CN112973379A - 挥发性气体捕集阱以及挥发性气体吹扫捕集装置 - Google Patents

Abstract

涉及环保技术，本申请提供了一种挥发性气体捕集阱以及挥发性气体吹扫捕集装置，挥发性气体捕集阱包括捕集管、导热层以及加热层，所述捕集管内包括吸附剂，所述捕集管呈U形，所述导热层包覆在所述捕集管外，所述加热层包括电加热丝，所述电加热丝产生的热量经所述导热层传导至所述捕集管；所述电加热丝包括电热丝、绝缘导热薄膜以及管壳，所述管壳包括内管腔，所述电热丝贯穿所述内管腔，所述绝缘导热薄膜包覆在所述电热丝外，所述绝缘导热薄膜位于所述管壳与所述电热丝之间。新式结构的捕集阱，采用新式电加热管，能实现快速加热，实测升温速率可达30摄氏度/秒，可显著提升捕集阱脱附效率。

Description

挥发性气体捕集阱以及挥发性气体吹扫捕集装置

技术领域

本申请涉及环保技术，尤其涉及一种挥发性气体捕集阱以及挥发性气体吹扫捕集装置。

背景技术

吹扫捕集装置是用于分析样品中可挥发的有机物的仪器。工作时，吹扫捕集装置利用吹扫气持续通入吹扫管内鼓泡，以带动样品中挥发性的组分随吹扫气逸出，再通过装有吸附剂的捕集装置进行浓缩；吹扫一定时间后，将捕集装置中的气体导入分析仪内进行分析。

现有捕集装置一般是在捕集管设加热装置，以便于在脱附步骤中对捕集管内吸附剂进行加热，从而将其中挥发性气体脱附，但现有捕集装置脱附效率较低，是此类设备耗时最多且耗能最大的部分，同时，由于时间较长，受环境影响较大，带来了脱附率不稳定，脱附率低的问题，这将影响检测结果的准确性。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本申请提供了一种挥发性气体捕集阱以及挥发性气体吹扫捕集装置，以解决现有捕集阱脱附效率低的问题。

第一方面，本申请提供了一种挥发性气体捕集阱，包括捕集管、导热层以及加热层，所述捕集管内包括吸附剂，所述捕集管呈U形，所述导热层包覆在所述捕集管外，所述加热层包括电加热丝，所述电加热丝产生的热量经所述导热层传导至所述捕集管；所述电加热丝包括电热丝、绝缘导热薄膜以及管壳，所述管壳包括内管腔，所述电热丝贯穿所述内管腔，所述绝缘导热薄膜包覆在所述电热丝外，所述绝缘导热薄膜位于所述管壳与所述电热丝之间。

新式结构的捕集阱，采用新式电加热管，能实现快速加热，实测升温速率可达30摄氏度/秒，可显著提升捕集阱脱附效率。

根据本申请实施例，所述电加热丝盘绕于所述导热层外。

根据本申请实施例，所述导热层为盘绕在所述捕集管外的高导热率金属丝。

根据本申请实施例，所述加热层还具有多个温度检测装置，多个所述温度检测装置在所述加热层中间隔设置。

根据本申请实施例，所述绝缘导热薄膜为氧化镁薄膜。

根据本申请实施例，所述绝缘导热薄膜为聚酰亚胺与氧化镁的复合薄膜。

根据本申请实施例，所述绝缘导热薄膜是以平均粒径为200nm的纳米氧化镁颗粒，按25%至30%质量百分比均匀地分散在含氧磷聚酰亚胺基体中，以溶腔-凝胶法制备而成。

根据本申请实施例，所述加热层升温速率为25至35℃/秒。

根据本申请实施例，所述加热层升温速率为30℃/秒。

根据本申请实施例，所述捕集管是外径为3mm至5mm，内径为1.5mm至3.5mm的不锈钢管。

根据本申请实施例，所述捕集管是外径为3.2mm，内径为1.6mm的不锈钢管。

其中利用电泳沉积法在电热丝上沉积了氧化镁薄膜。700℃退火处理后的样品为多晶结构，退火后的薄膜样品由尺寸分布相对均匀的晶粒组成，晶粒大小在1-5µm 之间。

第二方面，本申请提供一种挥发性气体吹扫捕集装置，包括吹扫管、捕集阱、分析仪以及除水阱，所述捕集阱为如前所述的挥发性气体捕集阱。

根据本申请实施例，所述吹扫管包括吹扫气入口、吹扫气出口以及待测水样加水口，一个选通阀通过管路连通于所述吹扫气出口，所述捕集阱连通于所述选通阀，所述分析仪以及除水阱也连通于所述选通阀，所述吹扫气出口通过所述选通阀实施与所述捕集阱的选择性接通，所述捕集阱通过所述选通阀实施与所述分析仪或所述除水阱的选择性接通。

