一种环境空气中非甲烷总烃含量的检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种环境空气中非甲烷总烃含量的检测装置及方法，所述检测装置包括多通进样阀、载气通道、样气通道、定量环、前置捕集器、色谱柱、气体流量控制器、及检测器。本发明专利技术通过前置捕集器的设置，使样气中的非甲烷总烃提前分离，提高了分离效率与检测精度，且可同时得到非甲烷总烃与甲烷的含量值，通过加热装置，使得非甲烷总体加速释放，收窄进样带宽，进一步提高了检测精度与灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种环境空气中非甲烷总烃含量的检测装置及方法
本申请涉及大气环境检测设备
，尤其涉及一种环境空气中非甲烷总烃含量的检测装置及方法。
技术介绍
非甲烷总烃(NMHC)，是指除甲烷以外所有可挥发的碳氢化合物，其中主要为C2～C8，其有较大的光化学活性，是形成光化学烟雾的前体物。非甲烷总烃的种类很多，其中排放量最大的是由自然界植物释放的萜烯类化合物，约占NMHC总量的65％，而其中最主要的是异戊二烯和单萜烯，它们会在城市和乡村大气中因光化学反应而形成光化学氧化剂和气溶胶粒子。NMHC的人为源主要有汽油燃烧、焚烧、溶剂蒸发、石油蒸发和运输损耗及废物提炼，这五类占碳氢化合物人为排放量的约96％。当大气中非甲烷总烃超过一定的浓度时，除直接对人体健康有害外，在一定的条件下经日光照射还能产生光化学烟雾，对环境和人类造成危害。因此对环境空气、厂界等区域进行非甲烷总烃的监控和管制非常有必要。我国环境保护关于环境空气(HJ604-2017)与固定污染源(HJ38-2017)非甲烷总烃的测定方法为气相色谱法，利用差减法测定非甲烷总烃的含量，即分别测得样气汇总总烃含量和甲烷含量，将总烃含量减去甲烷含量即得到非甲烷总烃的含量。环境空气中甲烷与非甲烷总烃的浓度约为1.4ppmv和50ppbm，当非甲烷总烃的含量远小于甲烷浓度，即甲烷浓度接近总烃浓度时，差减法会造成非甲烷总烃检测值误差叠加。在非甲烷总烃浓度非常低的状态下，非甲烷总烃的数据误差会非常大，从而造成检测值不准确。近年来也有采用直接法进行非甲烷总烃含量的测试方法出现，其采用柱切换反吹气相色谱法测定甲烷和非甲烷总烃，即通过多通阀切换及色谱柱使得甲烷和非甲烷总烃分离开来。但此种方法要求色谱柱的分离能力必须足够强，非甲烷总烃在色谱柱内也会产生分离，从而造成进样带宽过大，易出现非甲烷总烃峰形低矮、检出限偏高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，采用直接法对非甲烷总烃进行检测，解决了差减法造成的检测值误差叠加问题，通过前置捕集器的设置，首先对非甲烷总烃进行分离，从而避免了非甲烷总烃峰形低矮、检出限偏高的问题。本专利技术一方面提供了一种环境空气中非甲烷总烃含量的检测装置，所述装置包括：多通进样阀、载气通道、样气通道、定量环、前置捕集器、色谱柱、气体流量控制器、及检测器；所述色谱柱为毛细管柱；所述前置捕集器包括捕集管与加热装置，所述捕集管内设有非甲烷总烃吸附剂，所述加热装置设于所述捕集管的外表面，用于加热所述捕集管；所述多通进样阀，包括第一载气入口、第二载气入口、及样气入口；所述多通进样阀具有两个工作状态：负载状态与采样状态，且可在所述负载状态与所述采样状态下进行切换；当所述多通进样阀在负载状态下，载气中的一路依次通过所述第一载气入口、所述捕集管后进入所述检测器，形成第一载气通道；另一路载气依次经过所述第二载气入口、所述色谱柱后至所述检测器，形成第二载气通道；样气依次经过所述样气入口、所述定量环、所述气体流量控制器形成第一样气通道；当所述多通进样阀在采样状态下，载气中的一路依次通过所述第一载气入口、所述定量环、所述捕集管、所述色谱柱后至所述检测器形成第三载气通道；另一路载气依经过接所述第二载气入口后至所述检测器形成第四载气通道；所述样气口依次连接所述样气入口、所述气体流量控制器形成第二样气通道。在一个优选实施例中，所述检测装置，还包括排气泵，所述排气泵与所述气体流量控制器相连接。在一个优选实施例中，所述捕集管包括相互连接第一捕集管和第二捕集管，所述多通进样阀在采样状态下，载气经所述定量环后依次至所述第一捕集管、所述第二捕集管。