CN205067411U - 一种硫化氢气体检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硫化氢气体检测装置。所述装置包括石英管、加热电源和计算***及数位显示器；其中在所述石英管的两端分别设置进样管和放气管；在石英管内设置有导电棒，导电棒的表面设置有纳米氧化锌镀膜，导电棒与石英管之间通过密封扣密封和固定；导电棒的两端与加热元件相连，在石英管两端分别设置有电极并分别与纳米氧化锌膜的两端相接触，所述的计算***及数位显示器通过导线与电极相连接。本实用新型的硫化氢气体检测装置灵敏度高，可对痕量的硫化氢气体进行定量检测；同时还具有体积小，结构简单，易操作的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫化氢气体检测装置，具体的说是一种天然气管线及设备中硫化氢气体含量的检测装置。
背景技术
石油天然气中普遍存在硫化氢，而硫化氢是一种有剧毒的危害性气体，并散发出刺激性气味，不仅危及人员的生命安全，还会在开采、输送、存储过程中对生产设备、集输管线等具有极强的腐蚀作用并形成“氢脆”，从而导致重大安全事故。因此，必须对生产过程中设备及管线内的硫化氢浓度进行快速而直接的检测，保证人员和设备的安全。
目前，国内外对于天然气中硫化氢气体检测手段主要是采用气相色谱法或美国材料与试验协会标准ASTM4810-06中的检测管着色长度法。但是前者试验操作繁杂，设备昂贵且需要特定的检测实验场所；后者准确性差。另外，红外激光检测法、紫外荧光分析法、电化学法等也被应用于天然气中硫化氢含量的检测，但仍存在检测时间长，装置体积过大等缺点。
现有国内报道的采用纳米材料用于对天然气中硫化氢气体检测的方法主要是采用纳米材料的催化发光性，将光电信号处理后进行检测分析，计算硫化氢的浓度。现有纳米氧化锌材料多被用于硫化氢脱除剂，将氧化锌负载在介孔材料中作为催化剂在工艺设备中使用。现有纳米氧化锌材料的导电性多被用于制备成纳米氧化锌导电薄膜和半导体材料中。迄今为止还没有关于运用纳米氧化锌的导电性检测天然气中硫化氢的方法和检测装置的相关报道。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种易于操作且检测精度高的硫化氢气体检测装置。
本实用新型的技术方案为：
一种硫化氢气体检测装置，包括石英管、加热电源和计算***及数位显示器；其中在所述石英管的两端分别设置进样管和放气管；在石英管内设置有导电棒，导电棒的表面设置有纳米氧化锌镀膜，导电棒与石英管之间通过密封扣密封和固定；导电棒的两端与加热元件相连，在石英管两端分别设置有电极并分别与纳米氧化锌镀膜的轴向两端相接触，所述的计算***及数位显示器通过导线与电极相连接；在石英管的内部设置有压力感应元件。
本实用新型的硫化氢气体检测装置中，其中，在进样管上设置进口截止阀，在放气管上设置出口截止阀。
本实用新型的硫化氢气体检测装置中，优选地，所述导电棒与所述石英管同轴。
本实用新型的硫化氢气体检测装置中，所述的硫化氢气体检测装置还包括加热电源，其通过电源线与导电棒两端的加热元件相连接。
所述石英管的长径比一般为3~10。一般在石英管的中心轴位置设有空槽，用于安装纳米氧化锌镀膜导电棒。石英管两端分别设置进样管和放气管，在进样管和放气管上分别设有流量截止阀，用来保持石英管内的密封环境。
所述导电棒在石英管两端由密封扣扣紧固定和密封；导电棒可拆卸，与石英管组装后纳米氧化锌镀膜正好位于石英管内部。纳米氧化锌镀膜上（轴向两端）分别接触有正电极和负电极，并于石英管外部连接计算***及数位显示器；导电棒两端设置加热元件，加热元件对导电棒进行加热及控温。
所述的纳米氧化锌镀膜可以通过电沉积法制备，其中还可以掺杂Ga3+、Al3+、Ag+、Cd2+等金属提高电阻率。在导电棒上的加热范围一般在150~250℃。纳米氧化锌镀膜与天然气中的硫化氢经过加热进行还原反应，对纳米氧化锌镀膜的电阻率产生影响，根据电阻率的变化反算单位体积下天然气中硫化氢的含量，涉及的化学反应为：
ZnO+H2S=ZnS+H2O。
所述计算***以及数位显示器是集计算机和显示器于一体的设备，其通过正电极、负电极与纳米氧化锌镀膜导电棒连接，用于测量电阻数值，扣除纳米氧化锌的空白测量数值和之前设定的硫化锌电阻信号的背景干扰，得到电阻变化值，通过计算机换算成吸收硫化氢的单位浓度值，并最终在数位显示器上给出。
