CN116754350B - 一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，涉及石墨消解仪技术领域。包括底座和液体承装瓶，液体承装瓶顶部螺接有瓶盖，所述底座的顶部形成有第一消解室和第二消解室，第一消解室和第二消解室分别对气体物质和非气体物质进行消解；第二消解室的顶部通过销轴转动连接有翻盖。本发明设置有第一消解室和第二消解室，第一消解室和第二消解室分别对气体物质和非气体物质进行消解，废气收集组件对通过进气机构及第二消解室产生的废气进行统一收集，最后通过第一中和机构和第二中和机构进行净化，该装置通过一套设备即可实现多种气体和多种非气体物质同时进行消解，并统一进行废气净化，设备较小，从而方便携带、制造成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及石墨消解仪技术领域，具体为一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪。
背景技术
石墨消解仪可以达到更高的温度，能够满足更高温度下的分析需求，而且加热速度快；石墨消解仪的加热温度均匀，避免了样品因不均匀加热而导致的分析误差；石墨消解仪能够有效地消解样品，使样品中的有机和无机物质转化为离子状态，有利于后续的分析；石墨消解仪操作简便，只需设置好加热时间和温度等参数即可，样品消解包括：固体样品消解、液体样品消解、气体样品消解和生物样品消解。
中国实用新型专利，授权公告号“CN 218741244 U”公开了一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，包括石墨消解仪主体、电动伸缩杆、密封罩和第二密封垫等部件组成，使得消解时产生的气体经过循环充分与中和液中和反应处理。
中国实用新型专利，授权公告号“CN 210546939 U”公开了一种石墨消解仪尾气吸收处理装置，包括通风橱、石墨消解仪、固定板、支撑杆和吸收机构等部件组成，尾气和喷液在通过所述第二出气管进入到所述集液箱内，在所述集液箱内经过处理将处理过的空气通过所述尾气排放管排到大气中。
中国发明专利，申请公布号“CN 112588110 A”公开了一种全自动石墨消解仪用尾气处理装置，包括消解工作区域、石墨消解仪本体、顶板、处理箱、出气口和中和罐等部件组成，光催化剂板具有的强氧化功能，将醛类等有害气体催化氧化，还能够将含氮、含硫等物质的含酸气体氧化成稳定的最高化合价含氮、含硫氧化物，便于后续进行中和反应。
上述三个专利解决了各自背景技术中提出的技术问题，但是上述三个专利仅对非气体物质消解产生的尾气进行处理，从而在实际应用中仍然存在一定的缺陷，比如：
现有技术一般只能对非气体物质在消解过程中产生的废气进行中和净化，在对气体进行高温加热消解，将样品中的有机和无机物质转化为离子状态后，由于待消解气体样品也具有一定的污染性，需要单独的石墨消解仪对未消解气体样品进行净化，即如果需要气体和非气体物质同时进行消解时，需要两套设备，导致携带不便、制造成本较高。
现有的气体样品消解时，气体样品和氧化剂的溶解率较低，降低了消解效果，影响实验数据。
以上现有技术对废气进行净化时，未设置有搅拌机构，废气与中和液的接触时间较短，使得中和液与尾气之间混合不充分，导致废气净化效果较差。
以上现有技术对废气进行净化时，不能对净化后的废气进行检测，不便于对净化后的气体是否达标进行监控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，包括底座和液体承装瓶，液体承装瓶顶部螺接有瓶盖，所述底座的顶部形成有第一消解室和第二消解室，第一消解室和第二消解室分别对气体物质和非气体物质进行消解；
第二消解室的顶部通过销轴转动连接有翻盖，翻盖翻转到水平位置后与第二消解室之间形成有密闭空间；
第一消解室一侧设置有侧箱，侧箱内设置有对液体承装瓶进行泵气及加压的进气机构，进气机构的外侧设置有废气收集组件，进气机构包括延伸进液体承装瓶的注入管，废气收集组件包括与液体承装瓶固定连通的排气管、与翻盖固定连通的废气管一和废气总管，废气管一的管体中部形成有软管；
注入管和排气管的顶部分别通过螺母固定连通有注气管和抽气管，注气管和抽气管的管体上均连接有第一电磁阀；
待消解气体样品通过注入管注入到液体承装瓶内并与液体承装瓶内承装的氧化剂进行混合，加压一段时间后通过排气管排出；
废气总管一侧固定连通有第一中和机构，第一中和机构顶部通过连接管二固定连通有第二中和机构；
废气收集组件对进气机构及第二消解室产生的废气进行收集，最后通过第一中和机构和第二中和机构进行净化。
更进一步的，所述进气机构还包括进气管、储气罐、压缩泵和压缩罐；
进气管和储气罐固定连通，储气罐和压缩泵之间及压缩泵和压缩罐之间均通过管道固定连通，压缩罐与注气管固定连通。