根据本申请实施例，还包括进样管路，所述进样管路包括四通排阀以及注射泵，通过所述四通排阀选通进样，通过所述注射泵向所述吹扫管方向供应样品。

根据本申请实施例，还具有吹扫支管路，连通至所述选通阀，以便于向所述选通阀、所述捕集阱、所述分析仪或所述除水阱供给吹扫气流。

根据本申请实施例，还包括机柜、门板、安装板以及电气板，所述门板通过门铰链可开合地安装于所述机柜的开放面，所述安装板通过铰链可转动地安装于所述机柜内，所述电气板安装于远离所述安装板的一侧。

根据本申请实施例，所述吹扫管、所述捕集阱、所述分析仪以及所述除水阱安装于所述安装板。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请提出一种挥发性气体捕集阱，主要在捕集管外包覆一个快速导热层，而导热层外为加热层，加热层由电加热丝组成，电加热丝中在电热丝与管壳之间填充绝缘导热薄膜，而不是填充绝缘导热粉料，同功率情形下电加热丝的线径大幅下降，同样面积下热功率密度较大提高，同时绝缘导热薄膜导热率更高，从而便于实现对捕集管的快速加热。另一方面，由于捕集阱组成材料中均为高导热率材料，所以不仅仅可以实现快速升温，同时还便于向外进行快速散热，以便于在捕集吸附阶段需要降温时，可以快速降温。由于加热层的厚度的体积均大幅减少了，所以捕集阱降温或升温所需的能量均能大大降低，且速率更高。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种挥发性气体捕集阱的剖面结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种挥发性气体捕集阱中电加热丝的局部剖面结构示意图；

图3中几种升温速率对比例中捕集阱对于挥发性有机化合物的脱附效率比对图；

图4为本申请实施例提供的一种挥发性气体吹扫捕集装置部件组成结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种挥发性气体吹扫捕集装置正面结构示意图；

图6为沿图5中A-A线的剖视结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种挥发性气体吹扫捕集装置立体结构示意图；

图8为本申请实施例提供的挥发性气体吹扫捕集装置安装板前侧所视结构示意图；

图9为本申请实施例提供的挥发性气体吹扫捕集装置安装板后侧所视结构示意图。

附图说明：

吹扫管1；驱动阀111；

除水吹扫阀112；反吹阀113；

吹均阀114；干吹阀115；

吹扫排气阀116；反吹排气阀117；

注射泵2；

四通排阀3；吹水阀31；

质控阀32；标液阀33；

水样阀34；空气阀35；

注射阀36；排液阀37；

进样阀38；吹扫气口CSQ；

排空口PK；排气口PQ；

废液口FY；选通阀90；

流量计4；

压力表5；恒温箱6；

捕集阱7；捕集管71；

导热层72；加热层73；

电热丝733；绝缘导热薄膜732；

管壳731；风扇8；

气电磁阀组9；转接线板10；

水电磁阀组11；除水阱12；

门板101；安装板102；

电气板104；门铰链105；

铰链106；机柜103。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围，因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有捕集装置脱附效率较低，同时脱附率不稳定，脱附率低，检测结果准确性差的技术问题。本申请提出一种挥发性气体捕集阱，主要思路在于，在捕集管外包覆一个快速导热层，而导热层外为加热层，加热层由电加热丝组成，电加热丝中在电热丝与管壳之间填充绝缘导热薄膜，而不是填充绝缘导热粉料，同功率情形下电加热丝的线径大幅下降，同样面积下热功率密度较大提高，同时绝缘导热薄膜导热率更高，从而便于实现对捕集管的快速加热。另一方面，由于捕集阱组成材料中均为高导热率材料，所以不仅仅可以实现快速升温，同时还便于向外进行快速散热，以便于在捕集吸附阶段需要降温时，可以快速降温。由于加热层的厚度的体积均大幅减少了，所以捕集阱降温或升温所需的能量均能大大降低，且速率更高。

