含六通阀、总烃色谱柱等部件，该分析仪成本进一步降低；现有的气相色谱分析仪是通过得到总烃和甲烷的含量去计算非甲烷总烃的含量，而本实用新型的气相色谱分析仪是通过反吹色谱柱直接得到非甲烷总烃，这样会大大降低系统误差，保证非甲烷总烃检测的准确性。

附图说明

图1是背景技术的气相色谱分析仪的原理示意图；

图2是背景技术的气相色谱非甲烷总烃谱图；

图3是本实用新型的气相色谱分析仪的取样和反向进样工作状态示意图；

图4是本实用新型的气相色谱分析仪的正向进样工作状态示意图；

图5是本实用新型的气相色谱非甲烷总烃谱图；

图中：背景技术：100、甲烷色谱柱，200、总烃色谱柱，300、预处理色谱柱，V1、十通阀，V2、六通阀，400、FID检测器， 500、第一定量环；本实用新型：1、第一通道口，2、第二通道口， 3、第三通道口，4、第四通道口，5、第五通道口，6、第六通道口， 7、第七通道口，8、第八通道口，9、色谱柱，V3、八通阀、10、检测器、11、样气输入端，12、载气输入端，13、燃气输入端，14、助燃气输入端，15、样气放空端口，16、第二定量环。

具体实施方式

实施例

如图3和图4所示，一种气相色谱分析仪，包括色谱柱9、八通阀V3、检测器10、样气输入端11、载气输入端12、燃气输入端 13和助燃气输入端14，所述色谱柱9选用北京明尼克分析仪器设备中心生产的Porapak R填充柱，柱长0.8m，内径1/8英寸的不锈钢管，所述载气输入端12依次连接八通阀V3、色谱柱9和检测器10，所述八通阀V3通过第二定量环16与样气输入端11连接，所述八通阀V3上设有正向吹气通道和反向吹气通道，当所述八通阀 V3处于第一状态时，所述载气输入端12通过反向吹气通道与色谱柱9连接，当所述八通阀V3处于第二状态时，所述载气输入端 12通过正向吹气通道、第二定量环16与色谱柱9连接，所述燃气输入端13和助燃气输入端14分别与检测器10连接；所述检测器 10选用氢火焰离子化检测器，所述燃气输入端13输入氢气，所述助燃气输入端14输入空气，所述载气输入端12输入氮气，所述样气输入端11输入的样气为挥发性有机物。

本实施例所述八通阀V3具有八个通道口；当所述八通阀V3处于第一状态时，所述气相色谱分析仪处于取样和反向进样工作状态，在取样和反向进样工作状态下：载气经过载气输入端12进入第八通道口8，再依次通过第七通道口7、色谱柱9、第五通道口5和第六通道口6，最后至检测器10；样气经过样气输入端11进入第二通道口2，再依次通过第一通道口1、第二定量环16、第四通道口4和第三通道口3，最后至样气放空端口15；当所述八通阀V3处于第二状态时，所述气相色谱分析仪处于正向进样工作状态，在正向进样工作状态下：载气经过载气输入端12进入第八通道口8，再依次通过第一通道口1、第二定量环16、第四通道口4、第五通道口5、色谱柱9、第七通道口7和第六通道口6，最后至检测器10；样气经过样气输入端11进入第二通道口2，再通过第三通道口3至样气放空端口15；由于样气中的甲烷在色谱柱9中流动快，甲烷先流出色谱柱9，载气正向吹扫色谱柱9承载甲烷进入检测器10，非甲烷总烃被封闭在色谱柱9中，载气反向吹扫色谱柱9承载非甲烷总烃进入检测器10；本实施例的气相色谱分析仪检测样气后，形成如图5所示的气相色谱非甲烷总烃谱图。

工作原理如下：

如图3所示，第一步为气相色谱分析仪取样和反吹扫工作状态，此时八通阀V3未转动，内部连接关系为初始状态，八通阀V3处于第一状态时：

载气经过载气输入端12进入第八通道口8，再依次通过第七通道口7、色谱柱9、第五通道口5和第六通道口6，最后至检测器 10，其中载气为高纯氮气，高纯氮气作为清扫气源，对色谱柱9进行反吹清扫工作，将上次分析时残留的气体组分完全吹扫干净，保证下次分析数据的稳定性和准确性；

同时，样气经过样气输入端11进入第二通道口2，再依次通过第一通道口1、第二定量环16、第四通道口4和第三通道口3，最后至样气放空端口15；其中样气实时流经第二定量环16，从而使第二定量环16里注射满样气，作分析前的准备；

