一种高温熔盐气相组分检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高温熔盐气相组分检测方法，其包括以下步骤：对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；通过一通道将所述高温熔盐气相物质引导至一飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域，所述通道与所述飞行时间质谱系统的主腔体密封连通；通过所述飞行时间质谱系统检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。相应地，本发明专利技术还公开了一种高温熔盐气相组分检测系统。本发明专利技术的方法和系统可用于高温熔盐气相物质的组分的原位检测，检测效果可靠准确。此外，使得高温熔盐气相物质能直接精确到达电离碰撞区域，同时，还可以实时监测高温熔盐气相物质的气相组分随温度改变而产生的组分变化。

High temperature molten salt gas phase component detection method and system

The invention discloses a high temperature molten salt vapor component detection method, which comprises the following steps: to produce high temperature molten salt vapor material of molten salt heating; through a main cavity ionization channel will be the high temperature molten salt gas phase leads to a time of flight mass spectrometry system in the collision area. The main cavity of the channel and the time of flight mass sealing system connected by high temperature molten salt gas; the time of flight mass spectrometry the ionization of the collision zone phase compositions. Correspondingly, the invention also discloses a high temperature molten salt gas phase component detection system. The method and the system of the invention can be used for the in-situ detection of the components of the high temperature molten salt vapor phase substance, and the detection effect is reliable and accurate. In addition, the high temperature molten salt vapor phase material can reach the ionization collision zone directly and accurately, and can also be used to monitor the change of the gas phase composition of the high temperature molten salt vapor phase with temperature.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气相组分检测技术，尤其涉及一种熔盐气相组分检测方法及系统。
技术介绍
熔盐具有熔点低沸点高、熔化热值高、比热容大、导热性好、粘度低以及优良的中子特性等优异的物理化学性质，在太阳能、核能、新功能材料等领域具有非常广泛的应用前景。由于熔盐经常处于高温环境中，而高温熔融状态下的熔盐可能会发生热化学反应放出气体，而且还会有盐蒸汽挥发出来形成气相团簇物，这些熔盐气相中的物质组分与结构材料的腐蚀、蒸汽压的估算和覆盖气尾气处理方法选择等密切相关，因此需要对此时熔盐气相中的组分进行检测。目前市场上标准的气相质谱仪通常只能检测常温下气体组份，或者只能对物质的元素进行分析检测，但是对于高温状态下尤其是具有较强腐蚀性的熔盐，其产生的气体尤其是因为蒸发而产生的团簇物进行气相组分的原位检测仍然缺乏相应的方法和设备。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种高温熔盐气相组分检测方法，该方法可用于高温熔盐气相物质的组分的原位检测，检测效果可靠准确。根据上述专利技术目的，本专利技术提出了一种高温熔盐气相组分检测方法，其包括以下步骤：对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；通过一通道将所述高温熔盐气相物质引导至一飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域，所述通道与所述飞行时间质谱系统的主腔体密封连通；通过所述飞行时间质谱系统检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测方法，其通过对熔盐进行加热产生高温熔盐气相物质，并将所述高温熔盐气相物质与所述飞行时间质谱系统有效关联，即将所述高温熔盐气相物质引导至所述飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域，使得所述飞行时间质谱系统可以检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。其中，所述飞行时间质谱系统及其检测方法为现有技术，包括对位于电离碰撞区域的高温熔盐气相物质通过低能电子束或者激光束等手段进行电离，然后通过电场加速获得相同动能向探测器飞行，这样就可以根据其飞行时间确定其质量数，从而判断所述高温熔盐气相物质的组分，实现高温熔盐气相物质的组分的原位检测。由于本专利技术是建立在现有飞行时间质谱仪技术的基础上的，因而有效保证了检测效果的可靠性和准确性。本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测方法中，所述加热可以是模拟实际熔盐工作状态进行加热，这样就可以把实际工作中的熔盐用模拟工作中的熔盐等效替换，大大扩展了原位检测的应用范围。进一步地，本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测方法中，所述加热在所述主腔体内部进行。上述方案通常适合检测蒸气压相对不大的熔盐。进一步地，本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测方法中，所述加热在所述主腔体外部进行。上述方案通常适合检测蒸气压相对较大的熔盐。本专利技术的另一目的是提供一种高温熔盐气相组分检测系统，该系统可用于高温熔盐气相物质的组分的原位检测，检测效果可靠准确。根据上述专利技术目的，本专利技术提出了一种高温熔盐气相组分检测系统，其包括：飞行时间质谱系统，其被配置为检测其电离碰撞区域的物质的组分；加热炉，其被配置为对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；通道，其被配置为与所述飞行时间质谱系统的主腔体密封连通，并且将所述高温熔盐气相物质引导至所述飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域。