大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统、方法及装置制造方法及图纸

技术编号:11732012 阅读:358 留言:0更新日期:2015-07-15 04:02
本发明专利技术公开了一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统、方法及装置,所述方法包括采集气体样品,对采集到的样品进行除臭氧处理、除水处理及富集处理;对经过富集处理后的样品进行分离处理并检测;分析处理检测结果。所述装置采用温控单元同时实现大气样品除水处理、富集处理和单毛细管柱对低碳氢化合物的低温高效分离的目的。本发明专利技术简单、可靠,可满足室内外大气观测各种需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及色谱分析领域,具体而言,涉及一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统、方法及装置
技术介绍
大气中挥发性有机物(VOC)主要来源于自然界排放和人类化石燃料(煤、石油和天然气)的使用。这类化合物包含大量具有高反应活性的有机物,可与大气中活性物种(如OH自由基和臭氧等)快速反应产生有机过氧基,而有机过氧基在城市富含NOx的大气中进一步参与反应,产生对人类及生态系统具有明显负面影响的臭氧。此外,部分活性挥发性有机物在大气中经过光氧化等复杂过程形成二次有机气溶胶,可改变辐射平衡进而影响全球气候变化。由于大气中挥发性有机物在大气臭氧和二次有机气溶胶的生成中具有重要作用,并且部分VOC对人体健康存在危害,大气挥发性有机物的研究成为近年来国内外大气化学研究的热点领域之一。目前国际上已发展了多种测定大气中挥发性有机物的监测技术和方法,但现有的VOC分析技术和方法大多具有设备复杂、价格昂贵、操作繁冗和分析时间分辨率低的缺点,与大气观测的实际需求有较大差距。因此,研究更新、更简单、更快速、应用物种更广的VOC采样分析方法和分析技术,在大气环境领域具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单、可靠,可长期连续操作的挥发性有机物低温气相色谱分析系统、方法及装置。为达到上述目的,本专利技术实施例提供了一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统,包括:采样单元、分离与检测单元以及信号采集与处理单元;所述采样单元用于采集气体样品,并对采集到的气体样品进行除臭氧处理、除水处理,并对处理后的气体样品中的挥发性有机物进行富集处理;所述分离与检测单元的输入端与所述采样单元的输出端连接,所述分离与检测单元用于对经过富集处理后的挥发性有机物进行分离,并对分离后的挥发性有机物进行检测;所述信号处理单元的输入端与所述分离与检测单元的输出端连接,所述信号处理单元用于对所述分离与检测单元的检测结果进行分析处理。优选地,还包括温度控制单元;所述温度控制单元分别与所述采样单元、分离与检测单元连接,为所述采样单元、分离与检测单元提供工作所需的温度本专利技术实施例还提供了一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析方法,包括如下步骤:步骤1、建立采集通道,完成采集前的准备工作;步骤2、采集气体样品,对采集到的气体样品进行除臭氧处理、除水处理,并对处理后的气体样品中的挥发性有机物进行富集处理;步骤3、对经过富集处理后的挥发性有机物进行分离处理,对分离后的挥发性有机物进行检测,并对检测结果进行分析处理。优选地,步骤2中对处理后气体样品中的挥发性有机物进行富集处理的具体过程为:将处理后的气体样品通过填充有石墨化碳黑吸附剂的富集管,将富集管制冷至-90℃以下。优选地,步骤3中对经过富集处理后的挥发性有机物进行分离处理过程如下:将富集管加热到一定温度,使得经过富集处理后的挥发性有机物热解析成气态,然后将热解析后的气态挥发性有机物随载气通过色谱柱进行分离。本专利技术还提供了一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析装置,包括采样装置、分离与检测装置、温度控制装置以及信号处理装置;所述采样装置的输出端与所述分离与检测装置的输入端连接;所述分离与检测装置的输出端与所述信号处理装置的输入端连接;所述温度控制装置分别与所述采样装置、分离与检测装置连接,为所述采样装置和分离与检测装置提供工作所需温度。优选地,所述采样装置包括依次连接的除臭氧管、除水管、富集管;所述分离与检测装置包括进样器,色谱柱以及检测器,所述进样器的入口与所述富集管的出口连接,所述进样器的出口与所述色谱柱的入口连接,所述色谱柱的出口与所述检测器的入口连接;所述温度控制装置包括制冷机,所述富集管、除水管、色谱柱外还均设有冷阱单元,各冷阱单元均与制冷机相连,各冷阱单元内均设有电阻加热丝;所述信号处理装置包括色谱工作站,所述色谱工作站的输入端与所述检测器的输出端连接。优选地,还包括第一六通阀和第二六通阀,所述除臭氧管的输出端与所述第二六通阀的5孔连接,所述除水管的输入端与所述第二六通阀的4孔连接,所述除水管的输出端与所述第一六通阀的4孔连接,所述富集管的输入端与所述第一六通阀的5孔连接,所述富集管的输出端与所述第一六通阀的2孔连接,所述进样器的输入端与所述第一六通阀的6孔连接。优选地,还包括供气装置;所述供气装置包括氮气气源和为所述检测器提供可燃气体和助燃气体的气体发生源;所述氮气气源分别与第一质量流量控制器、第二质量流量控制器、第三质量流量控制器的输入端连接,所述气体发生源与所述检测器的输入端连接;所述第一质量流量控制器的输出端与第一六通阀的1孔连接,所述第二质量流量控制器的输出端与所述第二六通阀的2孔连接,所述第三质量流量控制器的输出端与所述检测器的输入端连接。优选地,所述温度控制装置还包括PID控制器,PID控制器与缠绕在富集管外和除水管外及色谱柱内的电阻加热丝连接。优选地,所述检测器采用氢火焰离子化检测器,所述色谱柱采用毛细管色谱柱,所述富集管采用内径2-4mm、长10-20cm的不锈钢管,富集管内填充石墨化碳黑吸附剂;所述除水管及除臭氧管采用内径3-6mm、长10-20cm的空玻璃管或空Peek管或空PTFE管;所述除臭氧管内添加有Na2SO3。本专利技术实施例提供的挥发性有机物低温气相色谱分析系统、方法及装置,通过建立采集通道,对采集到的气体样品进行除臭氧处理、除水处理,并对处理后的气体样品中的挥发性有机物进行富集处理;对经过富集处理后的样品进行分离、检测并对检测结果进行进一步在线分析,简单、可靠且可以长期连续操作,可满足室内外各种外场观测需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。图1为本专利技术一实施例提供的大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统结构示意图;图2a是本专利技术实施例提供的大气中挥发性有机物低温气相色谱分析方法流程图;图2b为本专利技术实施例提供的大气中挥发性有机物低温气相色谱分析方本文档来自技高网...
大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统、方法及装置