更进一步的，所述废气收集组件还包括连接管一和连接在连接管一管体上的第三电磁阀，连接管一的两侧分别与储气罐和废气总管固定连通，抽气管与储气罐固定连通，废气总管的外侧管体连接有气泵，气泵一侧固定连通有废气流出管。
更进一步的，所述第一中和机构包括液体中和罐，液体中和罐底部固定有环形管，环形管与废气流出管固定连通，环形管的顶部环形且等距设置有多个倾斜的斜喷头。
更进一步的，所述斜喷头与液体中和罐底壁形成的角度为30-70°。
更进一步的，所述第二中和机构包括中和箱和出气管，中和箱内固定有中和滤板和碳网板，连接管二流出的废气经中和滤板中和净化后通过碳网板进行水分去除，最后通过出气管排出到大气中。
更进一步的，所述中和滤板和碳网板之间设置有多个气体检测传感器，中和箱外侧固定连通有循环管，循环管和出气管的管体上均连接有第二电磁阀，循环管的一侧与废气总管固定连通。
更进一步的，所述中和滤板和碳网板之间固定有两个U型板，两个U型板所形成的进气口和出气口呈喇叭口状，两个U型板之间形成有狭窄口，气体检测传感器位于狭窄口内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，设置有第一消解室和第二消解室，第一消解室和第二消解室分别对气体物质和非气体物质进行消解，废气收集组件对通过进气机构及第二消解室产生的废气进行统一收集，最后通过第一中和机构和第二中和机构进行净化，该装置通过一套设备即可实现多种气体和多种非气体物质同时进行消解，并统一进行废气净化，设备较小，从而方便携带、制造成本较低。
设置有储气罐、压缩泵和压缩罐，使用时，将连接管一管体上的第三电磁阀和两个第一电磁阀关闭，压缩泵将待检测气体压缩到压缩罐中，一段时间后，打开注入管上的第一电磁阀，高压气体进入到液体承装瓶中的氧化剂中，保压一段时间，在压力作用下，此时待检测气体会与氧化剂进行充分溶解，提高了后期的消解效果，使实验数据更加精确。
同时，设置有第一中和机构，尾气通过废气流出管、环形管进入到斜喷头中，由于斜喷头为倾斜设置，喷出的气体带动中和液进行螺旋形转动，增加了废气与中和液的接触时间，中和液与尾气之间混合充分，提高了废气净化效果，另外，该混合装置无需额外增加动力，有效的节约了能源。
该装置还设置有第二中和机构和气体检测传感器，气体检测传感器对通过第一中和机构和第二中和机构净化后的尾气进行监测，当尾气不符合排放要求时，循环管上的第二电磁阀开启，尾气进行循环净化，当尾气符合排放要求时，出气管上的第二电磁阀开启，对尾气进行排放，从而便于对净化后的气体进行监控，防止排放后的尾气因超标而污染环境。
附图说明
图1为本发明的左侧轴视图；
图2为本发明去除翻盖后的轴视图；
图3为本发明侧箱半剖后的一侧轴视图；
图4为本发明侧箱半剖后的另一侧轴视视；
图5为本发明第一中和机构的半剖图；
图6为本发明第二中和机构的半剖图；
图7为本发明图3中A部分的放大图。
图中：1、底座；2、液体承装瓶；3、第一消解室；4、翻盖；5、进气机构；501、进气管；502、储气罐；503、压缩泵；504、压缩罐；505、注入管；506、注气管；507、第一电磁阀；6、侧箱；701、废气管一；702、软管；703、连接管一；704、废气总管；705、气泵；706、废气流出管；707、第三电磁阀；8、第一中和机构；801、液体中和罐；802、环形管；803、斜喷头；9、第二中和机构；901、中和滤板；902、碳网板；903、气体检测传感器；904、U型板；905、循环管；906、第二电磁阀；907、出气管；10、连接管二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本装置应用于全自动石墨消解仪中，使其具有尾气处理功能，防止消解产生的气体因直接排放而对环境造成污染。
如图1-图6所示，本发明提供一种技术方案：一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，包括底座1和液体承装瓶2，在液体承装瓶2顶部螺接有瓶盖，底座1的顶部形成有第一消解室3和第二消解室，需要知道的是，第一消解室3和第二消解室分别对气体物质和非气体物质进行消解；
如图1所示，在第二消解室的顶部通过销轴转动连接有翻盖4，当翻盖4翻转到水平位置后，翻盖4底部与第二消解室之间形成有密闭空间；
如图1和图2所示，在第一消解室3一侧设置有侧箱6，侧箱6内设置有对液体承装瓶2进行泵气及加压的进气机构5，在进气机构5的外侧设置有废气收集组件，其中，进气机构5包括延伸进液体承装瓶2的注入管505，注入管505的出口端和液体承装瓶2瓶底之间的距离与液体承装瓶2的内腔高度比为1/3-1/2，废气收集组件包括与液体承装瓶2固定连通的排气管、与翻盖4固定连通的废气管一701和废气总管704，为方便翻盖4进行转动，废气管一701的管体中部形成有软管702，为防止软管702受腐蚀损坏，在软管702内壁喷涂有特氟龙涂料；