所述加热电源外接于导电棒，用于给导电棒两端的加热元件加热，从而对石英管内的纳米氧化锌材料进行加热，并可对加热温度进行控制。
所述加热元件设在导电棒上，可以固定住导电棒并连接加热电源，由加热电源控制升温温度，实现对加热棒的加热及安全控温的功能。
所述压力感应元件设在石英管内，用来监测进入石英管的天然气产生的气体压力，防止石英管内压力多高。
本实用新型的硫化氢气体检测装置中，其中还可以包括真空泵。所述的真空泵通常为微型真空泵，其与放气管相连通。所述微型真空泵具有抽真空作用，可以将石英管内气体抽出，提高石英管的真空度，便于待测气体（天然气）的进样以及消除空气对检测环境的影响。
与现有技术相比，本实用新型的硫化氢检测装置具有以下有益效果：
1、设备体积小，结构简单，易操作。
2、设备灵敏度高，可对痕量的硫化氢气体进行定量检测。
3、检测过程不受环境限制，检测结果快速直观。
4、绿色环保，检测气体可回收。
附图说明
图1是本发明硫化氢气体检测装置的结构示意图。
图中标记：1-纳米氧化锌镀膜，2-加热电源，3-微型真空泵，4-计算***及数位显示器，5-导电棒，6-石英管，7-密封扣，8-进样口，9-进口截止阀，10-电极，11-出口截止阀，12-放气口，13-压力感应元件，14-加热元件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的硫化氢气体检测装置作进一步说明。
如图1所示，本发明提供了一种硫化氢气体检测装置，该硫化氢气体检测装置包括石英管6、加热电源2和计算***及数位显示器4；在石英管6两端设有进样口8和放气口12，并分别由进口截止阀9和出口截止阀11控制开度；石英管6中心轴上可穿入一根带有纳米氧化锌镀膜1的导电棒5，在石英管6外两端由密封扣7密封和固定，并在两端扣紧加热元件14作为电源线的接头，通过电源线连接加热电源2；石英管6上连接有两个电极10，电极10与纳米氧化锌镀膜1两端接触，用于测量其电阻；石英管6内部置有一个压力感应元件13，通过电极接口连接至外部，并接入到计算***及数位显示器4上进行显示以便于压力的控制。
本发明以纳米氧化锌镀膜1作为吸收和检测天然气中硫化氢含量的介质，并通过吸收前后电阻变化测定硫化氢浓度。
本发明所用纳米氧化锌镀膜1通过电沉积法在导电棒的表面形成镀膜。
本发明所用纳米氧化锌镀膜1可以同时含有适宜的金属掺杂来提高电阻率，如Ga3+、Al3+、Ag+、Cd2+等。
下面结合附图对本实用新型的硫化氢气体检测装置的工作过程进行描述：
将进样口8连接天然气管线，放气口12连接微型真空泵3，并关闭进口截止阀9和出口截止阀11。先打开微型真空泵3和出口截止阀11，将石英管6内抽到一定真空度，关闭出口截止阀11。然后打开进口截止阀9，将天然气充入石英管6内，天然气压力范围在0.2-1MPa，关闭进口截止阀9。打开计算***及数位显示器4对***整体进行监控和数据的采集，同时打开加热电源2对导电棒5加热，控制温度在150~250℃，以提高纳米氧化锌镀膜1与天然气中硫化氢的反应速度。电极10实时监测纳米氧化锌镀膜1的电阻变化，通过将数据传输至计算***及数位显示器4，计算分析电阻变化与硫化氢含量的关系，显示硫化氢浓度值。
Claims (7)
1.一种硫化氢气体检测装置，包括石英管、加热电源和计算***及数位显示器；其中在所述石英管的两端分别设置进样管和放气管；在石英管内设置有导电棒，导电棒的表面设置有纳米氧化锌镀膜，导电棒与石英管之间通过密封扣密封和固定；导电棒的两端与加热元件相连，在石英管两端分别设置有电极并分别与纳米氧化锌镀膜的轴向两端相接触，所述的计算***及数位显示器通过导线与电极相连接。
2.按照权利要求1所述的硫化氢气体检测装置，其特征在于，在所述的进样管上设置进口截止阀，在所述放气管上设置出口截止阀。
3.按照权利要求1所述的硫化氢气体检测装置，其特征在于，所述的导电棒与石英管同轴设置。
4.按照权利要求1所述的硫化氢气体检测装置，其特征在于，所述的硫化氢气体检测装置还包括加热电源，其通过电源线与导电棒两端的加热元件相连接。
5.按照权利要求1所述的硫化氢气体检测装置，其特征在于，所述石英管的长径比为3~10。
6.按照权利要求1所述的硫化氢气体检测装置，其特征在于，在石英管的内部设置有压力感应元件。
7.按照权利要求1所述的硫化氢气体检测装置，其特征在于，所述装置还包括真空泵，所述的真空泵与放气管相连通。
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