为便于更具体地理解本申请的技术思路，以下结合附图对本申请示例性实施例说明如下：

图1为本申请实施例提供的一种挥发性气体捕集阱的剖面结构示意图，以及图2为本申请实施例提供的一种挥发性气体捕集阱中电加热丝的局部剖面结构示意图；第一方面，本申请提供了一种挥发性气体捕集阱，其主要包括捕集管71、导热层72以及加热层73，所述捕集管71内填充有吸附剂，所述捕集管71呈U形，所述导热层72包覆在所述捕集管71外，所述加热层73包括电加热丝，所述电加热丝产生的热量经所述导热层72传导至所述捕集管71。见图2中示例，所述电加热丝主要包括电热丝733、绝缘导热薄膜732以及高导热管壳731，所述管壳731包括内管腔，所述电热丝733贯穿所述内管腔，所述绝缘导热薄膜732包覆在所述电热丝733外，所述绝缘导热薄膜732位于所述管壳731与所述电热丝733之间。

其中捕集管71内吸附剂示例可以为：Tenax™ TA 60/80或者Carbopack® C。当然可以理解的是，本领域技术人员显然可以理解的是，还可以配置预先经过老化的活性炭，以便于吸收特定范围的成份，从而将更浓缩的目标成份向下游的分析设备输出。

在本申请的具体实施例中，其中导热层72为连续盘绕在所述捕集管71外的高导热率金属丝，其中金属选择为导热系数在200（W/mK)以上的金属材质，比如铜丝或铝丝。而加热层73是由电加热丝连续盘绕于所述导热层72外形成，其中在加热层73上、中、下几个位置或更多位置上可以插入多个测温传感片，测温传感片可在电加热丝之间，以便于实时获取加热层73的温度，以此来实时测量加热层的温度，从而实现更精准的闭环控制。

再一方面，所述绝缘导热薄膜732可选择为氧化镁薄膜。具体可利用电泳沉积法在电加热丝外表面外沉积形成氧化镁薄膜。成膜后再经700℃退火处理后形成为多晶结构，退火后的薄膜由尺寸分布相对均匀的晶粒组成，晶粒大小在1-5µm之间。直接在电加热丝外表面成膜具有结构稳定，传热效率高的效果。

另一实施例中，所述绝缘导热薄膜732还可以选择为聚酰亚胺与氧化镁的复合薄膜。具体可以为，所述绝缘导热薄膜732是以平均粒径为200nm的纳米氧化镁颗粒，按25%至30%质量百分比均匀地分散在含氧磷聚酰亚胺基体中，以溶腔-凝胶法制备而成。以独立胶膜的实施例，可以便于委外进行定制采购，薄膜生产厂家可以按要求供应以上特定需求的聚酰亚胺与氧化镁的复合薄膜管料，从而便于快速投产以及减少设备投资。

根据本申请实施例新式加热层结构中，所述加热层73升温速率在为25℃/秒至35℃/秒之间，优选地所述加热层73升温速率为30℃/秒。以便于提升捕集阱的脱附效率和最终脱附率。这一点可根据图3的实验对比图进行证明，提高加热层73升温速率可以显著提升捕集阱的脱附效率和最终脱附率，从而缩短测量系统的测试周期和提升测量数据的准确性。

根据本申请实施例，所述捕集管71是外径为3mm至5mm，内径为1.5mm至3.5mm的不锈钢管。优选地，所述捕集管71是外径为3.2mm，内径为1.6mm的不锈钢管。以此捕集管71的最佳的尺寸参数，可在吸附效率、脱附效率、升温速率和降温速率间取得最佳的平衡点，也就是可以维持基本的吸附效率与脱附效率，同时还能获得最佳的升温速率和降温速率。

