一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统

文档序号:827842 发布日期:2021-03-30 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统 (Sulfur hexafluoride nitrogen gas mixture decomposition product analysis system ) 是由 陈英 马凤翔 赵跃 程伟 徐霄筱 刘添天 袁小芳 房超 刘新云 于 2020-12-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统,能够实现六氟化硫氮气混合气体中的氢气、氧气、一氧化碳、四氟化碳、甲烷、三氟化氮、二氧化碳、氧化亚氮、六氟乙烷、硫酰氟、硫化氢、八氟丙烷、氟化亚硫酰、羰基硫、二氧化硫、二硫化碳等16种组分分析,采用中心切割与反吹分离技术,组分之间无干扰峰,分离度R≥1.5,定性定量准确,灵敏度可达ppb级别。(The invention discloses a sulfur hexafluoride nitrogen mixed gas decomposition product analysis system, which can realize 16 component analysis of hydrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon tetrafluoride, methane, nitrogen trifluoride, carbon dioxide, nitrous oxide, hexafluoroethane, sulfuryl fluoride, hydrogen sulfide, octafluoropropane, thionyl fluoride, carbonyl sulfide, sulfur dioxide, carbon disulfide and the like in sulfur hexafluoride nitrogen mixed gas, adopts a center cutting and back blowing separation technology, has no interference peak among components, has a separation degree R of more than or equal to 1.5, is accurate in quantification and has a sensitivity reaching ppb level.)

一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统

技术领域

本发明涉及六氟化硫氮气混合气体分解产物分析领域,特别是涉及一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统。

背景技术

六氟化硫氮气混合气体具有良好的绝缘性能,近年来,常用在气体绝缘组合电器设备(GIS)中,当发生故障时,会产生一些分解产物,例如氢气、氧气、一氧化碳、四氟化碳、甲烷、三氟化氮、二氧化碳、氧化亚氮、六氟乙烷、硫酰氟、硫化氢、八氟丙烷、氟化亚硫酰、羰基硫、二氧化硫、二硫化碳等。为了预防故障的发生,每隔一定时间段需要用气相色谱仪检测其里面是否含有以上分解产物,为此需要设计出一种用于六氟化硫氮气混合气体分解产物色谱仪中的杂质组分分析系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统,实现六氟化硫氮气混合气体中的氢气、氧气、一氧化碳、四氟化碳、甲烷、三氟化氮、二氧化碳、氧化亚氮、六氟乙烷、硫酰氟、硫化氢、八氟丙烷、氟化亚硫酰、羰基硫、二氧化硫、二硫化碳等组分分析。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统,包括:第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀、第四切换阀、第五切换阀、第一定量环、第二定量环、第三定量环、第一色谱柱、第二色谱柱、第三色谱柱、第四色谱柱、第五色谱柱、第六色谱柱、第一针型阀、第二针型阀、第三针型阀、第四针型阀、第一脉冲放电氦离子化检测器以及第二脉冲放电氦离子化检测器;

所述第一切换阀的第一接口通过气路管道与样品进口连接,所述第一切换阀的第二接口通过气路管道与所述第二切换阀的第一接口连接,所述第一切换阀的第三接口通过气路管道与所述第一切换阀的第六接口连接,所述第二定量环设置在第一切换阀的第三接口和所述第一切换阀的第六接口连接的气路管道上,所述第一切换阀的第四接口通过气路管道与第二载气连接,所述第一切换阀的第五接口通过气路管道与第二色谱柱的进口连接,所述第一切换阀的第七接口通过气路管道与所述第一切换阀的第十接口连接,所述第一定量环设置在第一切换阀的第七接口和所述第一切换阀的第十接口连接的气路管道上,所述第一切换阀的第八接口通过气路管道与第一色谱柱的进口连接,所述第一切换阀的第九接口通过气路管道与第一载气连接;

所述第二切换阀的第二接口通过气路管道与样品出口连接,所述第二切换阀的第三接口通过气路管道与所述第二切换阀的第十接口连接,所述第三定量环设置在第二切换阀的第三接口与所述第二切换阀的第十接口连接的气路管道上,所述第二切换阀的第四接口通过气路管道与第四载气连接,所述第二切换阀的第五接口通过气路管道与第一针型阀连接,所述第二切换阀的第六接口通过气路管道与所述第二切换阀的第九接口连接,所述第三色谱柱设置在第二切换阀的第六接口与所述第二切换阀的第九接口连接的气路管道上,所述第二切换阀的第七接口通过气路管道与第六色谱柱的出口合并在一起,再与第一脉冲放电氦离子化检测器连接,所述第二切换阀的第八接口通过气路管道与第三载气连接;

所述第三切换阀的第一接口通过气路管道与第二针型阀连接,所述第三切换阀的第二接口通过气路管道与第五载气连接,所述第三切换阀的第三接口通过气路管道与第五色谱柱的进口连接,所述第三切换阀的第四接口通过气路管道与第二色谱柱的出口连接,所述第三切换阀的第五接口通过气路管道与第四色谱柱的进口连接,所述第三切换阀的第六接口通过气路管道与第六载气连接;

