一、氣體采樣方法

 

氣體采樣方法主要分為直接采樣和間接采樣兩種方式，這兩種采樣方式一般都可以用容器裝氣體采樣或管道氣體采樣。只不過(guò)采用管道氣體采樣方法的話，直接采樣分“連續(xù)采樣”和“間斷采用”之分，間接采樣有“點(diǎn)采樣”和“累積采樣”之分，具體看采樣的目的是什么。常規(guī)情況下，一般推薦盡量采用直接采用法，使用容器裝氣體，這樣采集的氣體樣品相對(duì)固定不變且均勻。間接采樣時(shí)，在采樣和分析過(guò)程中，可能產(chǎn)生損失，這就需要進(jìn)行研究并合成到不確定度中。

 

當(dāng)有如下目的時(shí)，建議可以采用管道氣體采樣。

 

1.測(cè)試氣體的瞬時(shí)組成；

 

2.測(cè)試氣體特定時(shí)間段內(nèi)的平均組成；

 

3.在特定時(shí)間重復(fù)采樣確定氣體組成的變化；

 

4.將連續(xù)的樣品通入分析儀，既要測(cè)量極限濃度又要測(cè)量平均濃度。

 

二、氣體采樣基本要求

 

1.采樣者應(yīng)受過(guò)專門培訓(xùn)，熟知欲采集樣品的性質(zhì)以及可能存在的危險(xiǎn)性，熟知采樣時(shí)的防護(hù)措施、規(guī)避各種危險(xiǎn)性的預(yù)防措施以及在緊急情況時(shí)應(yīng)采取的行動(dòng)和防護(hù)措施。

 

2.應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行采樣，在采樣容器上標(biāo)明物料的性質(zhì)和危險(xiǎn)性；當(dāng)有毒和有害樣品的壓力釋放到真空或非有害樣品釋放到大氣壓力后，樣品容器方可卸下采樣容器。

 

3.采樣設(shè)備應(yīng)能滿足待采集樣品的條件，如溫度、壓力、流量、熱膨脹等。帶壓使用的采樣容器應(yīng)進(jìn)行壓力測(cè)試，以確定其使用壓力，并在容器上標(biāo)明其最大安全使用壓力。液化氣體采樣容器應(yīng)預(yù)留充足的空間，不能過(guò)量充裝，能耐受液化氣體完全氣化后的壓力，并在容器上永久標(biāo)明預(yù)留管底端位置）和需要充裝的量）。采樣設(shè)備的連接方式應(yīng)能與采樣壓力和密封性要求相適應(yīng)。

 

4.采樣系統(tǒng)應(yīng)具有必要的減壓、控制流速、泄壓、切斷裝置以及尾氣處理（包括置換時(shí)排空的氣體和液化氣體采樣過(guò)量時(shí)排空的氣體）或排空裝置，以避免環(huán)境污染或人員傷害。建議在減壓器之后安裝截止閥

 

5.采樣地點(diǎn)應(yīng)有出入安全通道、符合要求的照明以及通風(fēng)條件以及必要的安全設(shè)施（如對(duì)于可燃?xì)怏w和有毒氣體采樣，采樣點(diǎn)應(yīng)有泄漏報(bào)警及防爆等安全措施）等；

 

6.在整個(gè)儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)采取措施保護(hù)采樣容器不被損壞。例如，在采樣容器氣體進(jìn)出口配有合適的防護(hù)設(shè)備，如防護(hù)帽或閥門等。在保存和運(yùn)輸過(guò)程中要同時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離熱源，防止日光曝曬，避免樣品溫度出現(xiàn)大幅度變化，液化氣體采樣容器應(yīng)一直保持涼爽。

 

四、避免氣體采樣誤差的方案

 

想要采集到代表性的樣品，影響采樣的主要技術(shù)因素在于采用系統(tǒng)。此外就是壓縮氣體采樣中可能產(chǎn)生的凝析問(wèn)題也需要妥善解決。

 

采樣系統(tǒng)誤差解決方案

 

1.采樣系統(tǒng)的吸附、反應(yīng)和滲透問(wèn)題解決方案

 

此類問(wèn)題可以通過(guò)選用合適材質(zhì)的采樣設(shè)備來(lái)避免，然而，有些微小的吸附有時(shí)是難以克服的，此時(shí)，可對(duì)采樣系統(tǒng)進(jìn)行伴熱或長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)吹掃。此外我們還應(yīng)該對(duì)采樣系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，并在不確定度評(píng)估中考慮吸附產(chǎn)生的影響。直接采樣系統(tǒng)的評(píng)估應(yīng)按GB/T37180進(jìn)行，而間接取樣系統(tǒng)應(yīng)使用已知成分的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行驗(yàn)證，然后進(jìn)行分析。分析結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)氣體含量的一致性表明了采樣系統(tǒng)的完整性。