新式结构的捕集阱，采用新式电加热管，能实现快速加热，实测升温速率最高可达30摄氏度/秒，经实测可显著提升本实施例中捕集阱的脱附效率和最终脱附率。具体可参见图3中几种升温速率实验例中，捕集阱对于挥发性有机化合物的脱附效率演进比对图。其中：s 表示慢速升温速率组合，即5-8-10℃/S 组合；m 表示中速升温速率组合，即10℃~12℃ ~15℃/S 组合；f 表示快速升温速率组合，即20℃~25℃~30℃/S；t 表示所有升温速率组合，即5℃~10℃~20℃~25℃~30℃/S 组合。由以上对比可见，本申请实施例中所采用的新式加热丝结构后，捕集阱在脱附阶段可以达到快速升温速率，从而可将脱附效率相同中速升温速率提升至少10个百分点。若相比代表着行业普遍技术水平的所有升温速率组合的t线，脱附效率提升将超过30个百分点以上。

图4为本申请实施例提供的一种挥发性气体吹扫捕集装置部件组成结构示意图，第二方面，本申请实施例提供一种挥发性气体吹扫捕集装置，主要包括吹扫管1、捕集阱7、除水阱12以及分析仪13，所述捕集阱7为如前实施例所述的挥发性气体捕集阱。

根据本申请实施例，所述吹扫管1包括吹扫气入口、吹扫气出口以及待测水样加水口，一个选通阀90通过管路连通于所述吹扫气出口，所述捕集阱7连通于所述选通阀90，所述分析仪13以及除水阱12也连通于所述选通阀90，所述吹扫气出口通过所述选通阀90实施与所述捕集阱7的选择性接通，所述捕集阱7通过所述选通阀90实施与所述分析仪13或所述除水阱12的选择性接通。具体实施例，还包括进样管路，所述进样管路包括四通排阀3以及注射泵2，通过所述四通排阀3选通进样，再通过所述注射泵先吸再排地向所述吹扫管1方向供应水样，对应地四通排阀3可通过关闭阀组或配置防反阀以配合注射泵完成供应。

其中分析仪13可选择为气相色谱分析仪，气相色谱分析仪是基于不同物质在固定相和流动相所构成的体系，即色谱柱中具有不同的分配系数而将被测样气各组成分离开来，然后用检测器将各组成气体的色谱峰转变成电信号，经电子放大器转换成电压或电流输出。气相色谱仪是一种多组份混合物的分离、分析工具，它是以气体为流动相，采用冲洗法的柱色谱技术。当自动制样进样装置将多组份的分析物质推入到色谱柱时，由于各组分在色谱柱中的气相和固定液液相间的分配系数不同，因此各组份在色谱柱的运行速度也就不同，经过一定的柱长后，顺序离开色谱柱进入检测器，经检测后转换为电信号送至数据处理工作站，从而完成了对被测物质全自动的定性定量分析。

根据本申请实施例，还具有吹扫支管路（位于图4的左下角），吹扫支管路的吹扫气口CSQ通过管路上的第一个四通接口接至驱动阀111再连通至所述选通阀90的驱动气入口，吹扫支管路还通过管路上的第一个四通接口与除水吹扫阀112先连通至流量计4，再连通至除水阱12；吹扫支管路还通过管路上的反吹阀113连通至吹扫排气阀116，同时选通阀90的1号气路口也通过管路连通至吹扫排气阀116，以便于通过吹扫排气阀116的排空口PK进行排空；吹扫支管路在反吹阀113下游侧还设有吹均阀114以及干吹阀115，三通式干吹阀115的一个旁路接口接出管路至反吹排气阀117，排气阀117具有一个排气口PQ。接出管路上还有第二个四通接口，第二个四通接口还有一个口接通至选通阀90的5号气路口，第二个四通接口再有一个口接通至吹扫管1的吹扫气出口。

以便于向所述选通阀90、所述捕集阱7、所述分析仪13或所述除水阱12供给吹扫气流。四通排阀3包括吹水阀31、质控阀32、标液阀33以及水样阀34，通过一个空气阀35也通过管路连通至四通排阀3。四通排阀3接出管路至注射泵2，四通排阀3与注射泵2之间的管路上设置有三通式注射阀36，三通式注射阀36的旁接口通过管路接通至吹扫管1的待测水样加水口。注射阀36与吹扫管1的待测水样加水口之间还具有一个三通接口以及一个进样阀38，三通接口的一个旁路接口接通至排液阀37，以便于通过排液阀37的废液口FY向外排出废液。待检测水样经四通排阀3以及注射泵2送至吹扫管1中，其中的有机物在吹扫管1中被全部吹脱出来后，停止吹扫，加热捕集阱7，在氦气的反吹作用下，反吹脱附，把脱附后的有机物吹进气相分析仪13中进行分析，该装置对于能被惰性气体吹出的有机物有较好的富集效果，该装置不但不需要有机溶剂，而且还有取样量少、富集效率高、检测速度快、受基体干扰小等优点。