所述第四切换阀的第一接口通过气路管道与所述第三切换阀的第三接口直接连接,所述第四切换阀的第二接口通过气路管道与第三针型阀连接,所述第四切换阀的第四接口通过气路管道与第七载气连接,所述第四切换阀的第五接口通过气路管道与第六色谱柱的进口连接,所述第四切换阀的第六接口通过气路管道与第一色谱柱的出口连接;

所述第五切换阀的第一接口通过气路管道与第二脉冲放电氦离子化检测器连接,所述第五切换阀的第二接口通过气路管道与第五色谱柱的出口连接,所述第五切换阀的第三接口通过气路管道与第四针型阀连接,所述第五切换阀的第四接口通过气路管道与第四色谱柱的出口连接。

可选地,所述第一切换阀和所述第二切换阀为十通切换阀。

可选地,所述第三切换阀和所述第四切换阀为六通切换阀。

可选地,所述第五切换阀为四通阀。

可选地,所述第一色谱柱、所述第三色谱柱、所述第五色谱柱、所述第六色谱柱均为高分子聚合物色谱柱。

可选地,所述第二色谱柱以及所述第四色谱柱均为分子筛色谱柱。

根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:

本发明提供了一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统,包括第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀、第四切换阀、第五切换阀、第一定量环、第二定量环、第三定量环、第一色谱柱、第二色谱柱、第三色谱柱、第四色谱柱、第五色谱柱、第六色谱柱、第一针型阀、第二针型阀、第三针型阀和第四针型阀、第一脉冲放电氦离子化检测器以及第二脉冲放电氦离子化检测器。本发明能够实现六氟化硫氮气混合气体中的氢气、氧气、一氧化碳、四氟化碳、甲烷、三氟化氮、二氧化碳、氧化亚氮、六氟乙烷、硫酰氟、硫化氢、八氟丙烷、氟化亚硫酰、羰基硫、二氧化硫、二硫化碳等16种组分分析,采用中心切割与反吹分离技术,组分之间无干扰峰,分离度R≥1.5,定性定量准确,灵敏度可达ppb级别。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统的取样状态示意图;

图2为本发明实施例六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统的进样状态示意图;

图3为本发明实施例六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统的放空状态示意图;

图4为本发明检测分析二氧化碳氧化亚氮六氟乙烷状态示意图。

符号说明:1-第一切换阀;2-第二切换阀;3-第三切换阀;4-第四切换阀;5-第五切换阀;6-第一定量环;7-第二定量环;8-第三定量环;9-样品进口;10-样品出口;11-第一色谱柱;12-第二色谱柱;13-第三色谱柱;14-第四色谱柱;15-第五色谱柱;16-第六色谱柱;17-第一载气;18-第二载气;19-第三载气;20-第四载气;21-第一针型阀;22-第七载气;23-第三针型阀;24-第四针型阀;25-第六载气;26-第二针型阀;27-第五载气;28-第一脉冲放电氦离子化检测器;29-第二脉冲放电氦离子化检测器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4,一种六氟化硫氮气混合气体分解产物分析系统,包括:第一切换阀1、第二切换阀2、第三切换阀3、第四切换阀4、第五切换阀5、第一定量环6、第二定量环7、第三定量环8、第一色谱柱11、第二色谱柱12、第三色谱柱13、第四色谱柱14、第五色谱柱15、第六色谱柱16、第一针型阀21、第二针型阀26、第三针型阀23、第四针型阀24、第一脉冲放电氦离子化检测器27以及第二脉冲放电氦离子化检测器28。

所述第一切换阀1的第一接口通过气路管道与样品进口9连接,所述第一切换阀1的第二接口通过气路管道与所述第二切换阀2的第一接口连接,所述第一切换阀1的第三接口通过气路管道与所述第一切换阀1的第六接口连接,所述第二定量环7设置在第一切换阀1的第三接口和所述第一切换阀1的第六接口连接的气路管道上,所述第一切换阀1的第四接口通过气路管道与第二载气18连接,所述第一切换阀1的第五接口通过气路管道与第二色谱柱12的进口连接,所述第一切换阀1的第七接口通过气路管道与所述第一切换阀1的第十接口连接,所述第一定量环6设置在第一切换阀1的第七接口和所述第一切换阀1的第十接口连接的气路管道上,所述第一切换阀1的第八接口通过气路管道与第一色谱柱11的进口连接,所述第一切换阀1的第九接口通过气路管道与第一载气17连接。

