CN201331439Y - 一种气-液大气采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气－液大气采样装置，由大气采集器、有机污染物气体的吸收器、冷却器和尾气处理器组成，所述的吸收器包括一个带有进气管和出气管的液体收集管，液体收集管上端开有的管口盖有活塞，下端开有的管口上设有阀门，液本收集管内放有液体吸收剂，所述吸收器的进气管与大气采集器通过管道连接，出气管与尾气处理器通过管道连接，所述吸收器置于冷却器之中。本实用新型根据化学中的相似相溶原理，利用液体对大气中的有机污染物气体进行物理吸收，与传统的利用聚氨酯泡沫或XAD类树脂吸附有机污染物气体相比，该装置结构简单，材料价格低廉，采集过程和样品的后处理步骤简便，并且结果显示对有机污染物气体的富集率高。

Description

一种气-液大气采样装置

技术领域

本实用新型涉及一种采集大气中有机污染物气体的装置，具体是指一种气-液大气采样装置。

技术背景

环境中的有毒有机污染物质虽然繁杂，但对生物和人类的侵害主要是通过三种直接的途径而进行的，即水源侵入、空气侵入和食物侵入等。一个人每年平均吸入体内的空气和水按体积计算分别约10800m³和1080L，按质量计算分别约14400和1080kg。可见，空气和水体中的有毒有机污染物对人类和生物的健康发展有着重要的影响。虽然有些有机污染物在此介质中的含量很低，但因这些有机污染物具有持久性、积累性和内分泌干扰等特性，再加上人类和生物持续吸取大量的空气和水，由于生物积累和生物放大作用的影响，故对人类和生物的影响很大。

其中，大气中有机污染物气体传统的采集方法是利用聚氨酯泡沫或XAD类树脂进行富集。其实这些都是利用了固相吸附技术，但其无法解决固相吸附技术自身的局限性，例如：实验准备繁杂-准备滤纸、压力泵、吸附柱、仪器设备的清洗等；吸附柱预处理方面，要提高吸附效率必须把吸附剂按一定的操作规程进行活化；固定相的保存方面，一般固定相的吸附能力很强，所以必须保护好吸附柱；固定相选择性方面，环境中存在的有毒有机污染物种类繁杂，所以要同时检测物理、化学性质不同的污染物必须采用不同类型的相应的固定相；吸附柱的后处理方面因为很多干扰性有机物被吸附在吸附柱上，所以要重新使用此吸附柱前必须要进行清洗和质量保证实验；仪器设备价格昂贵(约50万)；待测物质的洗脱需要大量的劳动力(一般采用索氏提取-24小时)；使用大量有毒有机溶剂(一般使用1500mL以上的二氯甲烷和甲醇溶剂)；浓缩时产生大量的有毒有机溶剂等。

所以高效、快速、简便、不易发生二次污染的环境样品的预处理(在线、分离、富集、浓缩)技术还有待于探索与发展。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构简单、步骤简化，大气中的目标有机污染物气体得到很好富集、目标物能得到很好回收的气-液大气采样装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种气-液大气采样装置，由大气采集器、有机污染物气体的吸收器、冷却器和尾气处理器组成，所述的吸收器包括一个带有进气管和出气管的液体收集管，液体收集管上端开有的管口盖有活塞，下端开有的管口上设有阀门，液本收集管内放有液体吸收剂，所述吸收器的进气管与大气采集器通过管道连接，出气管与尾气处理器通过管道连接，所述吸收器置于冷却器之中。

所述的进气管的端口位于液体吸收剂底部，出气管的端口位于液体吸收剂液面以上。

所述的大气采集器包括有一个颗粒物过滤器、一个泵和一个气体流量计。

所述的冷却器的温度用气体或冷凝水或冰盐水来控制。

本实用新型的工作原理是先将一定体积的液体吸收剂放进吸收器中。然后用泵抽取大气，并给大气的传输整个过程提供动力。抽取的大气首先经过玻璃或石英纤维膜等过滤器，将其中的颗粒物过滤掉，以免液体吸收剂中残留过多的颗粒物而降低吸收气体的效率。通过流量计控制整个过程气体的流速并优化液体吸收剂对有机污染物气体的吸收率；通过冷却器温度改变液体吸收剂的温度并优化液体吸收剂对有机污染物气体的吸收率；通过改变液体吸收剂的性质，优化液体吸收剂对有机污染物气体的吸收率。可以通过吸收器顶端的开口添加液体吸收剂，以弥补损失的液体吸收剂。

