可燃性氣體探測(cè)器針對(duì)汽油油氣探測(cè)規(guī)律的研究

岳剛，郭緒強(qiáng)，李靜，劉凱

（1. 中國(guó)石油大學(xué)（北京）重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京102249； 2. 北京航星網(wǎng)訊技術(shù)股份有限公司，北京100190）

可燃性氣體探測(cè)器針對(duì)汽油油氣探測(cè)規(guī)律的研究

岳剛1，郭緒強(qiáng)1，李靜1，劉凱2

（1. 中國(guó)石油大學(xué)（北京）重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京102249； 2. 北京航星網(wǎng)訊技術(shù)股份有限公司，北京100190）

主要是氣體探測(cè)器針對(duì)可燃性氣體組分的研究，在探究過(guò)程中利用不同類型氣體標(biāo)定的氣體探測(cè)器對(duì)可燃性氣體進(jìn)行測(cè)定，分析可燃性氣體中的重要組分，分析兩者氣體探測(cè)器示數(shù)和可燃?xì)怏w含量之間的關(guān)系，同時(shí)探究不同類型探測(cè)器在同一氣體環(huán)境下測(cè)定數(shù)據(jù)結(jié)果之間的關(guān)系，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，使可燃?xì)怏w探測(cè)器更好地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

氣體探測(cè)器；可燃性氣體；檢測(cè)；一致性

Abstract:Components of combustible gas were studied by the gas detector. In the process of experiment, the gas detector calibrated by different type of gas was applied to research combustible gas, then the components of the combustible gas were analyzed, and the relationship between readings of the gas detector and components of combustible gas was investigated. At the same time, the detection results of different type of gas detectors for the same combustible gas were compared. Through the analysis of data, the gas detector will be better applied in the safe industrial production.

Key words:Gas detector; Combustible gas; Detection; Consistency

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，在大氣環(huán)境中也存在著越來(lái)越多的可燃、易燃性氣體，在沒(méi)有相關(guān)的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)條件下，可燃性氣體在環(huán)境中的積累量越來(lái)越多，這樣不但有著一定的危險(xiǎn)，而且影響相關(guān)工業(yè)的發(fā)展以及工業(yè)安全生產(chǎn)，也同時(shí)影響著人們的生活質(zhì)量，必須采取一定的措施對(duì)環(huán)境中的可燃性氣體進(jìn)行含量的探測(cè)，同時(shí)對(duì)氣體進(jìn)行合理的處理[1,2]。

近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求，許多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)逐漸更多地關(guān)注對(duì)環(huán)境中可燃?xì)怏w含量的探測(cè)，而且通過(guò)設(shè)定不同的環(huán)境條件和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)研制相關(guān)的探測(cè)設(shè)備，將環(huán)境中的可燃性氣體含量進(jìn)行測(cè)定，其中可燃?xì)怏w探測(cè)器就是一種比較典型的測(cè)定可燃性氣體的設(shè)備，可以針對(duì)不同類型的可燃性氣體來(lái)鑒定?？扇夹詺怏w探測(cè)器的種類有很多，其中在本文中主要是針對(duì)比較常使用的紅外吸收型氣體探測(cè)器進(jìn)行相關(guān)可燃?xì)怏w的探究[3,4]。

1 實(shí)驗(yàn)原理

激光紅外氣體探測(cè)器主要是利用測(cè)定的氣體中同組分對(duì)特定類型的波長(zhǎng)的進(jìn)行吸收，特定的氣體組分只能夠相應(yīng)的吸收特定波段的紅外光，各種類型的氣體組分之間相互不影響，互不干擾?？扇?xì)怏w的含量的不同，則在氣體探測(cè)器上對(duì)應(yīng)不同的數(shù)值，同時(shí)利用氣相色譜儀進(jìn)行相應(yīng)的氣體組分的分析，通過(guò)氣相色譜中出現(xiàn)的對(duì)應(yīng)的各種氣體峰，標(biāo)定出相應(yīng)的濃度，測(cè)定氣體組分中的各種氣體，進(jìn)而分析氣體探測(cè)器的示數(shù)值和氣相色譜中分析的各種氣體含量的關(guān)系進(jìn)行對(duì)比分析[5,6]。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和樣品