【技术保护点】
一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统,其特征在于,包括:采样单元、分离与检测单元以及信号处理单元;所述采样单元用于采集气体样品,并对采集到的气体样品进行除臭氧处理、除水处理,并对处理后的气体样品中的挥发性有机物进行富集处理;所述分离与检测单元的输入端与所述采样单元的输出端连接,所述分离与检测单元用于对经过富集处理后的挥发性有机物进行分离,并对分离后的挥发性有机物进行检测;所述信号处理单元的输入端与所述分离与检测单元的输出端连接,所述信号处理单元用于对所述分离与检测单元的检测结果进行分析处理。

【技术特征摘要】
1.一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析系统,其特征在
于,包括:采样单元、分离与检测单元以及信号处理单元;
所述采样单元用于采集气体样品,并对采集到的气体样品进行
除臭氧处理、除水处理,并对处理后的气体样品中的挥发性有机物
进行富集处理;
所述分离与检测单元的输入端与所述采样单元的输出端连接,
所述分离与检测单元用于对经过富集处理后的挥发性有机物进行分
离,并对分离后的挥发性有机物进行检测;
所述信号处理单元的输入端与所述分离与检测单元的输出端连
接,所述信号处理单元用于对所述分离与检测单元的检测结果进行
分析处理。
2.根据权利要求1所述的大气中挥发性有机物低温气相色谱分
析系统,其特征在于,还包括温度控制单元;
所述温度控制单元分别与所述采样单元、分离与检测单元连接,
为所述采样单元、分离与检测单元提供工作所需的温度。
3.一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析方法,其特征在
于,包括如下步骤:
步骤1、建立采集通道;
步骤2、采集气体样品,对采集到的气体样品进行除臭氧处理、
除水处理,并对处理后的气体样品中的挥发性有机物进行富集处理;
步骤3、对经过富集处理后的挥发性有机物进行分离处理,对
分离后的挥发性有机物进行检测,并对检测结果进行分析处理。
4.根据权利要求3所述的大气中挥发性有机物低温气相色谱分
析方法,其特征在于,步骤2中对处理后气体样品中的挥发性有机
物进行富集处理的具体过程为:将处理后的气体样品通过填充有石
墨化碳黑吸附剂的富集管,将富集管制冷至-90℃以下。
5.根据权利要求3或4所述的大气中挥发性有机物低温气相色
谱分析方法,其特征在于,步骤3中对经过富集处理后的挥发性有
机物进行分离处理过程如下:
将富集管加热到一定温度,使得经过富集处理后的挥发性有机
物热解析成气态,然后将热解析后的气态挥发性有机物随载气通过
色谱柱进行分离。
6.一种大气中挥发性有机物低温气相色谱分析装置,其特征在
于,包括采样装置、分离与检测装置、温度控制装置以及信号处理
装置;
所述采样装置的输出端与所述分离与检测装置的输入端连接;
所述分离与检测装置的输出端与所述信号处理装置的输入端连
接;
...

【专利技术属性】
技术研发人员:牟玉静刘成堂张成龙张智博刘春山
申请(专利权)人:中国科学院生态环境研究中心北京康威能特环境技术有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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