本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统通过以下步骤实现高温熔盐气相物质的组分的原位检测：对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；所述通道将所述高温熔盐气相物质引导至所述飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域；通过所述飞行时间质谱系统检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。相关原理前已描述，在此不再赘述。进一步地，本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统中，所述加热炉位于所述飞行时间质谱系统的主腔体的内部并与其密封连接，所述通道包括所述加热炉的出口。上述方案通过将所述加热炉设于所述主腔体的内部并与其密封连接，将所述通道整体限定在了所述主腔体的内部，从而使得所述通道与所述主腔体密封连通。上述方案通常适合检测蒸气压相对不大的熔盐。所述加热炉通常通过其底部的密封法兰与所述主腔体密封连接。所述出口通常设置在所述电离碰撞区域的下方并尽量靠近电离碰撞区域。更进一步地，上述高温熔盐气相组分检测系统中，所述通道还包括与所述出口连接的一段或多段管道，所述管道的顶部均具有小孔。上述方案中，所述管道起到限流作用，主要目的是防止溢出的高温熔盐气相物质大量扩散至主腔室造成污染等不利后果。所述小孔通常设置在所述电离碰撞区域的下方并尽量靠近电离碰撞区域。更进一步地，上述高温熔盐气相组分检测系统中，所述出口、小孔以及电离碰撞区域的中心位于同一直线上。上述方案中，所述小孔起到准直作用，即将所述高温熔盐气相物质的移动方向对准所述电离碰撞区域的中心，目的是使溢出的高温熔盐气相物质能经小孔更加直接精确到达电离碰撞区域。进一步地，本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统中，所述加热炉位于所述飞行时间质谱系统的主腔体的外部，所述通道包括导管和阀，所述导管被配置为一端与所述加热炉的出口连接，另一端密封穿过所述主腔体并到达所述电离碰撞区域，所述阀被配置为控制所述高温熔盐气相物质在所述导管中的流量。上述方案通常适合检测蒸气压相对较大的熔盐。进一步地，本专利技术所述或上述的任一高温熔盐气相组分检测系统中，所述加热炉还被配置为可以实现不同温度段的控制加热。上述方案中，可以根据需要选择不同类型的加热炉来实现不同温度段的控制。上述方案使得可以实时监测气相组分随温度改变而产生的组分变化。进一步地，本专利技术所述或上述的任一高温熔盐气相组分检测系统中，所述加热炉竖直向上设置。上述方案中，加热炉竖直向上设置可以避免熔盐倾斜溢出。进一步地，本专利技术所述或上述的任一高温熔盐气相组分检测系统中，所述飞行时间质谱系统为直线式飞行时间质谱系统或反射式飞行时间质谱系统。进一步地，本专利技术所述或上述的任一高温熔盐气相组分检测系统中，所述飞行时间质谱系统检测电离碰撞区域的物质时采用低能电子束或激光对电离碰撞区域的物质进行电离。本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测方法具有以下优点和有益效果：(1)可用于高温熔盐气相物质的组分的原位检测，检测效果可靠准确。(2)使得高温熔盐气相物质能直接精确到达电离碰撞区域。(3)可以实时监测高温熔盐气相物质的气相组分随温度改变而产生的组分变化。相应地，本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统同样具有上述优点和有益效果。附图说明图1为本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测方法在一种实施方式下的流程示意图。图2为本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统在一种实施方式下的结构示意图。图3为图2的剖面结构示意图。图4为本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统在一种实施方式下的加热炉的一种结构示意图。图5为本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统在一种实施方式下的加热炉的另一种结构的局部示意图。图6为本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统在一种实施方式下的加热炉的又一种结构的局部示意图。图7为本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测系统在一种实施方式下的工作原理示意图。具体实施方式下面将结合说明书附图和具体的实施例对本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测方法和系统做进一步的详细说明。图1示意了本专利技术所述的高温熔盐气相组分检测方法在一种实施方式下的流程。如图1所示，该实施方式下的高温熔盐气相组分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温熔盐气相组分检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；通过一通道将所述高温熔盐气相物质引导至一飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域，所述通道与所述飞行时间质谱系统的主腔体密封连通；通过所述飞行时间质谱系统检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。

【技术特征摘要】
1.一种高温熔盐气相组分检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；通过一通道将所述高温熔盐气相物质引导至一飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域，所述通道与所述飞行时间质谱系统的主腔体密封连通；通过所述飞行时间质谱系统检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。2.如权利要求1所述的高温熔盐气相组分检测方法，其特征在于，所述加热在所述主腔体内部进行。3.如权利要求1所述的高温熔盐气相组分检测方法，其特征在于，所述加热在所述主腔体外部进行。4.一种高温熔盐气相组分检测系统，其特征在于，所述系统包括：飞行时间质谱系统，其被配置为检测其电离碰撞区域的物质的组分；加热炉，其被配置为对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；通道，其被配置为与所述飞行时间质谱系统的主腔体密封连通，并且将所述高温熔盐气相物质引导至所述飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域。5.如权利要求4所述的高温熔盐气相组分检测系统，其特征在于，所述加热炉位于所述飞行时间质谱系统的主腔体的内部并与其密封连接，所述通道包括所述加热炉的出口。6.如权利要求5所述的高温熔盐气相组分检测系统，其特征在于，所述通道还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：费泽杰，魏宝仁，刘洪涛，李艳丽，王建强，李晴暖，黄良玉，侯惠奇，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31