CN101672775A - 海水中总有机碳自动在线监测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海水中总有机碳自动在线监测仪,它包括无机碳去除单元、进样单元、氧化单元、冷却单元、气液分离单元和二氧化碳检测单元,待测样品通过无机碳去除单元吹除无机碳,然后通过六通阀送入到管路中,与过硫酸钾硼酸钠溶液混合后,在紫外装置中加热并受紫外光照催化反应,将样品中有机碳氧化成无机碳酸盐再与盐酸混合后转化成碳酸,经气液分离后形成二氧化碳气体,最后进入非色散红外分析仪检测。本发明可同时测定水样中的无机碳和有机碳,实现海水中TOC的快速、自动在线测定。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋监测仪器,具体涉及一种海水中总有机碳自动在线监测仪。
背景技术
总有机碳(简称TOC)是表征水体中有机物质总量的综合指标,它代表了水体中有机物质的总和。TOC不仅能够反应水体受有机物质污染的程度,作为一种生源要素,还能够反应水体中生命活动的情况,而且,TOC对于研究碳的全球循环具有重要的作用。目前,TOC测定已经广泛应用到了江河、湖泊以及海洋监测等方面,逐步成为了水质监测的常规参数。
水体中TOC的测定通常由三个步骤组成:(1)样品的预处理,包括采样、过滤、酸化和除去无机碳;(2)水样中TOC的氧化,产物为易于检测的CO2,这是方法的核心;(3)氧化产物的检测,TOC氧化产生的CO2检测方法较多,有非色散红外吸收法(NDIR)、电导法、氢火焰离子化法等,其中非色散红外吸收法应用最普遍。
根据氧化原理不同,通常将TOC测定方法分为三类:
过硫酸钾氧化法:这是比较经典的方法,又称为湿化学氧化法,原理为:除去水样中的无机碳,用过硫酸钾做氧化剂,在密封的玻璃安瓿瓶中加热(温度为100℃左右),将TOC氧化,分析所产生的CO2来计算样品的TOC浓度。该方法设备简单,容易实施,但操作繁琐,精密度不是很高,不易实现自动连续测定。
紫外-过硫酸钾氧化法:在氧化剂过硫酸钾存在下,用高强度紫外光照射水样,使其中的有机物分解生成无机碳,根据所产生的CO2或者CH4分析有机碳含量,该法的最大优点是易于自动分析。
高温燃烧法:除去无机碳的海水样品,注入装有催化剂的石英燃烧管中,在高温下将有机物定量氧化成CO2,CO2浓度与水样中的有机碳成正比。该法对有机物氧化完全,但缺点是测定海水时需要的耗材过多,价格较昂贵。
目前市场上已经有利用这些原理制作的仪器,主要存在以下问题:(1)国产仪器精密度低,检出限高,只能用于工业污水等淡水体系中高浓度TOC的测定,不能满足海水中低浓度TOC的分析;(2)国外进口仪器价格昂贵,关键部位氧化管需要经常更换,不但造成测定成本过高,不适合我国国情,而且增加了仪器的维护难度,影响了数据的延续性;(3)目前市售仪器均没有很好的实现TOC的自动在线监测,尤其是不能实现船载实时测定,不能满足海洋调查的全方位、立体化监测需要。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种海水中总有机碳自动在线监测仪,利用自动控制实现进样、测定和数据处理的自动化,可实现TOC的自动在线测定。
本发明包括无机碳去除单元、进样单元、氧化单元、冷却单元、气液分离单元和二氧化碳检测单元。其中:
(1)所述无机碳去除单元有两个入口,分别与待测样品源和酸化试剂磷酸相连。电磁阀的开闭控制磷酸的加入,气体压力提供动力,载气从下往上吹除酸化后样品中的无机碳。单元内有4个铂金电极,分别控制进样和出水水位。
(2)所述进样单元,位于进样口端和无机碳去除单元之间,进纯水口端和纯水瓶之间分别连接有蠕动泵,六通阀,另外两个端口连接定量圈,六通阀在两个状态间切换,一个状态进纯水,另一个状态进样品,这样能保证管路中一直充满液体,同时实现自动进样。样品先在一个三通中与氧化剂(过硫酸钾和硼酸钠的混合溶液)混合,然后在下一个三通与载气混合。在此,过硫酸钾用于氧化样品中有机物,硼酸钠作为缓冲剂,保证氧化反应的pH值维持在8.5左右。载气为用碱石灰去除了二氧化碳的空气,用于分隔样品,避免前后样品相混。样品在与氧化剂和载气混合后,进入混合圈进行充分的混合,然后进入氧化单元。
(3)所述氧化单元的核心部件是石英螺旋管和紫外灯,石英螺旋管用高纯石英管绕成螺旋状,将500W紫外灯包围在中心,整个装置放置在一个恒温、常压、防紫外光透过的容器中。温度通过传感器和直流风机控制在80~100℃之间。
(4)所述气液分离单元由气液混合件和分离件组成,样品在混合件里与载气混合,然后进入分离件,在分离件中,气液在平铺板上由于折流作用分离,载气载带着分离出的二氧化碳上行,液体顺着平铺板及引流柱下行,由排废口流出,三层半径不一的平铺板保证了气液分离的高效率,从而达到气液分离的目的。
(5)所述二氧化碳检测单元包括电子冷凝器,除卤管,过滤器,二氧化碳气体传感器,工控机。气体先通过冷凝器,冷却到2℃左右除去水蒸气,再通过除卤管,除去可能存在的卤素气体,然后通过过滤器,除去可能存在的颗粒物,最后进入二氧化碳检测器,产生的信号传送到工控机。
