二氧化碳离线纯化的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术二氧化碳离线纯化装置及方法涉及一种气体的提纯装置及方法。其目的是为了提供一种纯化精度高、杂质少、测量结果准确的二氧化碳离线纯化的装置及方法。本发明专利技术二氧化碳离线纯化装置包括样品进气阀门，样品进气阀门和第二阀门之间连接有水阱和VOC阱，第二阀门和第一三通阀门的进气口之间连接有CO2阱，第一三通阀门的出气口分别连接第三阀门和还原炉的进气口，第三阀门和还原炉的出气口分别连接第二三通阀门的进气口，第二三通阀门的出气口并联有样品管、第五机械泵和分子泵。第五机械泵和分子泵。第五机械泵和分子泵。

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳离线纯化的装置及方法


[0001]本专利技术涉及气体提纯
，特别是涉及一种二氧化碳离线纯化的装置及方法。

技术介绍

[0002]在植物生理生态与全球变化研究中，各种来源物质碳同位素比的变化，有助于了解CO2的运转方向，对全球变化的研究有着重要的意义。植物光合作用是自然界产生碳同位素分馏的最重要过程，也是碳同位素技术在生态学研究中应用的基础。最初，碳同位素主要应用于光合途径的鉴别。随着技术的不断完善和研究的不断深入，目前此项技术在生态学研究的许多领域都得到了广泛的应用。其中，对于气体中的CO2进行研究时，需要去除气体中的杂质，对CO2进行纯化。现有的CO2纯化装置或者方法的提纯精度不高，容易混有气体杂质的存在，杂质的含量一般在ppm级别，这将会影响测量结果的有效性。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种纯化精度高、杂质少、测量结果准确的二氧化碳离线纯化的装置及方法。
[0004]本专利技术提供的一个技术方案，二氧化碳离线纯化的装置，包括样品进气阀门，样品进气阀门和第二阀门之间连接有水阱和VOC阱，第二阀门和第一三通阀门的进气口之间连接有CO2阱，第一三通阀门的出气口分别连接第三阀门和还原炉的进气口，第三阀门和还原炉的出气口分别连接第二三通阀门的进气口，第二三通阀门的出气口并联有样品管、第五机械泵和分子泵。
[0005]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置，其中所述样品进气阀门之后，水阱和VOC阱之前连接有流量控制阀。
[0006]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置，其中所述流量控制阀之后，水阱和VOC阱之前连接有第一阀门。
[0007]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置，其中所述第一三通阀门和第二三通阀门之间，与还原炉并联的气路中设置有第三阀门。
[0008]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置，其中所述还原炉与第一三通阀门和第二三通阀门之间分别连接有第七阀门和第八阀门。
[0009]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置，其中所述样本管与第二三通阀门的出气口之间连接有第四阀门。
[0010]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置，其中所述第五机械泵和第二三通阀门的出气口之间连接有第五阀门。
[0011]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置，其中所述分子泵和第二三通阀门的出气口之间连接有第六阀门。
[0012]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置，其中所述分子泵的出风口连接有第六机械泵。
[0013]本专利技术提供的一个技术方案，二氧化碳离线纯化方法，其中包括以下步骤：
[0014]S10，组装二氧化碳离线纯化装置；
[0015]S20，开机，对管路内抽真空；
[0016]S30，冲洗管路，向管路内通入气体后关闭样品进气阀门进行抽气，使管路内处于真空状态；
[0017]S40，收集气体，在CO2阱中加入液氮，通入气体后关闭样品进气阀门，对管路内抽真空；
[0018]S50，对管路和还原炉抽真空；
[0019]S60，撤除CO2阱中的液氮，使气体进入后面的管路；
[0020]S70，关闭CO2阱前端的用于进气的阀门，使气体经过还原炉，然后关闭还原炉所在支路的阀门，对样品管抽真空；
[0021]S80，打开样品管和还原炉之间的阀门，在样品管下方放置液氮，待液氮稳定后，关闭用于抽气的阀门，撤除液氮，收集用于分析的CO2气体；
[0022]S90，关机。
[0023]本专利技术二氧化碳离线纯化的装置及方法与现有技术不同之处在于，本专利技术二氧化碳离线纯化的装置及方法设置有CO2阱，对气体中的CO2和N2O进行富集，并且在富集CO2之前，设置水阱和VOC阱，吸收水分和VOC杂质，以提高CO2的纯度；在富集到足够量的样品后，对管路进行真空处理，再将刚富集的样品解冻，通过还原炉后CO2被转移富集至样品管中。通过上述处理，本装置能够有效去除CO2气体中存在的各种气体杂质，有效的保证测量结果的有效性，将杂质的含量可由ppm级别降低到ppb级别。在纯化过程中，通过机械泵和分子泵对管路内的气体进行抽气，可以调整气路里面杂气的多或少。
[0024]下面结合附图对本专利技术的二氧化碳离线纯化的装置作进一步说明。
附图说明
[0025]图1为本专利技术二氧化碳离线纯化的装置的工艺流程图；
[0026]图中标记示意为：1
