用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管

技术领域

本发明涉及一种用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，属于轻质液体烃类如汽油、柴油、苯类、天然气以及液化石油气等石油产品总硫检测领域。

背景技术

硫含量是轻质液体烃类及其产品中一个重要的检测指标，随着环保要求的提高必须对液体烃类样品燃烧后排放气体中硫含量加以控制减少污染物的排放量及排放浓度，硫含量在线监测对改善石油加工过程及提高油品质量都具有重要意义。

紫外荧光总硫分析仪主要用于炼厂及相关石化产品生产企业，一般安装于化验室或流动检测车，用来检验采集样品中硫元素含量的检测系统。

紫外荧光总硫分析仪主要分析样品包括：调和汽、柴油、石脑油、煤油、苯类、烷烃类、瓦斯油、天然气和石油液化气等。

分析仪测量符合的标准：

①美国材料测试协会标准：ASTM D5453“Determination of Total Sulphur inLight Hydrocarbons,Motor Fuels and Oils by Ultraviolet Fluorescence”使用紫外荧光法确定轻烃、动力柴油和各种油类中的总硫含量。

②石化行业标准——仲裁分析方法:SH/T 0689轻质烃及发动机燃料和其它油品的总硫含量测定法(紫外荧光法，Designated the UV as the Arbitrate Method forSulfur Measurement)。

③国家标准：GB/T 17040-2008石油和石油产品硫含量测定。

目前紫外荧光总硫仪根据反应管放置方式分为垂直炉型和横式炉型，本发明是针对垂直炉型的紫外荧光总硫分析仪。

垂直炉型的紫外荧光总硫分析仪反应管通常采用两层管设计，内层石英管与外层石英管焊接在一起，焊接位置焊接氧气连接管，测焊接位置应密封，内层石英管一端伸出外层管，伸出位置焊接氩气连接管，此端为注入样品端，另一端不密封，还有厂家此端有一段设计为不透明石英管型式；内层石英管此端位于外层石英管整体长度1/3至1/2位置；外层石英管未与内层石英管焊接端焊接气体出口连接管。

紫外荧光总硫分析仪通常采用电加热炉加热并保持反应管在一定的温度，而电热炉的特性决定了加热炉高温区域位于加热炉中心位置，距中心位置越远，温度越低，整个加热区域温度并不是均匀分布的。

紫外荧光总硫分析仪通常都放置在实验桌台上，而且垂直炉型的紫外荧光总硫分析仪进样口都在上端，为了方便进样，分析仪的高度不可能无限制增大，这样就限制了加热炉的加热区域，当加热区域一定时，采用双层石英反应管，为了保证液体样品的充分气化，其内层石英管在外层石英管内的部分尺寸应尽量增加，但随着内层石英管长度增加，气化后样品燃烧区域就会相应减小，这样就会引起样品气化完全时其燃烧未必完全或者气化和燃烧都不完全，从而产生积碳现象，久而久之就会在反应管出口端积累由于不完全燃烧产生的炭黑，甚至积累在膜式干燥器中，当积碳严重时不但损坏反应管和膜式干燥器，还可能得到错误的测定结果。

发明内容

为了解决现有石英反应管产生的问题，本发明提供一种用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其特征在于：具有直径不同而在径向上相互间隔的内层石英管、中间层石英管以及外层石英管，其中：

内层石英管的上端通过进样管道连通有进样口与氩气进气口；内层石英管的下端具有开口；

外层石英管的上端与内层石英管的上端焊接密封于一顶面，在所述顶面上与内层石英管不相通的位置连通有氧气进气口，外层石英管的下端连通有气体出口；

中间层石英管的上端焊接于所述内层石英管的外壁上并且形成有1-8个豁口，所述中间层石英管的下端封闭并且位于内层石英管的下端的下方。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：所述内层石英管的内径5mm～8mm，壁厚1mm～5mm，长200mm～300mm。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：所述进样管道的内径与所述内层石英管的内径不相同。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：所述内层石英管下端的开口是整体开口、一字开口、十字开口或多孔形式的开口。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：所述进样口为螺纹进样口，螺纹部分的长度为5mm～10mm，所述氩气进气口连接在所述进样管道上距离所述螺纹的下端3mm～8mm处。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：外层石英管的内径27mm～40mm，壁厚1.5mm～3mm，长280mm～400mm。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：所述进样口伸出所述顶面15mm～20mm。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：所述中间层石英管的内径9mm～32mm，壁厚1mm～3mm，其上端距离顶面30mm～80mm，下端位于内层石英管的下端的下方2mm～20mm处。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：每个所述豁口长3mm～5mm，宽2mm～4mm。