本实施例中选通阀90选择为十通阀，也就是从外观上看阀上有十个气路孔，阀有两个位置，每个位置都形成五组相邻相通的气路，从而实现更丰富的选通模式。

图5为本申请实施例提供的一种挥发性气体吹扫捕集装置正面结构示意图，图6为沿图5中A-A线的剖视结构示意图，图7为本申请实施例提供的一种挥发性气体吹扫捕集装置立体结构示意图，图8为本申请实施例提供的挥发性气体吹扫捕集装置安装板前侧所视结构示意图，图9为本申请实施例提供的挥发性气体吹扫捕集装置安装板后侧所视结构示意图。如图中示意，本申请实施例的挥发性气体吹扫捕集装置，还包括机柜103、门板101、安装板102以及电气板104，所述门板101通过门铰链105可开合地安装于所述机柜103的开放面，所述安装板通过铰链106可转动地安装于所述机柜103内，所述电气板104安装于远离所述安装板102的一侧。机柜103可选择为钣金件组装而成箱体状，门板101正面可配置有操作面板以供操作者输入操作指令，而门板101通过门铰链105可开合，可便于更换或维持本装置中各部件。

其中，安装板102选择为一块复合材料板，比如塑料板或玻纤复合板，安装板102外周还可配置有整圈的密封垫，以便与机柜103内侧相应的结构进行密封结合，以便于将安装板102前后两个安装面进行水密隔离，从而防止水路系统的部件与电气系统的部件发生水的渗漏，从而有效保护电气部件。

根据本申请实施例，所述吹扫管1、所述捕集阱7、所述分析仪13以及所述除水阱12安装于所述安装板102。其中吹扫管1、注射泵2、四通排阀3、流量计4以及压力表5安装于安装板102面向门板的前侧面，而恒温箱6、捕集阱7、风扇8、气电磁阀组9、转接线板10、水电磁阀组11以及除水阱12安装于安装板102后侧面。以将水路主要部件与气路主要部件分别安装在安装板102两相对表面，以便于将水路远离电气板104，而后侧还为捕集阱7配置有散热风扇8，以便于为捕集阱7进行快速降温，这其中，由于捕集阱7外有均是高导热率且结构紧凑的导热层与加热层，加热后捕集阱7的总能量相比现有技术大大降低，因此也便于快速降温至吸附温度区。

本申请实施例的挥发性气体吹扫捕集装置还可以包括智能控制器，以便于输入自动控制指令程序，从而控制本装置中各阀组和部件的运行。智能控制器可配置于电气板，也可安装于门板101的窗口处。

本申请实施例的挥发性气体吹扫捕集装置的实施方法中，以下示例性介绍如下：

本实施例提供的挥发性气体吹扫捕集装置主要包括如下步骤：进样→吹扫→干吹→预脱附→脱附（同时排液）→清洗→排液→吹洗→烘烤→反吹→排空→等待，以上为正常的执行顺序，当然也可以根据需求对特定步骤单独执行，比如为保证洁净，可对清洗以后的步骤进行单独或重复执行。

应用本实施例提供的挥发性气体吹扫捕集装置时，运行中各步骤中，部件执行顺序说明如下：

1）进样阶段：作用是润洗并进样；

水样润洗——水样阀31打开→注射泵2抽液→注射阀36、排液阀37打开→注射泵2排液；

水样进样——水样阀31打开→注射泵2抽液→注射阀36、进样阀38打开→注射泵2排液；

纯水润洗——吹水阀31打开→注射泵2抽液→注射阀36、排液阀37打开→注射泵2排液；

纯水进样——吹水阀31打开→注射泵2抽液→注射阀36、进样阀38打开→注射泵2排液（用于系统老化）；

标样润洗——标液阀33打开→注射泵2抽液→注射阀36、排液阀37打开→注射泵2排液；

标样进样——标液阀33打开→注射泵2抽液→注射阀36、进样阀38打开→注射泵2排液（用于标定）；

2）吹扫阶段：作用是对水样中VOCs进行吹扫捕集；

十通选通阀90的驱动阀111的B阀体、除水吹扫阀112、吹扫排气阀116吹扫阀组（反吹阀113、吹均阀114以及干吹阀115均切换为接通至吹扫管1的吹扫气入口的通路）打开；见图4中流路示意，其它关闭；