在一个优选实施例中，所述第一捕集管内设有弱吸附剂，所述第二捕集管内设有强吸附剂，所述弱吸附剂为TenaxTA和/或TenaxGR，所述强吸附剂为活性炭吸附剂。所述第一捕集管用于捕集大分子非甲烷总烃，所述第二捕集管用于捕集小分子非甲烷总烃；甲烷可通过所述第一捕集管和所述第二捕集管，到达所述色谱柱，并在所述色谱柱中进行分离。在一个优选实施例中，所述加热装置包括加热丝，所述加热丝缠绕在所述捕集管的表面。在一个优选实施例中，所述加热装置，为热气流喷射式加热装置，包括相互连接的热气源和热气流喷射器，所述热气流喷射器的喷口朝向所述捕集管。优选地，所述热气流喷射器的喷口呈扁平状。在一个优选实施例中，所述前置捕集器还包括冷凝装置，所述冷凝装置包括相互连接的低温气流源和低温气流喷射器，所述低温气流喷射器的喷口朝向所述捕集管。优选地，所述低温气流喷射器的喷口呈扁平状。优选地，所述热气流喷射器与所述低温气流喷射器垂直设置。在一个优选实施例中，所述装置还包括气阻，所述气阻包括第一气阻和第二气阻，所述第一气阻设于所述第一载气通道上、所述前置捕集器与所述检测器之间；所述第二气阻设于所述第二载气通道上、载气源与所述第二载气入口之间。在一个优选实施例中，所述装置还包括补气通路，所述补气通路包括补气源，所述补气源通过补气管连接至所述第一载气入口与所述前置捕集器之间，所述补气管上设有补气控制阀。所述补气通路用于增加反吹过程中反吹气流的流量、提高反吹气流流速。在一个优选实施例中，所述装置还包括中央处理器，用于控制多通进样阀的切换、所述排气泵的开启和关闭、所述补气控制阀的开启和关闭。在一个优选实施例中，所述捕集管表面设有温度传感器，所述温度传感器与中央处理器相连接。当所述捕集管的温度达到预先设定值，所述温度传感器将信号传至所述中央处理器，中央处理器发送指令至所述加热装置，停止加热。在一个优选实施例中，所述检测器为氢火焰离子化检测仪。在一个优选实施例中，所述多通阀为十通阀。本专利技术还提供了一种直接检测非甲烷总烃含量的方法，包括步骤：S1进样：多通进样阀处于负载状态，载气分为两路，一路依次经第一载气入口、前置捕集器、至检测器，另一路经第二载气入口、色谱柱、至检测器；样气依次经样气入口、定量管、气体流量控制器；S2采样：切换所述多通进样阀使其处于采样状态，载气经第一载气入口、定量环、前置捕集器、色谱柱、至检测器；所述前置捕集器吸附经过其气体中的非甲烷总体，所述色谱柱将经过内部气体的甲烷分离；S3反吹：切换所述多通进样阀使其处于负载状态，所述前置捕集器的加热装置开启，所述前置捕集器内设置的非甲烷总烃吸附剂释放所吸附的非甲烷总烃，载气分为两路，一路进入经第一载气入口进入前置捕集器内，将被释放的非甲烷总烃反吹至检测器；另一路经第二载气入口进入色谱柱，将被分离的甲烷吹至检测器；S4检测：检测器检测，得到检测结果。在一个优选实施例中，在所述S3反吹过程中，切换所述多通进样阀的同时，开启补气控制阀，使补气源内的气体进入到所述第一载气通道。在一个优选实施例中，在反吹过程中，关闭所述气体流量控制器和排气泵。本专利技术公开的环境空气中非甲烷总烃含量直接检测的装置及方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境空气中非甲烷总烃含量的检测装置，其特征在于，包括：多通进样阀、载气通道、样气通道、定量环、前置捕集器、色谱柱、气体流量控制器、及检测器；/n所述色谱柱为毛细管柱；/n所述前置捕集器包括捕集管与加热装置，所述捕集管内设有非甲烷总烃吸附剂，所述加热装置设于所述捕集管的外表面，用于加热所述捕集管。/n所述多通进样阀，包括第一载气入口、第二载气入口、及样气入口；所述多通进样阀具有两个工作状态：负载状态与采样状态，且可在所述负载状态与所述采样状态进行切换；/n当所述多通进样阀在负载状态下，载气中的一路依次通过所述第一载气入口、所述捕集管后进入所述检测器，形成第一载气通道；另一路载气依次经过所述第二载气入口、所述色谱柱后至所述检测器，形成第二载气通道；样气依次经过所述样气入口、所述定量环、所述气体流量控制器形成第一样气通道；/n当所述多通进样阀在采样状态下，载气中的一路依次通过所述第一载气入口、所述定量环、所述捕集管、所述色谱柱后至所述检测器形成第三载气通道；另一路载气依经过接所述第二载气入口后至所述检测器形成第四载气通道；所述样气口依次连接所述样气入口、所述气体流量控制器形成第二样气通道。/n...