如图3所示，在注入管505和排气管的顶部分别通过螺母固定连通有注气管506和抽气管，在注气管506和抽气管的管体上均连接有第一电磁阀507，使用时，将氧化剂承装在液体承装瓶2中，然后将瓶盖与液体承装瓶2进行螺接固定，其中，注入的氧化剂体积为液体承装瓶2承装总体积的1/2-3/4，将液体承装瓶2放置在石墨消解仪的加热孔中，最后将待消解气体样品通过注入管505注入到液体承装瓶2内并与液体承装瓶2内承装的氧化剂进行混合，加压（0.2-0.5MPa）一段时间（1-5min）后通过排气管排出，优选的，在本方案中还可以在瓶盖的顶部连接一个压力表，压力表与控制器电性连接，压力表的压力信号直接传输给控制器，压力数值显示屏中进行显示，从而方便工作人员直观的了解液体承装瓶2的加压情况，更好的进行实验。
如图2和图3所示，在废气总管704一侧固定连通有第一中和机构8，并且第一中和机构8顶部通过连接管二10固定连通有第二中和机构9；
能知道的是，废气收集组件对进气机构5及第二消解室产生的废气进行收集，最后通过第一中和机构8和第二中和机构9进行净化。
为实现向液体承装瓶2内进行加压泵气，如图3所示，进气机构5还包括进气管501、储气罐502、压缩泵503和压缩罐504；
其中，进气管501和储气罐502固定连通，储气罐502和压缩泵503之间及压缩泵503和压缩罐504之间均通过管道固定连通，压缩罐504与注气管506固定连通。
对待检测的气体进行消解进行说明，具体的，使用时，将连接管一703管体上的第三电磁阀707和两个第一电磁阀507关闭，待检测气体通过进气管501进入储气罐502中，最终压缩泵503将储气罐502中的待检测气体压缩到压缩罐504中，一段时间后，压缩罐504中的待检测气体形成高压状态，打开注气管506上的第一电磁阀507，高压气体进入到液体承装瓶2中，当液体承装瓶2内的压强达到0.35MPa后，保压3min，在压力作用下，此时待检测气体会与氧化剂进行充分溶解，提高了后期的消解效果，使实验数据更加精确。
为对第二消解室产生的尾气及第一消解室3产生的剩余气体进行收集，如图3和图4所示，废气收集组件还包括连接管一703和连接在连接管一703管体上的第三电磁阀707，需要明白的是，连接管一703的两侧分别与储气罐502和废气总管704固定连通，并且抽气管与储气罐502固定连通，在废气总管704的外侧管体连接有气泵705，并且气泵705一侧固定连通有废气流出管706。
具体的，第一消解室3和第二消解室同时工作时，气泵705始终处于工作状态，第二消解室产生尾气通过废气流出管706依次进入到第一中和机构8和第二中和机构9中进行净化，当第一消解室3中的气体消解完成后，关闭注气管506上的第一电磁阀507及进气管501上的阀门，开启抽气管管体上的第一电磁阀507及连接管一703上的第三电磁阀707，在气泵705的吸力作用下，将液体承装瓶2、储气罐502和压缩罐504中的尾气通过废气总管704排出到第一中和机构8中。
为提高尾气与中和液的中和效果，如图4和图5所示，第一中和机构8包括液体中和罐801，在液体中和罐801底部固定有环形管802，环形管802与废气流出管706固定连通，在环形管802的顶部环形且等距设置有八个倾斜的斜喷头803，斜喷头803与液体中和罐801底壁形成的角度为60°，为对通过第一中和机构8净化后的尾气进行再次净化及水分去除，从而进一步的提高尾气处理效果，如图6所示，在第二中和机构9包括中和箱和出气管907，中和箱内固定有中和滤板901和碳网板902，中和滤板901对通过第一中和机构8进行净化的尾气进行再次中和反应，碳网板902对通过第一中和机构8进行净化的尾气中的水分进行吸附，净化后的尾气通过出气管907排出到大气中。
对于本方案的补充，尾气通过废气流出管706、环形管802进入到斜喷头803中，由于斜喷头803为倾斜设置，喷出的气体带动中和液进行螺旋形转动，这样，增加了尾气与中和液的接触时间，使得中和液与尾气之间混合充分，加快了反应，提高了废气净化效果，另外，该混合装置无需额外增加动力，有效的节约了能源。
为对净化后的气体进行监控，防止排放后的尾气污染环境，如图6所示，中和滤板901和碳网板902之间设置有多个气体检测传感器903，气体检测传感器903具体的数量视尾气种类而确定，但是，需要了解的是，该气体检测传感器903能够检测尾气中的氮氧化物、硫氧化物及硫氰化物等成分，在中和箱外侧固定连通有循环管905，并且循环管905和出气管907的管体上均连接有第二电磁阀906，需要知道的是，循环管905的一侧与废气总管704固定连通，在中和滤板901和碳网板902之间固定有两个U型板904，两个U型板904所形成的进气口和出气口呈喇叭口状，两个U型板904之间形成有狭窄口，气体检测传感器903位于狭窄口内，这样的设置是为了增加尾气与气体检测传感器903的接触面积，使气体成分/浓度检测更加准确。