3）干吹阶段：作用是吹干管路水气；

十通选通阀90驱动阀111的B阀体、除水吹扫阀112、干吹阀115、吹扫排气阀116，吹扫阀组（反吹阀113、吹均阀114以及干吹阀115均切换为接通至吹扫管1的吹扫气入口的通路）打开；其它关闭；

4）预脱附阶段：作用是预加热捕集阱，准备脱附进GC；其中捕集管加热功率在800W至1500W之间。其中电磁阀全部关闭；

5）脱附阶段：作用是捕集阱中的VOCs脱附进GC分析；

十通选通阀90驱动阀111的A阀体（进样位）、吹扫阀组（反吹阀113、吹均阀114以及干吹阀115均切换为接通至吹扫管1的吹扫气入口的通路）、干吹阀115、进样阀38、排液阀37打开；

选通阀复位：十通选通阀90驱动阀111的B阀体打开；

6）排液阶段：作用是排空吹扫管中的液体；

十通选通阀90驱动阀111的B阀体、吹扫阀组（反吹阀113以及吹均阀114均切换为接通至吹扫管1的吹扫气入口的通路）、干吹阀115、进样阀38、排液阀37打开；

7）清洗阶段：作用是纯水清洗液路系统；十通选通阀90驱动阀111的B阀体打开；

润洗——吹水阀31打开→注射泵2抽液→注射阀36、排液阀37打开→注射泵2排液；

清洗——吹水阀31打开→注射泵2抽液→注射阀36、进样阀38打开→注射泵2排液→吹扫阀组（反吹阀113以及吹均阀114均切换为接通至吹扫管1的吹扫气入口的通路）、反吹排气阀116打开→除水吹扫阀112、干吹阀115、进样阀38、排液阀37打开（清洗时间完成之后）；

8）吹洗阶段：作用是吹干吹扫管；

十通选通阀90驱动阀111的B阀体、（反吹阀113、吹均阀114以及干吹阀115均切换为接通至吹扫管1的吹扫气入口的通路）、反吹排气阀116打开；

9）烘烤阶段：作用是净化除水肼、捕集阱；

十通选通阀90驱动阀111的B阀体、（反吹阀113、吹均阀114以及干吹阀115均切换为接通至吹扫管1的吹扫气入口的通路）、吹扫排气阀116、除水吹扫阀112打开；

10）反吹阶段：作用是净化除水肼、捕集阱；

十通选通阀90驱动阀111的B阀体、反吹阀113、反吹排气阀116、除水吹扫阀112打开；

11）排空阶段：作用是排空液体管路；

空气阀35打开→注射泵2抽气→注射阀36、排液阀37打开→注射泵2排气；

12）等待阶段：作用是等待GC分析完成；电磁阀全部关闭。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请提出一种挥发性气体捕集阱，主要在捕集管外包覆一个快速导热层，而导热层外为加热层，加热层由电加热丝组成，电加热丝中在电热丝与管壳之间填充绝缘导热薄膜，而不是填充绝缘导热粉料，同功率情形下电加热丝的线径大幅下降，同样面积下热功率密度较大提高，同时绝缘导热薄膜导热率更高，从而便于实现对捕集管的快速加热。另一方面，由于捕集阱组成材料中均为高导热率材料，所以不仅仅可以实现快速升温，同时还便于向外进行快速散热，以便于在捕集吸附阶段需要降温时，可以快速降温。由于加热层的厚度的体积均大幅减少了，所以捕集阱降温或升温所需的能量均能大大降低，且速率更高。

本申请实施例的提供的挥发性气体吹扫捕集装置与现有技术相比，还具有如下技术效果：

1、可以达到全程伴热，以降低系统残留，提高系统稳定性。

2、鼓泡吹扫，提高吹扫效率。

3、捕集阱的加热方式，能实现快速加热。（捕集阱的结构：U型管上裹一层铝丝，U型管设置有测温点，铝丝外缠绕一层特制电热丝，特制电热丝直径为1mm，升温速率达30摄氏度/秒，功率800W-1500W，特制电热丝为电热丝+MgO隔热薄膜+不锈钢）。