【技术特征摘要】
1.一种环境空气中非甲烷总烃含量的检测装置，其特征在于，包括：多通进样阀、载气通道、样气通道、定量环、前置捕集器、色谱柱、气体流量控制器、及检测器；
所述色谱柱为毛细管柱；
所述前置捕集器包括捕集管与加热装置，所述捕集管内设有非甲烷总烃吸附剂，所述加热装置设于所述捕集管的外表面，用于加热所述捕集管。
所述多通进样阀，包括第一载气入口、第二载气入口、及样气入口；所述多通进样阀具有两个工作状态：负载状态与采样状态，且可在所述负载状态与所述采样状态进行切换；
当所述多通进样阀在负载状态下，载气中的一路依次通过所述第一载气入口、所述捕集管后进入所述检测器，形成第一载气通道；另一路载气依次经过所述第二载气入口、所述色谱柱后至所述检测器，形成第二载气通道；样气依次经过所述样气入口、所述定量环、所述气体流量控制器形成第一样气通道；
当所述多通进样阀在采样状态下，载气中的一路依次通过所述第一载气入口、所述定量环、所述捕集管、所述色谱柱后至所述检测器形成第三载气通道；另一路载气依经过接所述第二载气入口后至所述检测器形成第四载气通道；所述样气口依次连接所述样气入口、所述气体流量控制器形成第二样气通道。


2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述捕集管包括相互连接第一捕集管和第二捕集管，所述多通进样阀在采样状态下，载气经所述定量环后依次至所述第一捕集管、所述第二捕集管。


3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述加热装置为热气流喷射式加热装置，包括相互连接的热气源和热气流喷射器，所述热气流喷射器的喷口朝向所述捕集管。


4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述前置捕集器还包括冷凝装置，所述冷凝装置包...

【专利技术属性】
技术研发人员：余超，徐强，张磊，宋新，
申请(专利权)人：苏州冷杉精密仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32