分析仪可以检测各煤种煤层自然发火气体多组分,其配套的矿井灾害预报监测系统软件根据专用仪器分析的结果可以预测预报火灾、爆炸危险性,指导矿井灾害防治措施的制定与实施。
煤矿灾害气体专用分析仪是基于安捷伦(Agi-lent)的色谱平台,针对煤矿灾害气体组成特点设计了两种专用分析仪。Agilent Micro3000便携式色谱仪多通道配置,防震车载设计,适合救灾现场火灾气体分析。Agilent 6890(或6820)气相色谱仪(GC)配置气路自动阀控系统,热导检测器(TCD)、氢火焰离子化检测器FID)、镍催化炉和毛细柱,可实现煤矿灾害气体时空分配和分时检测,适合煤矿灾害复杂组分的智能化分析。
本文重点讨论用于煤矿实验室用Agilent6890GC灾害气体分析系统。
1 色谱仪气路控制及灾害气体组分分时控制系统
Agilent 6890气相色谱分析系统阀路配置及气路流程如图1所示。
系统配置2个6通阀和1个10通阀,实现气路
图1 Agilent 6890煤矿灾害气体分析专用气相色谱分析阀路配置及气路流程图
切换和常量、微量组分时空分配,操作按预定程序进行,具有简单灵活的特点。专为常、微量分共存的灾害混合气体分析设计,低浓度CO、CO2经镍催炉转化为CH4由FID检测,最小检测浓度<0.5×10-6。当CO、CO2浓度>1%时,通过切换阀1旁路镍催化炉,直接由TCD检测。同样高浓度氧气或其它对镍催化炉的转化效率影响较大的组分,也可通过切换阀1旁路镍催化炉。
2 分析方法描述
气体样品经10通气体进样阀(阀3)由预柱预分离,使O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2,C3H6、C3H8及C4烃类从进样口进入柱1,重于C4的烃类通过切换阀3反吹至出口1。CH4及在柱1上共分离出的组分O2、N2、CO进入柱2后,当C02等组分尚未进入柱2时,切换阀2到“ON”位置(图上为off位置),使O2、N2、CO和CH4隔离在柱2,同时CO2,C2H2,C2H4,C2H6在柱2上分离,由FID检测,其中CO2是通过镍催化炉转化成CH4后被FID检测的。待C2H6出峰后,切换阀2到“OFF”位置(图中位置),使O2、N2、CO和CH4在柱2上分离,O2、N2由TCD检测,CH4和CO(经过镍催化炉转后)由FID检测。当CO出峰后,阀2再次切换到“ON”位置,使C3H6、C3H8及C4旁路柱2由FID检测。