所述的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，其中：所述中间层石英管的外壁与外层石英管的内壁之间设有不少于4个接触点，而且接触点不会导致中间层石英管与外层石英管之间形成密封。

采用本发明的三层石英管设计，其内层石英管和中间层石英管均为样品气化部分，相对于两层石英管来说，随着内层石英管和中间层石英管尺寸的增加，其气化部分尺寸成倍增加，而且燃烧部分尺寸可始终保持不变，并且相对于双层管来说增加了接近一倍，更好的保证了样品的气化和燃烧更加充分，从而减少了积碳的形成。

附图说明

图1是本发明提供的用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管的结构示意图。

附图标记说明：内层石英管1；进样管道11；开口12；中间层石英管2；豁口21；外层石英管3；顶面31；进样口4；氩气球型接头5；氧气球型接头6；气体出口球头7。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种用于垂直炉紫外荧光总硫分析仪的反应管，具有直径不同而在径向上相互间隔的内层石英管1、中间层石英管2以及外层石英管3，其中：

内层石英管1的内径5mm～8mm，壁厚1mm～5mm，长200mm～300mm；内层石英管1的上端与带有进样管道11的进样口4密封焊接而相连通，进样口4可供样品进入，所述进样管道11的内径与所述内层石英管1的内径可不相同；所述内层石英管1的下端具有开口12，所述开口12可以是整体开口、一字开口或十字开口、或多孔形式的开口；

所述进样口4可为螺纹进样口，螺纹部分的长度为5mm～10mm，端面平整，以便于使用胶垫密封；在所述进样管道11上距离所述螺纹的下端3mm～8mm处还以分支形式焊接有氩气球型接头5(作为氩气进气口)，所述氩气球型接头5距离所述进样管道11约20mm～30mm；

外层石英管3的内径27mm～40mm，壁厚1.5mm～3mm，长280mm～400mm；外层石英管3的上端与内层石英管1的上端焊接密封于一顶面31，且所述进样口4伸出所述顶面31约15mm～20mm；在所述顶面31上与内层石英管1不相通的位置焊接有氧气球型接头6(作为氧气进气口)，所述氧气球型接头6距离所述顶面31约20mm～60mm；所述外层石英管3的下端焊接有气体出口球头7，所述气体出口球头7距离所述外层石英管3的下端20mm～60mm；

中间层石英管2的内径9mm～32mm，壁厚1mm～3mm，长度与内层石英管1相关；所述中间层石英管2的上端焊接于所述内层石英管1的外壁上距离顶面31约30mm～80mm的位置，并在中间层石英管2的上端形成有1-8个豁口21，豁口21长3mm～5mm，宽2mm～4mm；所述中间层石英管2的下端封闭并且位于内层石英管1的下端的下方2mm～20mm处；

所述中间层石英管2的外壁与外层石英管3的内壁之间设有不少于4个接触点(接触点不会导致中间层石英管2与外层石英管3之间形成密封，未予图示)，以防止运输和使用过程中内层石英管1和中间层石英管2的脱落。

本发明使用时，样品由进样口4进入内层石英管1，氩气由氩气球型接头5进入内层石英管1，在外部加热作用下，样品发生气化然后与氩气一同由内层石英管1的下端流出，进入中间层石英管2继续气化，直至由中间层石英管2的上端的豁口21处流出，到达外层石英管3的上端位置；再与外层石英管3的上端的氧气球型接头6送入的氧气发生燃烧反应，燃烧完全之后，由外层石英管3的下端的气体出口球头7排出。

由此可见，本发明的内层石英管1和中间层石英管2均为样品气化部分，相对于两层石英管来说，随着内层石英管1和中间层石英管2尺寸的增加，其气化部分尺寸成倍增加；而且燃烧部分的尺寸始终保持不变，并且相对于双层管来说增加了接近一倍；因此，本发明可以保证样品的气化和燃烧更加充分，从而减少了积碳的形成。

本发明还对此进行了实验：

实验条件：

·氩气压力和氧气压力为200kPa左右

·氩气流速为130mL/min

·氧气流速为450mL/min

·加热炉温度为1050℃

标准样品测试结果参见表1，可以看出标准曲线线性符合国家标准要求。

表1标准样品测试结果

轻质烃类样品测试结果参见表2，可看出各类样品测试结果也符合要求

表2轻质烃样品测试结果

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。