CN105445401A - Voc在线监测装置 - Google Patents

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voc
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monitoring device
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孟磊
李天麟
裘骋操
郑晓霞
王琳琳
刘伟宁
刘立鹏
韩双来
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    • G01N30/02—Column chromatography
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Abstract

本发明提供了一种VOC在线监测装置，所述VOC在线监测装置包括除水模块，所述除水模块包括：气体管道，所述气体管道用于通过待测气体；离子源阵列，所述离子源阵列包括至少二个离子源，依次设置在平行于气体管道内气体流动方向的所述气体管道的一侧；电场，所述电场导引所述气体管道内的离子向气体管道的垂直于气体流动方向的侧部运动。本发明具有除水效率高、对VOC没有影响等优点。

Description

VOC在线监测装置
技术领域
本发明涉及VOC监测，特别涉及VOC在线监测装置。
背景技术
对环境大气中的VOC样品的分析，通常采用气相色谱方法，但样品中的水蒸气会对色谱分析造成较大的影响，原因主要为：(1)色谱分析保留时间受水汽影响容易产生漂移，从而影响在线监测的重复性和稳定性；(2)大量的水汽进入到色谱柱系统，会造成的色谱柱流失，影响色谱柱的使用寿命。
尤其地，环境空气中的微量低碳类VOCs样品(碳数小于4的组分)，在进行分析检测时，需要对样品进行富集，微量水汽的存在会影响组分的富集效率，采样量较大时会造成采样量降低等影响，进而影响测试结果的准确性；采用常规的Al2O3担体填料的色谱柱进行分离是，会造成较为严重的峰漂移和柱流失。
目前，针对VOCs在线监测中，除水方法主要为以下几种：
(1)半导体制冷除水：将样品经过使用半导体制冷的腔体，半导体制冷温度至4℃或更低温度(不可使水冰堵)，样品经过热交换，被冷却至较低温度，水汽会在半导体制冷器中冷凝，通过蠕动泵将冷凝的液态水排出除水器，起到除水的效果。但在制冷过程中，挥发性有机物组分也会随水蒸气的冷却而冷凝，产生一定的损失；
(2)膜除水：样品经过具有亲水特性的膜，水蒸气在力的作用下，可以被渗透穿过材料膜，在一定的载气作用下，渗透过的水汽，被带出系统，起到除水的效果。但对于极性较强的挥发性有机物组分，如酸、醇类物质，也会与亲水性膜产生一定的作用力，从而被带出系统；
(3)物理除水：通过具有吸水性的填料进行除水，如氧化锂等材料，水蒸气与氧化锂生成水合物，被除去，通过高温反吹，对氧化锂进行高温老化处理，从而实现重复使用，起到除水的效果。氧化锂类物质具有较强的潮吸特性，吸水效果太好，在使用过程中很容易出现成坨现象，造成系统堵塞；
(4)旋风式除水：在一定的流速下，将样品通过具有一定螺旋状结构的设计，样品中的水会在重力的作用下，被甩出系统，从而起到除水的作用。但该方法在除水过程中，部分溶于水的样品会随水带出系统，且系统死体积较大，容易造成检测峰拖尾、分叉等现象。
发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种水蒸气去除效果高、检测准确的VOC在线监测装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种VOC在线监测装置，所述VOC在线监测装置包括除水模块，所述除水模块包括：
气体管道，所述气体管道用于通过待测气体；
离子源阵列，所述离子源阵列包括至少二个离子源，依次设置在平行于气体管道内气体流动方向的所述气体管道的一侧；
电场，所述电场导引所述气体管道内的离子向气体管道的垂直于气体流动方向的侧部运动。
根据上述的VOC在线监测装置，所述气体管道采用导电材料。
根据上述的VOC在线监测装置，所述电场包括阳极、阴极，分别设置在所述气体管道的相对的两侧。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.利用水分子在电离情况下产生H3O+离子，H3O+离子与不同组分的亲和电势不同，亲和电势大的组分，与H3O+离子结合形成正离子，在电场的作用下，被富集；
2.不与H3O+发生质子转移反应的VOC样品，经过气体管道后被富集和分析，避免了当前常用除水方式对VOCs组分在线监测产生损失的影响。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例1的VOC在线监测装置的结构简图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例：
本发明实施例的VOC在线监测装置，所述VOC在线监测装置包括：
除水模块，图1示意性地给出了本发明实施例的除水模块的结构图，如图1所示，所述除水模块包括：
气体管道11，所述气体管道采用金属材料，用于通过待测气体；
离子源阵列12，所述离子源阵列包括至少二个离子源，依次设置在平行于气体管道内气体流动方向的所述气体管道的一侧；
电场，所述电场包括阳极13、阴极14，分别设置在所述气体管道的相对的两侧，用于导引所述气体管道内的离子向气体管道的垂直于气体流动方向的侧部运动。
上述VOC在线监测装置的工作过程为：
样品中的水汽在经过电离区时，经放电产生H3O+，产生的H3O+会与部分亲和势较大的组成发生质子转移反应。在样品传输管路中，样品传输的距离足够长，质子转移后的H2O继续经过放电生成H3O+；所有经过放电产生的正离子，在电场的作用下，被传输到样品传输管的一端，样品采集结束后，将该集中在一端的带电离子，通过增加一定的反向电压，在一定的载气作用下，送出气体管道。不与H3O+发生质子转移反应的VOC样品，经过气体管道后被富集和分析。由于组分在使用采样动力装置以一定的速度在进行传输，因此使用阵列式离子源，可以保证样品离子化效率更加完全。

Claims (3)

1.一种VOC在线监测装置，所述VOC在线监测装置包括除水模块，其特征在于：所述除水模块包括：
气体管道，所述气体管道用于通过待测气体；
离子源阵列，所述离子源阵列包括至少二个离子源，依次设置在平行于气体管道内气体流动方向的所述气体管道的一侧；
电场，所述电场导引所述气体管道内的离子向气体管道的垂直于气体流动方向的侧部运动。
2.根据权利要求1所述的VOC在线监测装置，其特征在于：所述气体管道采用导电材料。
3.根据权利要求2所述的VOC在线监测装置，其特征在于：所述电场包括阳极、阴极，分别设置在所述气体管道的相对的两侧。
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