具体的，当气体检测传感器903检测到的有害气体成分超过阈值时，控制器分别控制循环管905及出气管907上的第二电磁阀906开启及关闭，尾气通过循环管905进入到第一中和机构8和第二中和机构9中进行再次净化，当气体检测传感器903检测到的有害气体成分低于设定的阈值时，控制器分别控制循环管905及出气管907上的第二电磁阀906关闭及开启，尾气通过出气管907排出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附实施例及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，包括底座（1）和液体承装瓶（2），液体承装瓶（2）顶部螺接有瓶盖，其特征在于：所述底座（1）的顶部形成有第一消解室（3）和第二消解室，第一消解室（3）和第二消解室分别对气体物质和非气体物质进行消解；
第二消解室的顶部通过销轴转动连接有翻盖（4），翻盖（4）翻转到水平位置后与第二消解室之间形成有密闭空间；
第一消解室（3）一侧设置有侧箱（6），侧箱（6）内设置有对液体承装瓶（2）进行泵气及加压的进气机构（5），进气机构（5）的外侧设置有废气收集组件，进气机构（5）包括延伸进液体承装瓶（2）的注入管（505），废气收集组件包括与液体承装瓶（2）固定连通的排气管、与翻盖（4）固定连通的废气管一（701）和废气总管（704），废气管一（701）的管体中部形成有软管（702）；
注入管（505）和排气管的顶部分别通过螺母固定连通有注气管（506）和抽气管，注气管（506）和抽气管的管体上均连接有第一电磁阀（507）；
待消解气体样品通过注入管（505）注入到液体承装瓶（2）内并与液体承装瓶（2）内承装的氧化剂进行混合，加压一段时间后通过排气管排出；
废气总管（704）一侧固定连通有第一中和机构（8），第一中和机构（8）顶部通过连接管二（10）固定连通有第二中和机构（9）；
废气收集组件对进气机构（5）及第二消解室产生的废气进行收集，最后通过第一中和机构（8）和第二中和机构（9）进行净化；
第二中和机构（9）包括中和箱和出气管（907），中和箱内固定有中和滤板（901）和碳网板（902），连接管二（10）流出的废气经中和滤板（901）中和净化后通过碳网板（902）进行水分去除，最后通过出气管（907）排出到大气中；
中和滤板（901）和碳网板（902）之间设置有多个气体检测传感器（903），中和箱外侧固定连通有循环管（905），循环管（905）和出气管（907）的管体上均连接有第二电磁阀（906），循环管（905）的一侧与废气总管（704）固定连通；
中和滤板（901）和碳网板（902）之间固定有两个U型板（904），两个U型板（904）所形成的进气口和出气口呈喇叭口状，两个U型板（904）之间形成有狭窄口，气体检测传感器（903）位于狭窄口内。
2.根据权利要求1所述的一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，其特征在于：所述进气机构（5）还包括进气管（501）、储气罐（502）、压缩泵（503）和压缩罐（504）；
进气管（501）和储气罐（502）固定连通，储气罐（502）和压缩泵（503）之间及压缩泵（503）和压缩罐（504）之间均通过管道固定连通，压缩罐（504）与注气管（506）固定连通。
3.根据权利要求2所述的一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，其特征在于：所述废气收集组件还包括连接管一（703）和连接在连接管一（703）管体上的第三电磁阀（707），连接管一（703）的两侧分别与储气罐（502）和废气总管（704）固定连通，抽气管与储气罐（502）固定连通，废气总管（704）的外侧管体连接有气泵（705），气泵（705）一侧固定连通有废气流出管（706）。
4.根据权利要求3所述的一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，其特征在于：所述第一中和机构（8）包括液体中和罐（801），液体中和罐（801）底部固定有环形管（802），环形管（802）与废气流出管（706）固定连通，环形管（802）的顶部环形且等距设置有多个倾斜的斜喷头（803）。
5.根据权利要求4所述的一种带有尾气处理装置的全自动石墨消解仪，其特征在于：所述斜喷头（803）与液体中和罐（801）底壁形成的角度为30-70°。
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