本发明的工作过程为:向待测样品中加入磷酸,载气从下往上吹除样品中的无机碳,然后将定量体积的样品,通过六通阀送入到管路中,六通阀转向,继续向管路中进纯水,将样品间隔开,在三通处与过硫酸钾硼酸钠溶液混合。经过混合螺旋圈混合均匀后,在紫外装置中加热并受紫外光照催化反应,样品中有机碳氧化成无机碳酸盐。经过螺旋圈降温后,在三通处与盐酸混合后无机碳酸盐转化成碳酸。进入气液分离器后,载气将溶液中的碳酸吹成二氧化碳气体进入电子冷却器,在电子冷却器中,气体中的水蒸气转化成液体排出,二氧化碳气体经过脱卤柱和膜过滤器后进入非色散红外分析仪检测。
本发明与已有技术相比,采用了较温和的紫外-过硫酸盐氧化;通过去除无机碳单元,最大程度地减小了无机碳的影响;六通阀自动定量进样,特殊的气液分离单元,使得绝大多数的二氧化碳气体进入了检测器检测,保证了测量的准确度;可同时测定水样中的无机碳和有机碳,实现海水中TOC的快速、自动在线测定;运行成本低,能在现场连续自动测量,及时提供TOC的相关数据,可以满足海洋调查日益发展的需要,为全方位立体化研究海洋服务;应用范围广,不但能够应用于海洋研究、海洋监测和海洋渔业等海洋领域,还可用于淡水的研究监测和环保部门,有着巨大的产业前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中,1-样品瓶,2-废液瓶,3-磷酸瓶,4-纯水瓶,5-氧化剂瓶,6-盐酸瓶,701~706-蠕动泵,801~804-电磁阀,9-无机碳分离反应器,10-六通阀,11-定量环,12-空气处理器,13-四通,14-混合圈,15-石英管,16-紫外灯,17-催化反应箱,18-冷却管,19-三通,20-混合圈,21-气液混合件,22-气液分离件,23-电子除湿器,24-除卤管,25-过滤器,26-CO2气体传感器,27-工控机
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进一步说明。
如图1所示,本发明测定前需要开机预热30min,待紫外装置17中温度稳定后,开启蠕动泵703-706和电磁阀802和804。样品由泵701泵入去除无机碳装置,并进液到一定高度后,电磁阀803开启1秒后关闭,打入磷酸溶液,然后电磁阀802开启,载气开始鼓泡,去除无机碳。吹气持续3分钟后,电磁阀802关闭,蠕动泵702开启,同时蠕动泵703关闭,开始进样。进样1mL后蠕动泵702关闭,703开启,泵入用作载流的纯水。样品分别与氧化剂和载气在2个三通混合后,进入混合圈13进行充分混合,然后进入催化反应箱17中进行紫外和化学氧化,样品中的有机碳定量氧化为无机碳酸盐,氧化后的样品进入冷却管18降至室温,在接下来的三通19中与盐酸汇合,进入混合圈20混合均匀,使无机碳转化为二氧化碳,在气液混合件21中与高纯氮气混合,在气液分离件22中,二氧化碳在氮气载带下和液体分离,进入气相。含有二氧化碳的气体进入电子冷凝器23中除去水蒸气,在脱卤柱24中除去卤化物,在膜过滤器25中除去颗粒物后,进入二氧化碳气体传感器26检测,由内置式工控机27记录并分析数据。
Claims (6)
1.一种海水中总有机碳自动在线监测仪,其特征是包括吹除酸化后样品中无机碳的无机碳去除单元、自动定量进样的进样单元、将有机碳氧化成无机碳酸盐的氧化单元、冷却单元、气液分离单元和二氧化碳检测单元。
2.根据权利要求1所述的海水中总有机碳自动在线监测仪,其特征是所述无机碳去除单元有两个入口,分别与待测样品源和酸化试剂磷酸相连,载气从下往上吹除酸化后样品中的无机碳。
3.根据权利要求1所述的海水中总有机碳自动在线监测仪,其特征是所述进样单元位于进样口端和无机碳去除单元之间,包括蠕动泵,六通阀和定量圈。
4.根据权利要求1所述的海水中总有机碳自动在线监测仪,其特征是所述氧化单元包括石英螺旋管和紫外灯,石英螺旋管将紫外灯包围在中心,放置在一个恒温、常压、防紫外光透过的容器中。
5.根据权利要求1所述的海水中总有机碳自动在线监测仪,其特征是所述气液分离单元包括气液混合件和分离件,样品在混合件里与载气混合,然后在分离件中被分离,载气载带着分离出的二氧化碳上行。
6.根据权利要求1所述的海水中总有机碳自动在线监测仪,其特征是所述二氧化碳检测单元包括电子冷凝器,除卤管,过滤器,二氧化碳气体传感器和工控机。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103196896A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-10 | 四川大学 | 一种水样中总有机碳检测的连续流动分析方法 |
CN103293327A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 国家海洋局第三海洋研究所 | 一种大气pCO2自动监测系统 |
CN103636532A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 浙江海洋学院 | 碳汇信息化海洋牧场 |
