[实用新型]非甲烷总烃分析设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体的检测设备，特别是涉及一种非甲烷总烃分析设备。

背景技术

甲烷(CH₄)和非甲烷碳氢化合物(Non-methane hydrocarbons，NMHC)是自然界与人类活动的重要产生物，普遍存在于大气中，两者在大气中的本底浓度分别在1.8ppmv和30ppbv左右(R.R.Arnts.Biogenic hydrocarbon contribution to the ambient air of selected areas[J].Atmos.Enciron.,1981,15:1643-1651)。非甲烷碳氢化合物也称非甲烷总烃(NMHC)，是指除甲烷以外的碳氢化合物，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NMHC超过一定的浓度时，除直接对人体健康有害外，在一定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。

鉴于大气中非甲烷总烃类的有机物的种种危害，对污染源、交通要道、工业园以及厂界等敏感区域进行非甲烷总烃的实时监控和管制非常有必要。国外从上世纪就开始监测空气中的非甲烷总烃的含量，先后发展了冷凝-重量法、燃烧法、红外分光法等，但这些技术均有其使用限制，操作复杂等缺点，最终未获得广泛应用。

目前，NMHC的测定采用多种不同的检测方法，有经过氧化、还原成CH₄再检测的方法，氧化转化去除非甲烷总烃的方法，也有利用气相色谱进行测定的方法。

其中，将NMHC转化为CH₄再检测的方法是一种半连续自动非甲烷有机物的分析方法，主要分析原理如下：以色谱分离柱使CO、CO₂和CH₄从非甲烷有机物中分开，将分离出的非甲烷总烃氧化成CO₂，并还原CH₄，再按CH₄用FID检测器进行测量，随后计算出其中非甲烷总烃的含量。但此方法中，会受到一定的CO₂，水份的干扰。并且，该方法中使用到催化氧化剂以及还原剂，在整个在线监测过程中，需保证非甲烷总烃转化成CO₂的氧化率以及CO₂还原成CH₄的还原率，需进行较复杂的系统控制，分析过程受影响较大。

氧化转化去除非甲烷总烃的方法的主要过程为：样气经进气管路进入分析仪、一路经过高温转化炉，高温转化炉内装有转化剂，在150-250℃的条件下将气体中非甲烷总烃全部破坏掉，只检测剩余的甲烷；另一路不经过高温转化炉，含有监测气体中所有的物质即总碳氢化合物，通过电磁阀的定时切换，两路最终分别进入进行氢火焰离子化检测器检测，分别得到甲烷及总碳氢化合物的浓度，两路所得数值相减得到非甲烷总烃。此过程中也用到一个高温转化炉，可以把非甲烷总烃全部破坏，但是，此过程中对非甲烷总烃的转化破坏的完成程度会极大的影响后续检测数据的结果。

气相色谱法技术灵活较大，一般分为采用总烃-甲烷间接测定方法,以及甲烷-非甲烷总烃直接测定法。

其中，总烃-甲烷间接测定方法使用广泛，该方法总体过程大致为样品气体分为两路，一路直接通过FID检测器测定总烃含量，另一路经过甲烷分子筛，去除高碳烃后，经过FID检测器测定甲烷的含量，将总烃含量减去甲烷的含量，即是非甲烷总烃的含量。此方法也是我国环境保护总局关于非甲烷总烃的测定的推荐方法，并在1998年也公布了此方法为污染源非甲烷总烃监测的标准方法。

但是此方法进行非甲烷总烃的检测时是通过差减法，以总烃的含量减去甲烷的含量，从而得到非甲烷总烃的含量。而空气样品中的本底甲烷浓度一般为1.8ppmv左右，当空气样品中本底非甲烷烃类浓度远远小于甲烷浓度时，也就是当甲烷浓度接近总碳氢化合物浓度(THC)时，直接的差减法就会造成检测值误差叠加，在非常低浓度状态下，非甲烷总烃的数据误差相应的变大。

另一种甲烷-非甲烷直接测定法的过程一般是，样气先经过吸附管进行吸附，甲烷通过后，再对吸附管进行逆吹脱附，分析脱附后的有机物，即使非甲烷总烃的含量。样品经定量管定量一次进样即可完成甲烷和非甲烷总烃的测定，本方法的操作过程较为简单。但是，在连续不断监测下，等温状态下，脱附反吹的效果是否彻底，特别是一些较重的非甲烷有机物的脱附反吹效果如何，将直接影响到非甲烷总烃的监测结果，使非甲烷总碳氢化合物的测值偏低。并且，在此热解析过程中，同时对热解析管要求也高,容易造成交叉污染。