一种水中VOCs在线前处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水中VOCs在线前处理装置，是集采样、富集、热脱附、反吹进样等功能于一体的VOCs在线前处理装置。可与气相色谱仪直接连用，完成水中挥发性有机物的在线监测。装置采用模块化结构设计，通过阀切换完成不同的过程。该装置自动预处理后自动进行废液排放和样管清洗，管路净化与吸附柱的在线老化可以同时进行，互不干扰，缩短了分析周期。装置结构简洁、操作简易、经济实用，不需要额外的除水装置和自动进样器，非常适用于现场的水质VOCs在线连续监测。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
-种水中VOCs在线前处理装置
本技术涉及在线监测仪器
，特别涉及一种水中VOCs在线前处理装 置。
技术介绍
挥发性有机物（VOCs)是一类水中常见的有机污染物，它们主要来源于工厂废水 排放，城市污水排放以及自来水消毒。挥发性有机物具有高挥发性，类脂物可溶性，易被皮 肤、粘膜等吸收，同时许多VOCs能够致癌、致畸或者致突变，其危害性极大，因此对环境水 中VOCs进行在线检测十分必要，便于实时反映水质的变化。 环境水体中挥发性有机物含量低，对其进行直接测定极其困难，须选择合适的样 品前处理方法进行分离富集，达到分析仪器的检测限。传统的前处理技术包括液相、固相和 气体萃取法，但是，液相萃取大量使用有机溶剂，对环境造成二次污染，容易产生乳化现象， 需要进一步浓缩，易挥发性有机物损失严重，难以准确定量；固相萃取处理过程麻烦，固相 微萃取柱使用成本较高；同时二者都难以实现饮用水中挥发性有机污染物的在线前处理。 气体萃取包括两种模式，分别为：静态顶空、吹扫捕集（即动态顶空)。静态顶空的 缺点是分析时间长，为提高灵敏度常需要大体积进样，造成挥发性有机物的色谱峰初始展 宽较大，进样过程中挥发性有机物在管壁或注射器中冷凝，存在记忆效应，检出限高。吹扫 捕集以其富集效率高、污染小、操作简便等优点，广泛应用于环境水体 V0Cs分析，目前是美 国环境保护署（US Environmental Protection Agency，US-EPA)推荐标准方法，但目前吹扫 捕集仪器多为国外进口仪器，国内尚未有成熟仪器。国外进口仪器价格昂贵，使用成本较 高。吹扫捕集仪需搭载自动进样器，通常自动进样器的结构复杂，仪器昂贵，并且自动进样 器是按样品瓶位置进样，需要人工参与备样，不适用于无人值守的在线监测。 因此，针对上述情况，如何真正实现无人值守的自动进样，成为本领域技术人员亟 待解决的重要技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种水中VOCs在线前处理装置，即在线采样、富集、 热脱附、反吹进样集成为一体的装置，可与气相色谱仪直接连用，完成水中挥发性有机物的 在线监测。 为实现上述目的，本技术提供如下技术方案： -种水中VOCs在线前处理装置，包括进样吹扫模块、两位六通切换阀、捕集模块 和控制系统； 所述进样吹扫模块包括水样管和套设在所述水样管内的吹扫管，所述水样管的侧 壁上开设有水样入口和溢流口，所述水样管的底部开设有排水口；所述吹扫管的顶部开设 有用于连通所述两位六通切换阀的捕集入口，所述吹扫管的底部连通于所述水样管，所述 吹扫管的侧壁上开设有用于同所述水样管连通的液位孔，清洗气管路出口在所述吹扫管内 的高度低于所述液位孔的高度，且所述溢流口的底壁设计高度能够使所述吹扫管内的液位 不高于定量水样高度，所述液位孔的高度低于所述溢流口高度，所述溢流口的出口连通于 用于排出废液的排放口； 所述控制系统包括分别用于控制所述进样吹扫模块、所述两位六通切换阀和所述 捕集模块的控制模块；其中所述进样吹扫模块的控制模块包括设置在所述排水口的出口和 所述排放口之间的电动球阀，和设置在所述水样管内的水位传感器，所述水位传感器的高 度介于所述溢流口的高度和所述液位孔的高度之间。 优选的，连通于所述水样管和监测水样之间的进样管，其在坚直方向上进口端高 于出口端，且所述进样管在水平方向上错开所述水样管的径向，靠近于同所述水样管内壁 相切的方向，与所述水样入口配合为切入式设计。 优选的，多个所述水样入口在所述水样管的侧壁上沿其周向均匀分布，且多个所 述进样管关于所述水样管的中心轴中心对称。 优选的，所述水样入口的高度低于监测水样的水位高度，或者所述进样吹扫模块 包括进样驱动装置。 优选的，所述排水口和所述电动球阀之间设置有常开的第一手动阀。 优选的，所述第一手动阀和所述排放口之间还设置有同所述电动球阀并联的另一 条通路，且在这条通路上设置有常闭的第二手动阀。 优选的， 所述进样吹扫模块的控制模块和所述捕集模块的密闭控制及其加热控制均采用 时序逻辑，所述两位六通切换阀状态切换和所述捕集模块的打开控制采用状态反馈和温度 反馈结合的方式，所述温度的信号来自于所述捕集模块中的温度感应器； 所述控制系统还包括用于连接气相色谱仪的状态反馈模块和运行控制模块，所述 状态反馈模块用于从所述气相色谱仪获取上述的状态信号，所述运行控制模块用于在所述 两位六通切换阀由A状态切换至B状态的同时向所述气相色谱仪发出运行指令； 所述控制系统还包括协调模块和控制软件；所述协调模块连接在所述控制软件与 各控制模块之间，所述控制软件通过RS-485总线、采用MODBUS通讯协议与所述协调模块连 接、通讯，通过所述控制软件同时具备控制仪器操作和数据采集以及处理功能。 