CN205786045U - 一种挥发性有机物样气捕集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种挥发性有机物样气捕集系统，属于环境监测领域。该系统包括：进气装置、除水装置、捕集装置；除水装置的冷凝头包括：除水装置冷阱、除水管座、钝化金属除水管；该钝化金属除水管的进气端与进气装置相连，出气端与捕集装置相连；所述捕集装置的捕集头包括：捕集装置冷阱、捕集管座、金属捕集管；所述钝化金属捕集管的进气端与除水装置相连，出气端与气体分析仪装置相连；并且，所述钝化金属捕集管的两端与加热电源相连。因此，本实用新型具有如下优点：(1)挥发性有机物气体浓缩效果好，可实现定量捕集；(2)能耗小并且无污染；(3)可以在线或离线分析极性和非极性各类挥发性有机物。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种样气捕集系统，属于环境监测领域，具体涉及一种挥发性有机物样气捕集系统。
背景技术
空气中的有机化合物通常用气相色谱和气相色谱/质谱方法进行测定，比如环境空气中臭氧前驱体碳氢化合物和有毒有害卤代烃及含氧有机物的测定。
环境空气中有机化合物的浓度比较低，难以用分析仪器直接进行测定；因此，需要对空气中的有机化合物进行浓缩后进行分析。浓缩仪应该满足：去除样品中的水分，对极性、非极性各类挥发性有机化合物都能够定量吸附和定量解吸，各类挥发性有机化合物在浓缩及解吸过程中不发生化学反应和不可逆吸附。
目前的浓缩气体的方法主要有吸附剂吸附浓缩和低温冷冻浓缩。但是，吸附剂具有选择性吸附和不可逆吸附，对低沸点有机化合物和极性有机化合物的吸附、解吸效果不好。制冷方法有半导体制冷、压缩机制冷；半导体制冷效果较差，压缩机制冷耗电高、体积大、质量重，需要定期添加氟利昂制冷剂，污染环境。
实用新型内容
本实用新型主要是解决现有技术中所存在的吸附浓缩方法的吸附及解吸效果不好，以及低温冷冻浓缩的冷冻效果较差、能耗大并且污染环境等技术问题，提供了一种挥发性有机物样气捕集系统及捕集方法。该捕集系统及方法浓缩效果好，能耗小并且无污染，可以实现对挥发性有机物的定 量捕集、可以在线或离线分析极性和非极性各类挥发性有机物。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种挥发性有机物样气捕集系统，包括：依次相连的进气装置、除水装置、捕集装置；
所述除水装置包括冷凝头，该冷凝头包括：与除水装置冷阱相连的除水管座，缠绕于除水管座上的钝化金属除水管；该钝化金属除水管的进气端与进气装置相连，出气端与捕集装置相连；
所述捕集装置包括捕集头，该捕集头包括：与捕集装置冷阱相连的捕集管座，缠绕于捕集管座上的钝化金属捕集管；所述钝化金属捕集管的进气端与除水装置相连，出气端与气体分析仪装置相连；
并且，所述钝化金属捕集管的两端与加热电源相连。
优化的，上述的一种挥发性有机物样气捕集系统，所述除水装置的冷凝头为两个，并且所述金属捕集管座上缠绕有两路并行的钝化金属捕集管，所述进气装置采集的气体分为两路后分别从两个冷凝头进入捕集装置的两路并行的钝化金属捕集管内。
优化的，上述的一种挥发性有机物样气捕集系统，所述冷凝头和所述捕集头上分别装有温度传感器。
优化的，上述的一种挥发性有机物样气捕集系统，所述进气装置包括依次连接的采样头、六位阀、电磁阀，所述电磁阀与除水装置的进气端相连。
优化的，上述的一种挥发性有机物样气捕集系统，所述捕集装置的钝化金属捕集管的出气端与十二通阀相连，并且该十二通阀的阀门通道上还分别连接有采样泵、载气瓶，以及气体分析仪。
优化的，上述的一种挥发性有机物样气捕集系统，所述钝化金属除水管的两端与加热电源相连。
优化的，上述的一种挥发性有机物样气捕集系统，所述冷凝头的钝化金属除水管座外部以及所述捕集头的钝化金属捕集管的外部罩有保温罩。
优化的，上述的一种挥发性有机物样气捕集系统，所述六位阀和所述十二通阀上分别设置有与加热电源相连的六位阀加热块和十二通阀加热块。
