一种天然气中金属元素的吸收装置、方法及含量检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天然气中金属元素的吸收装置、方法及含量检测方法。所述吸收装置包括金属元素吸收器(1)、进气管(2)以及出气管(3)；其中金属元素吸收器包括：吸收器外壳(11)，以及位于吸收器外壳(11)内的第一层筛板(12)、第二层筛板(13)和第三层筛板(14)；所述第二层筛板(13)距离吸收器外壳(11)底部的高度为第一层筛板(12)距离吸收器外壳(11)底部高度的2～2.5倍，所述第三层筛板(14)距离吸收器外壳(11)底部的高度为第一层筛板(12)距离吸收器外壳(11)底部高度的4～4.5倍，所述第一层筛板(12)、第二层筛板(13)及第三层筛板(14)上设置有多个用于天然气通过的孔。该吸收装置提高了天然气中金属元素的吸收效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天然气中金属元素的吸收装置、方法及含量检测方法。
技术介绍
检测天然气中金属元素(如K、Na、Ca、Mg、Pb、V等)的含量具有重要的意义。一方面天然气输送站点大量使用的增压机对天然气中某些金属元素的含量有着特殊的气质要求，当其含量超过一定值会造成设备的损害，引发安全事故。另一方面由于新能源燃气汽车和天然气分布式能源发展，未来燃气轮机用户将大量增加，为了保证燃气轮机效率和寿命，通用电气(GE)公司对燃气中金属元素含量提出了明确的要求。此外，随着当前环保意识和生活质量的提高，下游居民和商业用户对于环保、安全和控制等都提出了更高的要求。但是天然气中金属元素主要以纳米微粒的形式游离在天然气中，且其含量仅为微量甚至痕量级，因此必须对天然气中的金属元素进行富集吸收后再对金属元素含量进行检测。现有技术中对于气体中金属元素的富集吸收装置主要有滤膜收集装置和溶液吸收装置两类。其中滤膜收集装置是将金属元素富集在滤膜上，将滤膜溶解后对金属元素含量进行检测，这类装置存在操作工序复杂和样品转移损失大等问题。溶液吸收装置是将金属元素用吸收液吸收后对吸收液中的金属元素含量进行检测，这类装置存在的主要问题是吸收效率差。综上，上述现有技术中至少存在以下问题：现有技术中吸收天然气中金属元素的装置吸收金属元素的效率差，影响天然气中金属元素含量检测准确度。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种天然气中金属元素的吸收装置、方法及含量检测方法。具体而言，包括以下的技术方案：本专利技术的第一方面提供一种吸收天然气中金属元素的装置，该吸收装置包
括：金属元素吸收器，用于吸收天然气中的金属元素，与所述金属元素吸收器底部连通的进气管，用于向金属元素吸收器内部输送天然气，与所述金属元素吸收器顶部连通的出气管，用于输出所述金属元素吸收器内的天然气；所述金属元素吸收器包括：吸收器外壳，用于盛放金属元素吸收液，位于吸收器外壳内的第一层筛板，位于吸收器外壳内的第二层筛板，所述第二层筛板距离吸收器外壳底部的高度为第一层筛板距离吸收器外壳底部高度的2～2.5倍，位于吸收器外壳内的第三层筛板，所述第三层筛板距离吸收器外壳底部的高度为第一层筛板距离吸收器外壳底部高度的4～4.5倍，所述第一层筛板、第二层筛板以及第三层筛板上设置有多个用于天然气通过的孔。优选地，所述第二层筛板距离吸收器外壳底部的高度为第一层筛板距离吸收器外壳底部高度的2.3倍，所述第三层筛板距离吸收器外壳底部的高度为第一层筛板距离吸收器外壳底部高度的4.3倍。优选地，所述吸收器外壳、第一层筛板、第二层筛板、第三层筛板、进气管以及出气管的材质均为石英。优选地，所述第一层筛板、第二层筛板以及第三层筛板上的孔的孔径为4.5～9μm。进一步地，所述吸收装置还包括气体流量检测装置，所述气体流量检测装置通过导管与所述出气管连通，用于检测通过所述金属元素吸收器的天然气体积。进一步地，所述出气管上还设置有防溢出结构，用于防止所述金属元素吸收器内吸收液进入后续设备。本专利技术的第二方面提供一种利用本专利技术第一方面的装置吸收天然气中金属元素的方法，包括以下步骤：步骤(1)，将本专利技术第一方面的天然气中金属元素的吸收装置中的金属元
