一种简易制备VOC气体的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种简易制备VOC气体的装置和方法，该装置包括：一个中空腔体，其上设置有分别与其连通的一个进气导管，用于向腔体内充入氮气；一个出气导管，用于排出腔体内的空气和过量的氮气，及，一个样品导管，用于向腔体内加入液态VOC和抽取所制备的VOC气体；所述进气导管和出气导管上设置有启闭装置；所述样品导管上设置有橡胶堵头。本发明专利技术可直接在玻璃容器上操作，氮气的摩尔数按照一个大气压的压力来算，因此不需要用到高压氮气配气装置和电子天平，简单易操作。使用方便，随时可以配制需要的浓度。快捷，马上配马上用，不需要混合装置混匀，直接用手摇匀。

A simple device and method for the preparation of VOC gas

The invention discloses a device and a simple method for the preparation of VOC gas, the device comprises a hollow cavity, which is provided with an inlet pipe are communicated with the charging for nitrogen into the cavity; an outlet pipe for discharging the air in the cavity, and excess nitrogen, and. A sample tube for adding liquid VOC and extraction to the cavity for VOC gas preparation; the air inlet pipe and an outlet pipe is arranged on the opening and closing device; the sample tube is provided with a rubber plug. The invention can be directly operated on a glass container, and the molar number of nitrogen is calculated according to the pressure of one atmosphere. Therefore, no high-pressure nitrogen gas distribution device and electronic balance are needed, so it is simple and easy to operate. It is convenient to use and can prepare the required concentration at any time. Quick, ready to use right away, do not need mixing equipment mix well, directly shake with hand.