如图4所示，第二步为气相色谱分析仪正向进样工作状态，此时驱动气源驱动八通阀V3转动，改变内部连接关系，使八通阀 V3处于第二状态时：

样气经过样气输入端11进入第二通道口2，再通过第三通道口 3至样气放空端口15；

同时，载气经过载气输入端12进入第八通道口8，再依次通过第一通道口1、第二定量环16、第四通道口4、第五通道口5、色谱柱9、第七通道口7和第六通道口6，最后至检测器10；其由于样气中的甲烷在色谱柱9中流动快，甲烷先流出色谱柱9，载气正向吹扫色谱柱9承载甲烷进入检测器10，非甲烷总烃被封闭在色谱柱 9中，同时氢气经过氢气输入端进入检测器10，空气经过空气输入端进入检测器10，氢气和空气在检测器10内燃烧生成的火焰为能源，当纯净的甲烷进入以氢气和空气燃烧的火焰，在高温下产生化学电离，检测器10对其进行分析；

如图3所示，第三步为气相色谱分析仪取样和反向进样工作状态，此时驱动气源驱动八通阀V3转动，改变内部连接关系，使八通阀V3恢复第一状态时：

载气经过载气输入端12进入第八通道口8，再依次通过第七通道口7、色谱柱9、第五通道口5和第六通道口6，最后至检测器 10，其中载气反向吹扫色谱柱9承载被封闭在色谱柱9中的非甲烷总烃进入检测器10，同时氢气经过氢气输入端进入检测器10，空气经过空气输入端进入检测器10，氢气和空气在检测器10内燃烧生成的火焰为能源，当非甲烷总烃进入以氢气和空气燃烧的火焰，在高温下产生化学电离，检测器10对其进行分析；可延长对色谱柱 9进行反向吹扫时间，将上次分析时残留的气体组分完全吹扫干净，保证下次分析数据的稳定性和准确性；

同时，样气经过样气输入端11进入第二通道口2，再依次通过第一通道口1、第二定量环16、第四通道口4和第三通道口3，最后至样气放空端口15；其中样气实时流经第二定量环16，从而使第二定量环16里注射满样气，作下一次分析前的准备。

Claims (5)

1.一种气相色谱分析仪，其特征在于：包括色谱柱(9)、八通阀(V3)、检测器(10)、样气输入端(11)、载气输入端(12)、燃气输入端(13)和助燃气输入端(14)，所述载气输入端(12)依次连接八通阀(V3)、色谱柱(9)和检测器(10)，所述八通阀(V3)通过第二定量环(16)与样气输入端(11)连接，所述八通阀(V3)上设有正向吹气通道和反向吹气通道，当所述八通阀(V3)处于第一状态时，所述载气输入端(12)通过反向吹气通道与色谱柱(9)连接，当所述八通阀(V3)处于第二状态时，所述载气输入端(12)通过正向吹气通道、第二定量环(16)与色谱柱(9)连接，所述燃气输入端(13)和助燃气输入端(14)分别与检测器(10)连接。

2.根据权利要求1所述的气相色谱分析仪，其特征在于：所述八通阀(V3)具有八个通道口；

当所述八通阀(V3)处于第一状态时，所述气相色谱分析仪处于取样和反向进样工作状态，在取样和反向进样工作状态下：载气经过载气输入端(12)进入第八通道口(8)，再依次通过第七通道口(7)、色谱柱(9)、第五通道口(5)和第六通道口(6)，最后至检测器(10)；样气经过样气输入端(11)进入第二通道口(2)，再依次通过第一通道口(1)、第二定量环(16)、第四通道口(4)和第三通道口(3)，最后至样气放空端口(15)；

当所述八通阀(V3)处于第二状态时，所述气相色谱分析仪处于正向进样工作状态，在正向进样工作状态下：载气经过载气输入端(12)进入第八通道口(8)，再依次通过第一通道口(1)、第二定量环(16)、第四通道口(4)、第五通道口(5)、色谱柱(9)、第七通道口(7)和第六通道口(6)，最后至检测器(10)；样气经过样气输入端(11)进入第二通道口(2)，再通过第三通道口(3)至样气放空端口(15)。

3.根据权利要求1或2所述的气相色谱分析仪，其特征在于：所述检测器(10)为氢火焰离子化检测器。

4.根据权利要求3所述的气相色谱分析仪，其特征在于：所述燃气输入端(13)输入氢气，所述助燃气输入端(14)输入空气，所述载气输入端(12)输入氮气。

5.根据权利要求1或2所述的气相色谱分析仪，其特征在于：所述色谱柱(9)选用Porapak R填充柱。

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