素吸收器、进气管以及出气管在酸液中浸泡12小时以上后用超纯水清洗；步骤(2)，向本专利技术第一方面的金属元素吸收器中注入金属元素吸收液，所述金属元素吸收液液面位于所述第二层筛板和第三层筛板之间，且所述金属元素吸收液液面高度为所述第一层筛板距离吸收器外壳底部的高度的3～3.5倍；步骤(3)，将天然气由进气管输送至金属元素吸收器，与金属元素吸收器内的金属元素吸收液接触后，由出气管输出。进一步地，步骤(3)之后还包括：步骤(4)，将出气管输出的天然气输送至气体流量检测装置，测量通过所述金属元素吸收器的天然气的体积。优选地，步骤(1)中的酸液选自硫酸水溶液、硝酸水溶液、铬酸水溶液以及盐酸水溶液中的一种或几种。优选地，步骤(2)中所述金属元素吸收液液面高度为所述第一层筛板距离吸收器外壳底部的高度的3.3倍。本专利技术的第三方面提供一种利用本专利技术第一方面的金属元素吸收装置来检测天然气中金属元素含量的方法，该检测方法包括以下步骤：步骤(1)，将本专利技术第一方面的天然气中金属元素的吸收装置中的金属元素吸收器、进气管以及出气管在酸液中浸泡12小时以上后用超纯水清洗；步骤(2)，向清洗后的金属元素吸收器中注入金属元素吸收液，所述金属元素吸收液液面位于所述第二层筛板和第三层筛板之间，且所述金属元素吸收液液面高度为所述第一层筛板距离吸收器外壳底部的高度的3～3.5倍；步骤(3)，将天然气由进气管输送至金属元素吸收器，与金属元素吸收器内的吸收液接触，使天然气中的金属元素被金属元素吸收液吸收后，由出气管输出；步骤(4)，将出气管输出的天然气输送至气体流量检测装置，测量通过所述金属元素吸收器的天然气的体积；步骤(5)，测量步骤(3)所得金属元素吸收液中的金属元素含量；步骤(6)，用步骤(5)所得金属元素吸收液中的金属元素含量数值乘以所述金属元素吸收器中的金属元素吸收液体积数值，得到天然气中的金属元素绝对含量；步骤(7)，用步骤(6)所得天然气中的金属元素绝对含量数值除以步骤(4)
所得天然气体积数值，得到单位体积天然气中的金属元素含量。本专利技术的技术方案的有益效果是：(1)、在金属元素吸收器内设置三层筛板并合理设置筛板之间的距离，天然气由筛板上的孔通过筛板后，气体被分散成多股小气流，不仅增加了气液接触的面积，还增加了气流的湍动，使天然气与吸收液充分接触，从而提高金属元素吸收率，提高后续金属元素含量检测的准确度。(2)、本专利技术的吸收装置中进气管、金属元素吸收器以及出气管均用石英制造，且在使用之前要先将进气管、金属元素吸收器以及出气管在酸液中浸泡12小时以上，这样避免了装置中杂质的存在对后续金属元素含量检测的影响，提高金属元素含量检测的准确度。(3)、本专利技术的装置结构简单、操作方便、便于携带，适用于在现场对天然气中的金属元素进行富集取样。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的吸收天然气中金属元素的装置的结构示意图；图2为示意筛板高度的示意图。图中标记分别表示：1、金属元素吸收器；11、吸收器外壳；12、第一层筛板；13、第二层筛板；14、第三层筛板；15、吸收液液面；2、进气管；3、出气管；4、防溢出结构；5、导管；6、气体流量检测装置；61、气体流量计；62、温度计；63、排气口。h1、第一层筛板到吸收器外壳底部的高度；h2、第二层筛板到吸收器外壳