因此，本实用新型具有如下优点：(1)挥发性有机物气体浓缩效果好，可实现定量捕集；(2)能耗小并且无污染；(3)可以在线或离线分析极性和非极性各类挥发性有机物。
附图说明
附图1是本实用新型的一种结构示意图；
附图2是本实用新型除水装置的冷凝头结构示意图。
附图3是本实用新型捕集装置的捕集头结构示意图。
附图4本实用新型除水装置冷凝头中钝化金属除水管与电源连接示意图。
附图5本实用新型除水装置捕集头中钝化金属捕集管与电源连接示意图。
附图6本实用新型六位阀加热块与电源连接示意图。
附图7本实用新型十二通阀加热块与电源连接示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。图中，采样头1、六位阀2、六位阀加热块201、电磁阀3、除水装置4、除水装置冷阱401、除水管座402、钝化金属除水管403、除水装置保温罩404、除水管温度传感器405、除水装置冷阱温度传感器406、捕集装置5、捕集装置冷阱501、捕集管座502、钝化金属捕集管503、捕 集装置保温罩504、捕集管温度传感器505、捕集装置冷阱温度传感器506、十二通阀6、十二通阀加热块601、采样泵7、载气瓶8，以及气体分析仪9。
实施例：
如图1所示，一种挥发性有机物样气捕集系统，包括：依次相连的采样头1、六位阀2、电磁阀3，电磁阀3、除水装置4、捕集装置5、十二通阀6，该十二通阀6的阀门通道上还分别连接有采样泵7、载气瓶8，以及气体分析仪9。
如图2所示，除水装置4包括冷凝头。该冷凝头包括：与除水装置冷阱401相连的除水管座402，缠绕于除水管座402上的钝化金属除水管403；该钝化金属除水管403的进气端与电磁阀3相连，出气端与捕集装置5相连，冷凝头的钝化金属除水管座402外部罩有保温罩。
如图3所示，捕集装置包括捕集头，该捕集头包括：与捕集装置冷阱501相连的捕集管座502，缠绕于捕集管座502上的钝化金属捕集管503；钝化金属捕集管503的进气端与钝化金属除水管403的出气端相连，出气端与十二通阀6相连。捕集头的钝化金属捕集管504的外部罩有保温罩。
如图4-7所示，钝化金属除水管403的两端以及钝化金属捕集管503的两端均与加热电源相连，并且六位阀2和十二通阀6上分别设置有与加热电源相连的六位阀加热块201和十二通阀加热块601。
本实用新型实施例中，除水装置的冷凝头优选为两个，并且金属捕集管座502上缠绕有两路并行的钝化金属捕集管503，进气装置采集的气体分为两路后分别从两个冷凝头进入捕集装置的两路并行的钝化金属捕集管503内。
采用上述结构后，本实用新型进行气体捕集的方法包括以下步骤：
冷凝除水步骤，将样气送入冷凝头的钝化金属除水管403中，启动除 水装置凝阱401制冷，将样气中的水分去除；低温除水是通过冷阱401对冷凝头的钝化金属除水管403制冷到所需要低温，将流经的气体中水气冷凝在除水管中实现的，制冷温度可调可控，温度用除水管温度传感器405、除水装置冷阱温度传感器406测定，以便达到只除水不除挥发性有机物的目的；本实用新型使用的除水装置冷阱为一种商品制冷机，制冷温度可调控在-120℃至-50℃。
冷冻捕集步骤，将经过冷凝除水步骤处理后的样气送入钝化金属捕集管503中，，启动捕集装置凝阱501制冷，将样气中的挥发性有机物冷冻捕集；捕集装置冷阱501首先对捕集头的金属捕集管座502进行制冷，金属捕集管座502通过热传导对钝化金属捕集管503进行制冷，冷阱制冷温度可调可控，最低可至-150℃，温度用捕集管温度传感器505、捕集装置冷阱温度传感器506测定；挥发性有机物被冷冻捕集在钝化空金属捕集管503内壁上；
加热解吸步骤，打开将钝化金属捕集管503两端的加热电源，对冷冻捕集步骤中被冷在钝化金属捕集管503内的挥发性有机物加热，使其挥发；加热温度可调可控，以便达到被捕集的各类挥发性有机物都能快速定量解吸；采用电源直接对钝化金属捕集管503加热效果优于热扩散加热；
送气分析步骤，利用载气将加热解吸步骤中得到的挥发性气体送至气体分析仪。解吸的挥发性有机物在载气(瓶)8的吹扫下进入十二通阀6，然后进入气体分析仪9进行分析；