中石油 95#汽油（燕港加油站），中石化 92#（中關(guān)村加油站），中石化 95#（青龍橋加油站），紅外可燃?xì)怏w探測(cè)器1（正丁烷），紅外可燃?xì)怏w探測(cè)器2（異戊烷），紅外可燃?xì)怏w探測(cè)器3（正戊烷），氣相色譜儀（Agilent 7890A GC），密封氣室，洗耳球，導(dǎo)氣管若干等。

3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

驗(yàn)證不同氣體標(biāo)定的探測(cè)器對(duì)汽油油氣測(cè)定的數(shù)據(jù)分析，同時(shí)驗(yàn)證同一傳感器對(duì)不同汽油油品揮發(fā)出來(lái)的油氣測(cè)定是否存在一致性。

3.1 實(shí)驗(yàn)裝置

氣體探測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置是由三個(gè)可燃性氣體探測(cè)器1,2,3通過(guò)導(dǎo)氣管路與油氣封閉氣室10相互連接，通過(guò)調(diào)節(jié)探測(cè)器連接封閉氣室4中油氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)改變探測(cè)器的讀數(shù)，然后通過(guò)氣相色譜儀進(jìn)行油氣組分的分析。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1 氣體探測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1 The experimental apparatus of gas detection

3.2 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）打開5，6，7，利用洗耳球由8向盛有汽油的密閉容器中吹入空氣，則汽油油氣經(jīng)由導(dǎo)氣管進(jìn)入探測(cè)器所在的密閉氣室。

（2）關(guān)閉5，6，7，8，待探測(cè)器示數(shù)穩(wěn)定1 min后，記錄各個(gè)探測(cè)器示數(shù)，并利用針管從探測(cè)器的密封氣室器抽取40 mL油氣,然后將氣體在氣相色譜儀中進(jìn)行分析，調(diào)用相應(yīng)的色譜程序，通過(guò)出現(xiàn)的色譜峰分析油氣組分組成，記錄油氣組分含量（本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析的是油氣的百分含量）。

（3）改變吹入空氣量從而改變各個(gè)密封氣室內(nèi)油氣含量，重復(fù)步驟（1）（2）。

（4）記錄探測(cè)器和色譜儀數(shù)據(jù)。

（5）改變汽油油氣的種類，重復(fù)上述步驟，并記錄數(shù)據(jù)。

（6）數(shù)據(jù)處理。

4 數(shù)據(jù)結(jié)果及分析

在實(shí)驗(yàn)中利用可燃性氣體探測(cè)器對(duì)油氣組分進(jìn)行分析，通過(guò)氣相色譜儀記錄油氣中各項(xiàng)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，通過(guò)表1、表2、表3記錄組分中的各項(xiàng)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)分析軟件origin對(duì)組分中的丁烷烴類（C4）、丁烯烴類(C4=)、戊烷烴類(C5)、己烷組分(C6)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與探測(cè)器讀數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2、圖3、圖4所示。

4.1 氣體探測(cè)器對(duì)中石化92#汽油組分的色譜分析

表1 氣體探測(cè)器對(duì)中石化92#汽油組分測(cè)定Table 1 The measured data of Sinopec 92#gasoline by the gas detector

圖2 探測(cè)器與油氣組分的關(guān)系Fig.2 The relationship between the detector and gasoline components

表2 氣體探測(cè)器對(duì)中石化95#汽油組分測(cè)定Table 2 The measured data of Sinopec 95#gasoline by the gas detector

表3 氣體探測(cè)器對(duì)中海油95#汽油組分測(cè)定Table 3 The measured data of CNOOC 95#gasoline by the gas detector