【技术实现步骤摘要】
一种简易制备VOC气体的装置和方法
本专利技术涉及VOC气体制备领域，具体涉及一种简易制备VOC气体的装置和方法。
技术介绍
VOC是挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds)的英文缩写，对人体健康有巨大影响。当居室中的VOC气体达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。为了对VOC气体检测和处理进行研究，环境检测部门和科研院所需要大量的标准VOC气体。实验室所制备的VOC气体通常是在氮气中混入有机物(例如，苯、甲苯、二甲苯、二甲基二硫醚、乙硫醇、氯甲烷、甲硫醚等易挥发的有机物)得到的混合气体。目前制备VOC气体基本都是用称量法进行制备。以100ppm的氮气中苯为例，称量法具体步骤是先对气瓶进行预处理，需要抽真空加热8小时以上，再用气体制备装置氮气对气瓶内部和气路进行多次冲洗，以确保气瓶内部干燥清洁。用电子天平称出空瓶重量，经过计算加入苯0.4ml，然后再经过计算加入氮气约914克，电子天平称出满瓶重量，然后通过重量差计算出实际加入氮气的克数，再计算出实际苯的浓度。然后再用气体混合装置进行混合，这个过程至少需要5个小时。传统的称量法不仅耗时时间长，步骤繁琐还占用大量的设备。此外，订购一瓶气体所需时间约一周，费用约几千块。对于急需使用的用户就有周期长，费用高的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简易制备VOC气体的装置和方法，以解决上述现有技术的问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种简易制备VOC气体的装置，其包括：一个中空腔体，其上设置有分别与其连通的一个进气导管，用于向腔体内充入氮气；一个出气导管，用于排出腔体内的空气和过量的氮气，及，一个样品导管，用于向腔体内加入液态VOC和抽取所制备的VOC气体；所述进气导管和出气导管上设置有启闭装置；所述样品导管上设置有橡胶堵头。上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述进气导管插入至腔体底部。上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述进气导管的内径沿气体流通方向逐渐减小。上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述进气导管和出气导管上各设置有一插孔；所述启闭装置为设置在所述插孔内的旋转活塞；所述旋转活塞沿气体流通方向设置有一通孔，用于气体流通。上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述样品导管内壁设置有螺纹，用于与所述橡胶堵头形成密封。上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述中空腔体、进气导管、出气导管和样品导管一体成型。上述的简易制备VOC气体的装置，其中，所述装置除橡胶堵头外均由玻璃制成。本专利技术还提供了一种简易制备VOC气体的方法，其包括以下步骤：步骤1：在室温T下用水装满上述的简易制备VOC气体的装置，然后量出水的体积V；步骤2：将多个用于搅拌混合气体的四氟乙烯颗粒放入所述装置内；步骤3：打开进气导管向所述装置内冲入一段时间的氮气，以排空装置内的空气，同时打开出气导管和样品导管，以保持装置与大气连通；步骤4：装置内空气排出干净后，关闭进气导管、出气导管并用橡胶堵头堵住样品导管，以保持装置内处于一个大气压P的状态；步骤5：由理想气体状态方程PV＝n氮气RT，式中R为理想气体常数，计算得到氮气的摩尔数n氮气；进而根据需要制备的VOC气体摩尔百分比计算得到需要向装置内加入的液态VOC的摩尔数；步骤6：将液态VOC通过针筒打入塞有橡胶堵头的样品导管中，并用加热器对所述装置加热，直至液态VOC完全气化；步骤7：用手摇晃所述装置，利用聚四氟乙烯颗粒搅拌装置内的混合气体，制得VOC气体。上述的简易制备VOC气体的方法，其还包括以下步骤：步骤8：通过针筒打入塞有橡胶堵头的样品导管中，将所制备的VOC气体抽出。上述的简易制备VOC气体的方法，其中，重复步骤1多次，计算多次量出水的体积V的平均值。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1.直接在玻璃容器上操作，氮气的摩尔数按照一个大气压的压力来算，因此不需要用到高压氮气配气装置和电子天平，简单易操作。2.使用方便，随时可以配制需要的浓度。3.快捷，马上配马上用，不需要混合装置混匀，直接用手摇匀。现有技术的混合装置按照气瓶不断滚动的原理，帮助内部气体混匀，因里面没有添加聚四氟乙烯，混匀至少需要2个小时，而本专利技术混匀仅需要1-2分钟即可。4.经济实惠，只需购买小瓶装液态VOC原料，并可以多次使用。特别适合实验室做标准曲线用，可以多点少量多次使用。附图说明图1为本专利技术简易制备VOC气体装置的结构示意图。具体实施方式以下结合附图通过具体实施例对本专利技术作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本专利技术，并不是对本专利技术保护范围的限制。如图1所示，本专利技术提供了一种简易制备VOC气体的装置，其包括：一个中空腔体1，其上设置有分别与其连通的一个进气导管2，用于向腔体1内充入氮气；一个出气导管3，用于排出腔体1内的空气和过量的氮气，及，一个样品导管4，用于向腔体1内加入液态VOC和抽取所制备的VOC气体；所述进气导管2和出气导管3上设置有启闭装置；所述样品导管4上设置有橡胶堵头6。所述进气导管2可直接通过软管与氮气钢瓶出口阀连接。优选地，所述进气导管2插入至腔体1底部，以加快空气的排出速度。优选地，所述进气导管2的内径沿气体流通方向逐渐减小，以提高进气导管2出口处氮气的流速。可选地，所述进气导管2和出气导管3上各设置有一插孔；所述启闭装置为设置在所述插孔内的旋转活塞5；所述旋转活塞5沿气体流通方向设置有一通孔，用于气体流通。通过旋转插孔内的旋转活塞5使所述通孔与导管连通或断开，实现导管的开启或关闭。优选地，所述样品导管4内壁设置有螺纹，用于与所述橡胶堵头6形成密封，防止装置内的气体泄漏。可选地，所述中空腔体1、进气导管2、出气导管3和样品导管4一体成型，减少装置装配的时间。可选地，所述中空腔体1、进气导管2、出气导管3、样品导管4及旋转活塞5由玻璃制成，即所述装置除橡胶堵头外均由玻璃制成，可以大大节省生产成本。本专利技术还提供了一种简易制备VOC气体的方法，其包括以下步骤：步骤1：在室温T下用水装满上述的简易制备VOC气体的装置，然后量出水的体积V，即为装置的容积；可选地，重复步骤1多次，计算多次量出水的体积V的平均值；步骤2：将多个用于搅拌混合气体的四氟乙烯颗粒放入所述装置内；步骤3：打开进气导管2向所述装置内冲入一段时间的氮气，以排空装置内的空气，减少空气中杂质对VOC气体的影响，同时打开出气导管3和样品导管4，以保持装置与大气连通；步骤4：装置内空气排出干净后，关闭进气导管2、出气导管3并用橡胶堵头6堵住样品导管4，以保持装置内处于一个大气压P的状态；步骤5：由理想气体状态方程PV＝n氮气RT，式中R为理想气体常数，计算得到氮气的摩尔数n氮气；进而根据需要制备的VOC气体摩尔百分比(nvoc/(nvoc+n氮气))计算得到需要向装置内加入的液态VOC的摩尔数nvoc；步骤6：将液态VOC通过针筒打入塞有橡胶堵头6的样品导管4中，并用加热器，可选择吹风机，对所述装置加热，直至液态VOC完全气化；步骤7：用手摇晃所述装置，利用聚四氟乙烯颗粒搅拌装置内的混合气体，制得VOC气体。步骤8：通过针筒打入塞有橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简易制备VOC气体的装置，其特征在于，包括：一个中空腔体，其上设置有分别与其连通的一个进气导管，用于向腔体内充入氮气；一个出气导管，用于排出腔体内的空气和过量的氮气，及，一个样品导管，用于向腔体内加入液态VOC和抽取所制备的VOC气体；所述进气导管和出气导管上设置有启闭装置；所述样品导管上设置有橡胶堵头。

【技术特征摘要】
1.一种简易制备VOC气体的装置，其特征在于，包括：一个中空腔体，其上设置有分别与其连通的一个进气导管，用于向腔体内充入氮气；一个出气导管，用于排出腔体内的空气和过量的氮气，及，一个样品导管，用于向腔体内加入液态VOC和抽取所制备的VOC气体；所述进气导管和出气导管上设置有启闭装置；所述样品导管上设置有橡胶堵头。2.如权利要求1所述的简易制备VOC气体的装置，其特征在于，所述进气导管插入至腔体底部。3.如权利要求1所述的简易制备VOC气体的装置，其特征在于，所述进气导管的内径沿气体流通方向逐渐减小。4.如权利要求1所述的简易制备VOC气体的装置，其特征在于，所述进气导管和出气导管上各设置有一插孔；所述启闭装置为设置在所述插孔内的旋转活塞；所述旋转活塞沿气体流通方向设置有一通孔，用于气体流通。5.如权利要求1所述的简易制备VOC气体的装置，其特征在于，所述样品导管内壁设置有螺纹，用于与所述橡胶堵头形成密封。6.如权利要求1所述的简易制备VOC气体的装置，其特征在于，所述中空腔体、进气导管、出气导管和样品导管一体成型。7.如权利要求1所述的简易制备VOC气体的装置，其特征在于，所述装置除橡胶堵头外均由玻璃制成。8.一种简易制备VOC气体的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳，
申请(专利权)人：上海神开气体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31