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原文传递一种天然气中甲烷的分离纯化和收集系统

专利名称：	一种天然气中甲烷的分离纯化和收集系统
摘要：	本实用新型涉及一种天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，包括进样单元、第一分离纯化单元、第二分离纯化单元、样品富集单元、样品收集单元和抽真空单元，所述第一分离纯化单元和第二分离纯化单元分别与进样单元连接，第一分离纯化单元还依次连接样品收集单元和样品富集单元的出口，第二分离纯化单元通过管路与样品富集单元的入口连接，整个装置可形成一个分离纯化和收集甲烷的封闭环路；抽真空单元分别与进样单元和第一分离纯化单元连接，用于对整个系统进行抽真空；该套系统结构紧凑，操作简单快速，易维护，对操作人员要求低，实现了对天然气中甲烷的高纯度收集。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	甘肃;62
申请人：	中国科学院西北生态环境资源研究院
发明人：	田春桃;赵雪茹;路雅捷
专利状态：	有效
申请日期：	2023-03-09T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202320437748.2
公开号：	CN219957480U
代理机构：	江苏银创律师事务所
代理人：	何震花
分类号：	G01N30/06;G01N30/08;G01N30/02;B01D15/08;G;B;G01;B01;G01N;B01D;G01N30;B01D15;G01N30/06;G01N30/08;G01N30/02;B01D15/08
申请人地址：	730000 甘肃省兰州市东岗西路320号
主权项：	1.一种天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，包括进样单元、第一分离纯化单元、第二分离纯化单元、样品富集单元、样品收集单元和抽真空单元，所述第一分离纯化单元和第二分离纯化单元分别与进样单元连接，第一分离纯化单元还依次连接样品收集单元和样品富集单元的出口，第二分离纯化单元通过管路与样品富集单元的入口连接，整个装置可形成一个分离纯化和收集甲烷的封闭环路；抽真空单元通过开关阀门和管路分别与进样单元和第一分离纯化单元连接，用于对整个系统进行抽真空。 2.根据权利要求1所述的天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，所述进样单元包括进样口和十字型管路Ⅰ，十字型管路Ⅰ具有四个端口，进样口与十字型管路Ⅰ的一端口连接，且之间还布置有开关阀门。 3.根据权利要求2所述的天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，所述第一分离纯化单元和第第二分离纯化单元分别与十字型管路Ⅰ的一个端口连接。 4.根据权利要求2所述的天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，第一分离纯化单元包括液氮冷阱（T1）、一个T型管路、十字型管路Ⅱ和十字型管路Ⅲ，T型管路的第一端口通过开关阀门与十字型管路Ⅰ的一个端口连接，第二端口与液氮冷阱（T1）的入口连接；两个十字型管路Ⅱ、Ⅲ通过一开关阀门串联在一起，液氮冷阱（T1）的出口与两个串联的十字型管路的一端口连接，两个串联的十字型管路的另一端口与样品收集单元通过开关阀门连接，两个十字型管路的一个端口分别连接有压力规和前级规，两个十字型管路的一个端口均与抽真空单元连接；所述液氮冷阱用于分离天然气中液氮温度下未冷冻的杂气。 5.根据权利要求4所述的天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，所述第二分离纯化单元包括硅胶吸附阱（T2）和第一四通阀，硅胶吸附阱（T2）的入口与十字型管路Ⅰ的一端口通过开关阀门连接，硅胶吸附阱（T2）的出入口分别连接第一四通阀的两个相邻端口，所述第一四通阀还通过管路与样品富集单元的入口连接；所述硅胶吸附阱（T2）主要用于吸附二氧化碳和水，外部套有环形加热装置，用于除二氧化碳和水以外的其它气体的释放。 6.根据权利要求5所述的天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，所述样品富集单元包括双色谱柱分离系统，甲烷富集阱（T3）和第二四通阀，双色谱柱分离系统的入口通过管路与第一四通阀的一个端口连接，其出口通过管路与第二四通阀的一个端口连接，第二四通阀上的两个端口与甲烷富集阱（T3）连接，甲烷富集阱（T3）的出口通过开关阀门与样品收集单元连接；所述双色谱柱分离系统包括用于分离氮气、氧气等无机气体和碳氢化合物的第一根色谱柱和用于分离甲烷、乙烷等碳氢化合物的第二根色谱柱；甲烷富集阱（T3）用于富集分离纯化后的甲烷，外部套有环形加热装置，用于加热释放阱中甲烷气体至样品收集管。 7.根据权利要求6所述的天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，所述样品收集单元包括样品收集瓶和一个T型管路，所述T型管路的三个端口均通过开关阀门分别与甲烷富集阱（T3），样品收集瓶和十字型管路Ⅲ的一个端口连接；所述样品收集瓶用于将甲烷气体冷冻起来，取下后直接和高分辨率气体稳定同位素质谱的双路进样口相连接来实现甲烷团簇同位素的测定。 8.根据权利要求7所述的天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，所述抽真空单元包括分子泵机组和干泵，分子泵机组通过三个开关阀门分别与三个十字型管路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的端口相连接，干泵通过开关阀门与第一分离纯化单元中T型管路的第三端口连接；在实验开始前，先通过干泵将整体系统抽真空，再通过分子泵机组进一步将整个系统抽真空。 9.根据权利要求8所述的天然气中甲烷的分离纯化和收集系统，其特征在于，所述第一根色谱柱为长4米，外径为1/8 英寸的不锈钢填充柱，填充物是80-100目的5Å分子筛；所述第二根色谱柱为有机物分离色谱柱，其为长2米，外径1/8英寸不锈钢填充柱，填充物为100-120目的Hayesep D。
所属类别：	实用新型