圖3 探測(cè)器與油氣組分的關(guān)系Fig.3 The relationships between the detector and gasoline components

圖4 探測(cè)器與油氣組分的關(guān)系Fig.4 The relationships between the detector and gasoline components

在不同類型的探測(cè)器的測(cè)定中，實(shí)驗(yàn)中采用三種不同的汽油，可燃?xì)怏w探測(cè)器的讀數(shù)為儀器讀數(shù)，可燃?xì)怏w含量通過(guò)氣相色譜儀測(cè)定的 C4烷烴、C4烯烴、C5烷烴以及 C6組分，由于組分中 C6的含量較低，分析主要以 C4烷烴、C4烯烴、C5烷烴為主，實(shí)驗(yàn)中就將三者含量的變化隨探測(cè)器讀數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的分析。每次測(cè)定多組實(shí)驗(yàn)，探究?jī)烧咧g的關(guān)系，通過(guò)利用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析。

5 結(jié)論與分析

（1）結(jié)合實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)及兩者之間的變化關(guān)系，利用紅外型氣體探測(cè)器可以很好的對(duì)可燃性氣體組分的測(cè)定，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中選用不同類型的汽油進(jìn)行分析研究，在氣體探測(cè)器上都可以通過(guò)讀數(shù)和可燃?xì)怏w含量進(jìn)行兩者之間的關(guān)聯(lián)，通過(guò)數(shù)據(jù)和圖表可以發(fā)現(xiàn)二者基本上是正相關(guān)關(guān)系，在分別對(duì)油氣中的組分進(jìn)行分析時(shí)，可以得到各種組分隨探測(cè)器讀數(shù)之間的關(guān)系變化，基本上都是呈正相關(guān)關(guān)系。

（2）本實(shí)驗(yàn)中測(cè)定了三種不同的常用汽油，針對(duì)于不同汽油油品揮發(fā)出來(lái)的油氣，利用同一氣體環(huán)境下的三個(gè)氣體探測(cè)器倆測(cè)定，可以發(fā)現(xiàn)三種探測(cè)器基本上是相互一致性進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值變化，雖然兩者是利用不同組分進(jìn)行標(biāo)定的氣體探測(cè)器，但兩者之間的變化性是一致的，因此可以得出，在測(cè)定的可燃?xì)怏w是 C4烷烴、C4烯烴及 C5烷烴組分的可燃性氣體時(shí)，兩種探測(cè)器作用具有一致性。

（3）在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)汽油油氣中的可燃?xì)夥N類利用氣相色譜進(jìn)行更加詳細(xì)的含量分析，每一種可燃?xì)怏w都有相應(yīng)的變化規(guī)律，將更加有利于對(duì)環(huán)境中可燃性氣體的分析與研究。

本文中通過(guò)利用不同類型的可燃?xì)怏w探測(cè)器對(duì)不同類型的汽油油氣進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定，可以很好的分析出環(huán)境中可燃?xì)怏w的含量，而且也可以更好的應(yīng)用于工業(yè)的安全生產(chǎn)中，具有很好的指導(dǎo)性和實(shí)際性意義。

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Research on the Detection Law of Gasoline Components by the Inflammable Gas Detector

YUE Gang1,GUO Xv-qiang1,LI Jing1,LIU Kai2

（1. State Key Laboratory of Heavy Oil process, China University of Petroleum, Beijing 102249, China；2. Beijing Hangxing Networking Technology Co., Ltd., Beijing 100190, China）

TE 624

A

1671-0460（2017）09-1950-04

2017-01-04

岳剛（1991-），男，山東省菏澤市人，在讀博士，中國(guó)石油大學(xué)（北京），研究方向：流體相平衡。E-mail：ygcup3658@gmail.com。

郭緒強(qiáng)（1963-），男，教授，博士，研究方向；流體相平衡。E-mail：guoxq@cup.edu.cn。