底部的高度；h3、第三层筛板到吸收器外壳底部的高度；h4、吸收液液面高度。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术的第一方面提供一种吸收天然气中金属元素的装置，该吸收装置的结构如图1所示，该吸收装置包括：金属元素吸收器1，用于吸收天然气中的金属元素，与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气中金属元素的吸收装置，其特征在于，所述吸收装置包括：金属元素吸收器(1)，用于吸收天然气中的金属元素，与所述金属元素吸收器(1)底部连通的进气管(2)，用于向金属元素吸收器(1)内部输送天然气，与所述金属元素吸收器(1)顶部连通的出气管(3)，用于输出所述金属元素吸收器(1)内的天然气；所述金属元素吸收器(1)包括：吸收器外壳(11)，用于盛放金属元素吸收液，位于吸收器外壳(11)内的第一层筛板(12)，位于吸收器外壳(11)内的第二层筛板(13)，所述第二层筛板(13)距离吸收器外壳(11)底部的高度为第一层筛板(12)距离吸收器外壳(11)底部高度的2～2.5倍，位于吸收器外壳(11)内的第三层筛板(14)，所述第三层筛板(14)距离吸收器外壳(11)底部的高度为第一层筛板(12)距离吸收器外壳(11)底部高度的4～4.5倍，所述第一层筛板(12)、第二层筛板(13)以及第三层筛板(14)上设置有多个用于天然气通过的孔。

【技术特征摘要】
1.一种天然气中金属元素的吸收装置，其特征在于，所述吸收装置包括：金属元素吸收器(1)，用于吸收天然气中的金属元素，与所述金属元素吸收器(1)底部连通的进气管(2)，用于向金属元素吸收器(1)内部输送天然气，与所述金属元素吸收器(1)顶部连通的出气管(3)，用于输出所述金属元素吸收器(1)内的天然气；所述金属元素吸收器(1)包括：吸收器外壳(11)，用于盛放金属元素吸收液，位于吸收器外壳(11)内的第一层筛板(12)，位于吸收器外壳(11)内的第二层筛板(13)，所述第二层筛板(13)距离吸收器外壳(11)底部的高度为第一层筛板(12)距离吸收器外壳(11)底部高度的2～2.5倍，位于吸收器外壳(11)内的第三层筛板(14)，所述第三层筛板(14)距离吸收器外壳(11)底部的高度为第一层筛板(12)距离吸收器外壳(11)底部高度的4～4.5倍，所述第一层筛板(12)、第二层筛板(13)以及第三层筛板(14)上设置有多个用于天然气通过的孔。2.根据权利要求1所述的吸收装置，其特征在于，所述第二层筛板(13)距离吸收器外壳(11)底部的高度为第一层筛板(12)距离吸收器外壳(11)底部高度的2.3倍，所述第三层筛板(14)距离吸收器外壳(11)底部的高度为第一层筛板(12)距离吸收器外壳(11)底部高度的4.3倍。3.根据权利要求1所述的吸收装置，其特征在于，所述吸收器外壳(11)、第一层筛板(12)、第二层筛板(13)、第三层筛板(14)、进气管(2)以及出气管(3)的材质均为石英。4.根据权利要求1所述的吸收装置，其特征在于，所述第一层筛板(12)、第二层筛板(13)以及第三层筛板(14)上的孔的孔径为4.5～9μm。5.根据权利要求1所述的吸收装置，其特征在于，所述吸收装置还包括气体流量检测装置(6)，所述气体流量检测装置(6)通过导管(5)与所述出气
\t管(3)连通，用于检测通过所述金属元素吸收器(1)的天然气体积。6.根据权利要求1所述的吸收装置，其特征在于，所述出气管(3)上还设置有防溢出结构(4)，用于防止所述金属元素吸收器(1)内吸收液进入后续设备。7.一种天然气中金属元素的吸收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤(1)，将权利要求1所述的天然气中金属元素的吸收装置中的金属元素吸收器(1)、进气管(2)以及出气管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪玉洁，涂振权，迟永杰，周理，罗勤，杨芳，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11