所述第二切换阀2的第二接口通过气路管道与样品出口10连接,所述第二切换阀2的第三接口通过气路管道与所述第二切换阀2的第十接口连接,所述第三定量环8设置在第二切换阀2的第三接口与所述第二切换阀2的第十接口连接的气路管道上,所述第二切换阀2的第四接口通过气路管道与第四载气20连接,所述第二切换阀2的第五接口通过气路管道与第一针型阀21连接,所述第二切换阀2的第六接口通过气路管道与所述第二切换阀2的第九接口连接,所述第三色谱柱13设置在第二切换阀2的第六接口与所述第二切换阀2的第九接口连接的气路管道上,所述第二切换阀2的第七接口通过气路管道与第六色谱柱16的出口合并在一起,再与第一脉冲放电氦离子化检测器27连接,所述第二切换阀2的第八接口通过气路管道与第三载气19连接。

所述第三切换阀3的第一接口通过气路管道与第二针型阀26连接,所述第三切换阀3的第二接口通过气路管道与第五载气2721连接,所述第三切换阀3的第三接口通过气路管道与第五色谱柱15的进口连接,所述第三切换阀3的第四接口通过气路管道与第二色谱柱12的出口连接,所述第三切换阀3的第五接口通过气路管道与第四色谱柱14的进口连接,所述第三切换阀3的第六接口通过气路管道与第六载气25连接。

所述第四切换阀4的第一接口通过气路管道与所述第三切换阀3的第三接口直接连接,所述第四切换阀4的第二接口通过气路管道与第三针型阀23连接,所述第四切换阀4的第四接口通过气路管道与第七载气22连接,所述第四切换阀4的第五接口通过气路管道与第六色谱柱16的进口连接,所述第四切换阀4的第六接口通过气路管道与第一色谱柱11的出口连接。

所述第五切换阀5的第一接口通过气路管道与第二脉冲放电氦离子化检测器28连接,所述第五切换阀5的第二接口通过气路管道与第五色谱柱15的出口连接,所述第五切换阀5的第三接口通过气路管道与第四针型阀24连接,所述第五切换阀5的第四接口通过气路管道与第四色谱柱14的出口连接。

所述第一切换阀1和所述第二切换阀2为十通切换阀。所述第三切换阀3和所述第四切换阀4为六通切换阀。所述第五切换阀5为四通阀。

所述第一色谱柱11、所述第三色谱柱13、所述第五色谱柱15、所述第六色谱柱16均为高分子聚合物色谱柱。所述第二色谱柱12以及所述第四色谱柱14均为分子筛色谱柱。

工作原理:取样过程:样品依次经过样品进口9、第一切换阀1的一号接口、十号接口、第一定量环6、七号接口、六号接口、第二定量环7、三号接口,最后从第一切换阀1的二号接口连接至第二切换阀2的一号接口、十号接口、第三定量环8、三号接口、最后从第二切换阀2的二号接口由样品出口8放出。

分析过程:切换第一切换阀1至图2状态,第一载气17携带第一定量环6中的样品进入到第一色谱柱11中,经过第一色谱柱11预分离后的由切换阀4中的针型阀23放出,当硫酰氟从第一色谱柱11预分离后,第四切换阀4切换至图3状态中,硫酰氟、硫化氢、八氟丙烷、羰基硫、氟化亚硫酰从第六色谱柱16分离出由第一脉冲放电氦离子化检测器28测出。

切换第二切换阀2至图2状态,第四载气20携带定第三量环8中的样品进入到第三色谱柱13中,当六氟化硫、氢气、氧气、氮气、一氧化碳等组分先从第三色谱柱13分离后由针型阀21放空掉,当二氧化硫从第三色谱柱13分离出时,第二切换阀2复位至图1状态中,第三载气19携带第三色谱柱13中的二氧化硫、二硫化碳由第一脉冲放电氦离子化检测器28测出。

切换第一切换阀1至图2状态,第二载气18携带第二定量环7中的样品进入到第二色谱柱12中,当氢气、氧气完全从第二色谱柱12进入到第四色谱柱14中时,氢气、氧气由第二脉冲放电氦离子化检测器29测出,而此时的氮气仍储存在第四色谱柱14中,切换第三切换阀3至图4状态中,氮气由第四针型阀24放出。

切换第一切换阀1至图4状态中,第二载气18携带第二色谱柱12中的一氧化碳甲烷三氟化氮二氧化碳氧化亚氮六氟乙烷,切换第三切换阀3至图4状态中,一氧化碳甲烷三氟化氮二氧化碳氧化亚氮六氟乙烷由第二脉冲放电氦离子化检测器29测出。当第五色谱柱15中的六氟化硫从第五色谱柱15分离出时,切换第五切换阀5至图1状态中,第五载气27携带第五色谱柱15中的六氟化硫由第四针型阀24放出。

本发明能够实现六氟化硫氮气混合气体中的氢气、氧气、一氧化碳、四氟化碳、甲烷、三氟化氮、二氧化碳、氧化亚氮、六氟乙烷、硫酰氟、硫化氢、八氟丙烷、氟化亚硫酰、羰基硫、二氧化硫、二硫化碳等16种组分分析,采用中心切割与反吹分离技术,组分之间无干扰峰,分离度R≥1.5,定性定量准确,灵敏度可达ppb级别。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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