本实用新型根据化学中的相似相溶原理，利用液体对大气中的有机污染物气体进行物理吸收。与传统的利用聚氨酯泡沫或XAD类树脂吸附有机污染物气体相比，该装置结构简单，材料价格低廉，采集过程和样品的后处理步骤简便，并且结果显示对有机污染物气体的富集率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是利用本实用新型对大气中有机污染物气体采样所得的吸收率的示意图。

具体实施方式

一种气-液大气采样装置，由大气采集器、有机污染物气体的吸收器、冷却器12和尾气处理器10组成，所述的大气采集器包括有一个颗粒物过滤器1、一个泵2和一个气体流量计4，并在依次连接颗粒物过滤器1、泵2和气体流量计4的管道上设置压力调节阀3，大气由泵2来抽取并提供动力进行传输，大气中的颗粒物通过颗粒物过滤器1中的玻璃或石英纤维膜过滤并富集，气体流量计4控制进入液体吸收剂的气体流速并记录气体流量，所述的吸收器包括一个带有进气管8和出气管6的液体收集管13，液体收集管13上端开有的管口盖有活塞5，采集样品时塞上活塞5，添加液体吸收剂时拔下活塞5，下端开有的管口上设有阀门14，采集有机污染物气体时关闭阀门14，采集完毕将阀门14打开，将采集的样品溶液释放出来，液本收集管13内放有液体吸收剂7，液体吸收剂7可以根据要富集的目标物的不同进行选择，液体吸收剂的量也可以随实验需要而改变，所述吸收器的进气管8与大气采集器通过管道连接，出气管6与尾气处理器10通过管道连接，并且所述的进气管8的端口位于液体吸收剂7底部，液体吸收剂7的液面上方是以载气(空气)所占，出气管6的端口位于液体吸收剂7液面以上，所述吸收器置于冷却器12之中，所述的冷却器12设有一个进口9和一个出口11，冷却器12的温度用气体或冷凝水或冰盐水来控制，利用冷却器的温度控制有机污染物气体吸收器的温度，所述的尾气处理器10(材质为玻璃或金属)内含固体吸附剂或溶液来处理尾气中的有害物质。

实验开始前向颗粒物过滤器1中加入玻璃或石英纤维膜，在液体收集管13中加入液体吸收剂7(如：二氯甲烷)，在冷却器12中通气体或冷凝水或冰盐水，在尾气处理器10中根据需要加处理尾气的材料。实验开始时，将泵2打开，根据实际情况控制泵的功率大小，通过压力调节阀3调节气体的压力，用气体流量计4控制气体进入液体收集管8的速率大小并且记录进入气体量的多少。由于液体吸收剂7有一定的挥发性，并且在气体的吹动下，液体收集管8中的液体吸收剂7的量随着采样的进行将会减少，这样可以在一定的时间间隔将活塞5拔下，从其端口添加液体吸收剂7保持其体积不变。根据实验需要，确定采样时间和采样量。采样结束后将泵2关闭。将冷却器12移开，将液体收集管8外壁表面处理干净，随后将阀门14打开，将采集的样品溶液释放进准备好的容器中。然后样品溶液进行简单的后处理，进行分析。

对模拟环境样品进行实验，经过条件优化，使用二氯甲烷为液体吸收剂，吸收混合气体中一定量的有机污染物气体苊、芴、菲、苾、苯并[a]芘、苯并[ghi]苝六种多环芳烃。气体的流速为3000mL/min，保持吸收器中二氯甲烷的体积是30mL，冷却剂为冰盐水时，二氯甲烷对六种多环芳烃气体的吸收得到很好的效果。如图2，从图2中可以得出本实用新型可以针对大气中不同的有机污染物气体，选择一定的液体吸收剂，能得到很好的采样效果。

Claims (3)

1、一种气-液大气采样装置，其特征是由大气采集器、有机污染物气体的吸收器、冷却器和尾气处理器组成，所述的吸收器包括一个带有进气管和出气管的液体收集管，液体收集管上端开有的管口盖有活塞，下端开有的管口上设有阀门，液本收集管内放有液体吸收剂，所述吸收器的进气管与大气采集器通过管道连接，出气管与尾气处理器通过管道连接，所述吸收器置于冷却器之中。

2、根据权利要求1所述的一种气-液大气采样装置，其特征是所述的进气管的端口位于液体吸收剂底部，出气管的端口位于液体吸收剂液面以上。

3、根据权利要求1所述的一种气-液大气采样装置，其特征是所述的大气采集器包括有一个颗粒物过滤器、一个泵和一个气体流量计。

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