 

2.采樣系統(tǒng)的泄漏和擴(kuò)散問(wèn)題解決方案

 

采樣系統(tǒng)的泄漏不僅可以使系統(tǒng)內(nèi)的氣體泄漏出，并且還可使空氣擴(kuò)散進(jìn)入采樣系統(tǒng)（組分的分壓決定擴(kuò)散的方向），從而影響樣品的濃度。所以我們應(yīng)該首先對(duì)采樣系統(tǒng)進(jìn)行氣密性測(cè)試，確保采樣系統(tǒng)無(wú)泄漏，以確保在采用過(guò)程中樣品不被污染或樣品組成發(fā)生改變甚至引發(fā)危險(xiǎn)事故等。同時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，例如，采用較長(zhǎng)的放空管線，以避免氣體放空處空氣的反擴(kuò)散。

 

3.采樣系統(tǒng)的置換問(wèn)題解決方案

 

為避免采樣系統(tǒng)中殘留的氣體樣品或空氣的影響，在采樣前，應(yīng)對(duì)采樣系統(tǒng)進(jìn)行充分置換，若置換不徹底，可能產(chǎn)生完全錯(cuò)誤的結(jié)果。氣體采樣常用的置換方法有連續(xù)吹掃置換法、抽真空置換法、充氣排空置換法。我們需要根據(jù)樣品不同的性狀、儲(chǔ)存和輸送方式等，選擇具體的方法。在采樣過(guò)程中，往往都是幾種置換方法相結(jié)合。對(duì)于檢測(cè)氣體中的非活性組分，我們需要估算出連續(xù)吹掃置換法所需的時(shí)間和充氣排空置換次數(shù)。尤其是易吸附的活性組分，則需要更多的吹掃時(shí)間和置換次數(shù)。

 

壓縮氣體采樣出現(xiàn)凝析問(wèn)題解決方案

 

1.問(wèn)題產(chǎn)生的原因

 

a.由于焦耳-湯姆遜冷卻效應(yīng)，通過(guò)減壓閥或流量控制器（如針型閥、質(zhì)量流量控制器、毛細(xì)管裝置）調(diào)節(jié)壓力和流量時(shí)，可能會(huì)造成溫度降低；

 

b.采用充氣排空法置換采樣管線時(shí)的排空以及采樣容器的排空過(guò)程，因壓力和流量損失，可能產(chǎn)生凝析。

 

c.從壓力容器采樣時(shí)，由于絕熱膨脹，容器內(nèi)可能出現(xiàn)凝析。

 

2.問(wèn)題解決方案

 

a.為避免以上可能引起的凝析，應(yīng)盡量減少流量控制器的壓降。流量控制器的流動(dòng)特性通常由制造商給出，有關(guān)信息足以判斷所選的流量控制器能否控制要求的流量。計(jì)算壓降時(shí)，還應(yīng)該考慮輸送管線尺寸（內(nèi)徑及長(zhǎng)度）。

 

b.使用多個(gè)減壓閥分級(jí)降低壓力，在放空管線上增加流量（或壓力）控制和或顯示設(shè)備，或在采樣容器、分析儀器出口增加延長(zhǎng)管（一般長(zhǎng)度為0.6m～1.2m），有助于降低凝析的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)采樣系統(tǒng)進(jìn)行加熱是最有效的方法，在減壓的情況下，應(yīng)從減壓器的上游進(jìn)行加熱。

 

c.間接采樣的情況下，還需要對(duì)采樣容器進(jìn)行加熱并保溫運(yùn)輸和存儲(chǔ)。加熱溫度應(yīng)保證不會(huì)產(chǎn)生任何凝析，需要的熱量取決于氣體的組成、壓力降、壓力、溫度和流量等。

 

五、客戶反饋

 

氣體采樣是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的工作， 包括采樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、采樣系統(tǒng)的構(gòu)建及其采樣設(shè)備的選擇、采樣方案設(shè)計(jì)、采樣誤差規(guī)避以及采樣安全等等問(wèn)題都需要考慮到。我們?cè)谥贫ǚ桨笗r(shí)，盡量將失誤、疏忽導(dǎo)致的問(wèn)題影響降到最低，保證方案的可實(shí)施性，嚴(yán)密性。