CN103814840A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-05-28 | 浙江海洋学院 | 具有碳汇监测功能的网箱 |
CN104330526A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-02-04 | 成都创源油气技术开发有限公司 | 页岩有机碳含量分析简易装置 |
CN105136707A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-09 | 华南理工大学 | 一种挥发性有机物含量及催化氧化净化效率的检测装置 |
CN105675832A (zh) * | 2015-12-05 | 2016-06-15 | 张开航 | 测定总有机碳(toc)的装置和方法 |
CN107655875A (zh) * | 2017-05-26 | 2018-02-02 | 四川大学 | 基于高强度紫外光氧化和尖端放电的总有机碳分析方法 |
CN107782724A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-03-09 | 深圳市朗诚科技股份有限公司 | 一种营养盐原位分析仪及营养盐含量分析方法 |
CN110274856A (zh) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于探测微尘颗粒的传感器标签和防尘面具 |
-
2009
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Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103196896A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-10 | 四川大学 | 一种水样中总有机碳检测的连续流动分析方法 |
CN103293327B (zh) * | 2013-06-28 | 2014-08-13 | 国家海洋局第三海洋研究所 | 一种大气pCO2自动监测系统 |
CN103293327A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-11 | 国家海洋局第三海洋研究所 | 一种大气pCO2自动监测系统 |
CN103636532B (zh) * | 2013-11-29 | 2015-07-08 | 浙江海洋学院 | 碳汇信息化海洋牧场 |
CN103814840A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-05-28 | 浙江海洋学院 | 具有碳汇监测功能的网箱 |
CN103636532A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 浙江海洋学院 | 碳汇信息化海洋牧场 |
CN103814840B (zh) * | 2013-11-29 | 2016-09-28 | 浙江海洋学院 | 具有碳汇监测功能的网箱 |
CN104330526A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-02-04 | 成都创源油气技术开发有限公司 | 页岩有机碳含量分析简易装置 |
CN104330526B (zh) * | 2014-10-13 | 2016-02-03 | 成都创源油气技术开发有限公司 | 页岩有机碳含量分析简易装置 |
CN105136707A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-09 | 华南理工大学 | 一种挥发性有机物含量及催化氧化净化效率的检测装置 |
CN105136707B (zh) * | 2015-09-25 | 2018-02-27 | 华南理工大学 | 一种挥发性有机物含量及催化氧化净化效率的检测装置 |
CN105675832A (zh) * | 2015-12-05 | 2016-06-15 | 张开航 | 测定总有机碳(toc)的装置和方法 |
CN107655875A (zh) * | 2017-05-26 | 2018-02-02 | 四川大学 | 基于高强度紫外光氧化和尖端放电的总有机碳分析方法 |
CN107782724A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-03-09 | 深圳市朗诚科技股份有限公司 | 一种营养盐原位分析仪及营养盐含量分析方法 |
CN110274856A (zh) * | 2018-03-14 | 2019-09-24 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于探测微尘颗粒的传感器标签和防尘面具 |
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