优选的，所述控制系统还包括三通电磁阀，所述三通电磁阀的两个进口分别连通 清洗气入口和所述捕集入口，所述三通电磁阀的出口连通于所述两位六通切换阀。 优选的，所述捕集模块包括捕集阱和加热部件；所述捕集模块的控制模块包括： 设置在所述加热部件上的温度感应器、连接于所述温度感应器的温控电路板和分别设置在 所述捕集阱的入口端和出口端的两个两通电磁阀，通过上述两个两通电磁阀实现所述捕集 模块的密闭和打开。 优选的，所述捕集阱为缠绕所述加热部件的螺栓形中空管，管内壁涂覆的材料可 以为：Tenax、Carbopack C、Carbopack B、Carboxen-1000、Carboxen-1001 其中的一种或者 几种结合组成，所述捕集阱的孔径不大于〇. 5mm。 从上述的技术方案可以看出，本技术提供的水中VOCs在线前处理装置，通过 设计了独特的进样吹扫模块，不需要配套使用的自动进样器，便可以实现进样和吹扫捕集 功能；结构简答，使用方便；进样精确，不消耗或者消耗较少功率；可以根据程序设定连续 进行进样和预处理，适合于无人值守的在线监测；仪器通过软件控制，完整记录预处理流 程。 【附图说明】 为了更清楚地说明本技术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，下面描述中的附图仅仅 是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本技术实施例提供的水中VOCs在线前处理装置的结构示意图； 图2为本技术实施例提供的吹扫进样模块的结构示意图； 图3为本技术实施例提供的两位六通切换阀的A状态结构示意图； 图4为本技术实施例提供的两位六通切换阀的B状态结构示意图； 图5为本技术实施例提供的捕集模块的结构示意图； 图6为本技术实施例提供的控制原理图。 其中为吹扫进样模块，1-1为水样入口，1-2为水样管，1-3为排水口，1-4为捕 集入口，1-5为溢流口，1-6为液位孔，1-7为吹扫管； 2为第一手动阀，3为电动球阀，4为第二手动阀，5为排放口，6为水位传感器，7为 吹扫气入口，8为清洗气入口，9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水中VOCs在线前处理装置，其特征在于，包括进样吹扫模块、两位六通切换阀、捕集模块和控制系统； 所述进样吹扫模块包括水样管和套设在所述水样管内的吹扫管，所述水样管的侧壁上开设有水样入口和溢流口，所述水样管的底部开设有排水口；所述吹扫管的顶部开设有用于连通所述两位六通切换阀的捕集入口，所述吹扫管的底部连通于所述水样管，所述吹扫管的侧壁上开设有用于同所述水样管连通的液位孔，吹扫气管路出口在所述吹扫管内的高度低于所述液位孔的高度，且所述溢流口的底壁设计高度能够使所述吹扫管内的液位不高于定量水样高度，所述液位孔的高度低于所述溢流口高度，所述溢流口的出口连通于用于排出废液的排放口； 所述控制系统包括分别用于控制所述进样吹扫模块、所述两位六通切换阀和所述捕集模块的控制模块；其中所述进样吹扫模块的控制模块包括设置在所述排水口的出口和所述排放口之间的电动球阀，和设置在所述水样管内的水位传感器，所述水位传感器的高度介于所述溢流口的高度和所述液位孔的高度之间。

【技术特征摘要】
1. 一种水中VOCs在线前处理装置，其特征在于，包括进样吹扫模块、两位六通切换阀、 捕集模块和控制系统； 所述进样吹扫模块包括水样管和套设在所述水样管内的吹扫管，所述水样管的侧壁上 开设有水样入口和溢流口，所述水样管的底部开设有排水口；所述吹扫管的顶部开设有用 于连通所述两位六通切换阀的捕集入口，所述吹扫管的底部连通于所述水样管，所述吹扫 管的侧壁上开设有用于同所述水样管连通的液位孔，吹扫气管路出口在所述吹扫管内的高 度低于所述液位孔的高度，且所述溢流口的底壁设计高度能够使所述吹扫管内的液位不高 于定量水样高度，所述液位孔的高度低于所述溢流口高度，所述溢流口的出口连通于用于 排出废液的排放口； 所述控制系统包括分别用于控制所述进样吹扫模块、所述两位六通切换阀和所述捕集 模块的控制模块；其中所述进样吹扫模块的控制模块包括设置在所述排水口的出口和所述 排放口之间的电动球阀，和设置在所述水样管内的水位传感器，所述水位传感器的高度介 于所述溢流口的高度和所述液位孔的高度之间。2. 根据权利要求1所述的水中VOCs在线前处理装置，其特征在于，连通于所述水样管 和监测水样之间的进样管，其在坚直方向上进口端高于出口端，且所述进样管在水平方向 上错开所述水样管的径向，靠近于同所述水样管内壁相切的方向，与所述水样入口配合为 切入式设计。3. 根据权利要求2所述的水中VOCs在线前处理装置，其特征在于，多个所述水样入口 在所述水样管的侧壁上沿其周向均匀分布，且多个所述进样管关于所述水样管的中心轴中 心对称。4. 根据权利要求3所述的水中VOCs在线前处理装置，其特征在于，所述水样入口的高 度低于监测水样的水位高度，或者所述进样吹扫模块包括进样驱动装置。5. 根据权利要求4所述的水中VOCs在线前处理装置，其特征在于，所述排水口和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王武林，邹雄伟，蔡志，文飘，熊春洪，杨军，
申请(专利权)人：力合科技湖南股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43