4、整个系统集成优化设计，减少死体积，保证系统性能。

5、测试流程优化设计，实现了实验室设备的在线化。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明总的发明构思的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (17)

1.一种挥发性气体捕集阱，其特征在于，包括捕集管（71）、导热层（72）以及加热层（73），所述捕集管（71）内包括吸附剂，所述捕集管（71）呈U形，所述导热层（72）包覆在所述捕集管（71）外，所述加热层（73）包括电加热丝，所述电加热丝产生的热量经所述导热层（72）传导至所述捕集管（71）；所述电加热丝包括电热丝（733）、绝缘导热薄膜（732）以及管壳（731），所述管壳（731）包括内管腔，所述电热丝（733）贯穿所述内管腔，所述绝缘导热薄膜（732）包覆在所述电热丝（733）外，所述绝缘导热薄膜（732）位于所述管壳（731）与所述电热丝（733）之间。

2.根据权利要求1所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述电加热丝盘绕于所述导热层（72）外。

3.根据权利要求1所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述导热层（72）为盘绕在所述捕集管（71）外的高导热率金属丝。

4.根据权利要求1所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述加热层（73）还具有多个温度检测装置，多个所述温度检测装置在所述加热层（73）中间隔设置。

5.根据权利要求1所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述绝缘导热薄膜（732）为氧化镁薄膜。

6.根据权利要求1所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述绝缘导热薄膜（732）为聚酰亚胺与氧化镁的复合薄膜。

7.根据权利要求1所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述绝缘导热薄膜（732）是以平均粒径为200nm的纳米氧化镁颗粒，按25%至30%质量百分比均匀地分散在含氧磷聚酰亚胺基体中，以溶腔-凝胶法制备而成。

8.根据权利要求1至7任一项所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述加热层（73）升温速率为25至35℃/秒。

9.根据权利要求1至7任一项所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述加热层（73）升温速率为30℃/秒。

10.根据权利要求1至7任一项所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述捕集管（71）是外径为3mm至5mm，内径为1.5mm至3.5mm的不锈钢管。

11.根据权利要求1至7任一项所述的挥发性气体捕集阱，其特征在于，所述捕集管（71）是外径为3.2mm，内径为1.6mm的不锈钢管。

12.一种挥发性气体吹扫捕集装置，包括吹扫管(1)、捕集阱(7)、分析仪(13)以及除水阱(12)，其特征在于：所述捕集阱(7)为如权利要求1至11任一项所述的挥发性气体捕集阱。

13.根据权利要求12所述的挥发性气体吹扫捕集装置，其特征在于，所述吹扫管(1)包括吹扫气入口、吹扫气出口以及待测水样加水口，一个选通阀（90）通过管路连通于所述吹扫气出口，所述捕集阱(7)连通于所述选通阀（90），所述分析仪(13)以及除水阱(12)也连通于所述选通阀（90），所述吹扫气出口通过所述选通阀（90）实施与所述捕集阱(7)的选择性接通，所述捕集阱(7)通过所述选通阀（90）实施与所述分析仪(13)或所述除水阱(12)的选择性接通。

14.根据权利要求12所述的挥发性气体吹扫捕集装置，其特征在于，还包括进样管路，所述进样管路包括四通排阀（3）以及注射泵（2），通过所述四通排阀（3）选通进样，通过所述注射泵（2）向所述吹扫管(1)方向供应样品。

15.根据权利要求13所述的挥发性气体吹扫捕集装置，其特征在于，还具有吹扫支管路，连通至所述选通阀（90），以便于向所述选通阀（90）、所述捕集阱(7)、所述分析仪(13)或所述除水阱(12)供给吹扫气流。

16.根据权利要求12至15任一项所述的挥发性气体吹扫捕集装置，其特征在于，还包括机柜（103）、门板（101）、安装板（102）以及电气板（104），所述门板（101）通过门铰链可开合地安装于所述机柜（103）的开放面，所述安装板通过铰链可转动地安装于所述机柜（103）内，所述电气板（104）安装于远离所述安装板（102）的一侧。

17.根据权利要求16所述的挥发性气体吹扫捕集装置，其特征在于，所述吹扫管(1)、所述捕集阱(7)、所述分析仪(13)以及所述除水阱(12)安装于所述安装板（102）。

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