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第一阀门；2
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第二阀门；3
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第三阀门；4
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第四阀门；5
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第五阀门；6
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第六阀门；7
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第七阀门；8
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第八阀门；
[0027]11
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样品气瓶；12
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样品进气阀门；13
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流量控制阀；14
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水阱；15
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VOC阱；16
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CO2阱；17
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还原炉；18
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样品管；19
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第五机械泵；20
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分子泵；21
‑
第六机械泵。
具体实施方式
[0028]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，本专利技术二氧化碳离线纯化装置包括样品进气阀门12，进气阀门的进气口连接样品气瓶11，样品进气阀门12的出气口与流量控制阀13的进气口连接，流量控制阀13的出气口连接第一阀门1的进气口，第一阀门1的出气口连接第二阀门2的进气口。
[0031]第一阀门1的出气口和第二阀门2的进气口之间的气路上连接有两段U型管。第一U型管的下方设置有水阱14，水阱14用于吸收气体中的水分，水阱14内放置有液氮；第二U型管的下方设置有VOC阱15，VOC阱15用于去除气体中的VOC杂质，VOC阱15采用酒精和液氮配
制，温度保持约
‑
60℃。
[0032]第二阀门2的出气口通过第一三通接口连接有第三阀门3和第七阀门7的进气口，第二阀门2的出气口与第一三通接口之间连接有第三U型管。第三U型管的下方设置有CO2阱16，CO2阱16用于富集CO2，CO2阱16内放置有液氮。
[0033]第七阀门7的出气口连接还原炉17的进气口，还原炉17的出气口连接第八阀门8的进气口。第八阀门8的出气口和第三阀门3的出气口通过第二三通阀门的两个进气口，第二三通阀门的出气口并联有第四阀门4、第五阀门5和第六阀门6的进气口。第四阀门4的出气口设置有样品管开关，样品管开关下方连接有样品管18，样品管18用于收集纯化后的CO2，样品管18外部放置有液氮。第五阀门5的出气口连接有第五机械泵19。第六阀门6的出气口依次连接有分子泵20和第六机械泵21。
[0034]本实施例中，机械泵和分子泵20均采用PFEIFFER公司产品。机械泵用于形成低真空环境，转速为3000r/min。分子泵2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳离线纯化装置，其特征在于：包括样品进气阀门，样品进气阀门和第二阀门之间连接有水阱和VOC阱，第二阀门和第一三通阀门的进气口之间连接有CO2阱，第一三通阀门的出气口分别连接第三阀门和还原炉的进气口，第三阀门和还原炉的出气口分别连接第二三通阀门的进气口，第二三通阀门的出气口并联有样品管、第五机械泵和分子泵。2.根据权利要求1所述的二氧化碳离线纯化装置，其特征在于：所述样品进气阀门之后，水阱和VOC阱之前连接有流量控制阀。3.根据权利要求2所述的二氧化碳离线纯化装置，其特征在于：所述流量控制阀之后，水阱和VOC阱之前连接有第一阀门。4.根据权利要求1所述的二氧化碳离线纯化装置，其特征在于：所述第一三通阀门和第二三通阀门之间，与还原炉并联的气路中设置有第三阀门。5.根据权利要求4所述的二氧化碳离线纯化装置，其特征在于：所述还原炉与第一三通阀门和第二三通阀门之间分别连接有第七阀门和第八阀门。6.根据权利要求1所述的二氧化碳离线纯化装置，其特征在于：所述样本管与第二三通阀门的出气口之间连接有第四阀门。7.根据权利要求1所述的二氧化碳离线纯化装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶苑，王静，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：