捕集系统4具有三个进样口，分别采集样品气体，外标气体和内标气体(在图中没有体现出)；样品进样口具有连续进样和单次进样功能，分别用于在线连续分析和离线分析；
本实用新型的捕集系统也可以和任何分析系统联用；气体分析仪9优 选为一种气相色谱仪/质谱联机，气相色谱配置有两个分流/不分流进样器，安装两个色谱柱，配置氢焰离子化检测器(FID)及质谱检测器(MS)，配备NIST谱库；分析系统可对捕集系统捕集的碳氢化合物、卤代烃及含氧挥发性有机物进行定性定量分析。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了采样头1、六位阀2、六位阀加热块201、电磁阀3、除水装置4、除水装置冷阱401、除水管座402、钝化金属除水管403、除水装置保温罩404、除水管温度传感器405、除水装置冷阱温度传感器406、捕集装置5、捕集装置冷阱501、捕集管座502、钝化金属捕集管503、捕集装置保温罩504、捕集管温度传感器505、捕集装置冷阱温度传感器506、十二通阀6、十二通阀加热块601、采样泵7、载气瓶8，以及气体分析仪9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (8)
1.一种挥发性有机物样气捕集系统，包括：依次相连的进气装置、除水装置(4)、捕集装置(5)，其特征在于：
所述除水装置(4)包括冷凝头，该冷凝头包括：与除水装置冷阱(401)相连的除水管座(402)，缠绕于除水管座(402)上的钝化金属除水管(403)；该钝化金属除水管(403)的进气端与进气装置相连，出气端与捕集装置相连；
所述捕集装置包括捕集头，该捕集头包括：与捕集装置冷阱(501)相连的捕集管座(502)，缠绕于捕集管座(502)上的钝化金属捕集管(503)；所述钝化金属捕集管(503)的进气端与除水装置相连，出气端与气体分析仪装置相连；
并且，所述钝化金属捕集管(503)的两端与加热电源相连。
2.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物样气捕集系统，其特征在于，所述除水装置的冷凝头为两个，并且所述捕集管座(502)上缠绕有两路并行的钝化金属捕集管(503)，所述进气装置采集的气体分为两路后分别从两个冷凝头进入捕集装置的两路并行的钝化金属捕集管(503)内。
3.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物样气捕集系统，其特征在于，所述冷凝头和所述捕集头上分别装有温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物样气捕集系统，其特征在于，所述进气装置包括依次连接的采样头(1)、六位阀(2)、电磁阀(3)，所述电磁阀(3)与除水装置的进气端相连。
5.根据权利要求4所述的一种挥发性有机物样气捕集系统，其特征在 于，所述捕集装置的钝化金属捕集管(503)的出气端与十二通阀(6)相连，并且该十二通阀(6)的阀门通道上还分别连接有采样泵(7)、载气瓶(8)，以及气体分析仪(9)。
6.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物样气捕集系统，其特征在于，所述钝化金属除水管(403)的两端与加热电源相连。
7.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物样气捕集系统，其特征在于，所述冷凝头的钝化金属除水管座(402)外部以及所述捕集头的钝化金属捕集管(504)的外部罩有保温罩。
8.根据权利要求5所述的一种挥发性有机物样气捕集系统，其特征在于，所述六位阀(2)和所述十二通阀(6)上分别设置有与加热电源相连的六位阀加热块(201)和十二通阀加热块(601)。
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