一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置及取样方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，包括低温环境箱和大气采样器，低温环境箱中设有低温冷阱装置，低温冷阱装置包括第一级冷阱以及第二级冷阱，第一级冷阱包括第一冷凝管、以及第一半导体制冷片组，第一冷凝管上缠绕有第一加热丝；第二级冷阱包括第二冷凝管、以及第二半导体制冷片组，第二冷凝管上缠绕有第二加热丝。本发明专利技术还公开了一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样方法。本发明专利技术的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置及取样方法，能够满足对挥发性有机物含量在线自动监测的需要，可用于大气挥发性有机物含量的实地在线自动检测。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，包括低温环境箱和大气采样器，低温环境箱中设有低温冷阱装置，低温冷阱装置包括第一级冷阱以及第二级冷阱，第一级冷阱包括第一冷凝管、以及第一半导体制冷片组，第一冷凝管上缠绕有第一加热丝；第二级冷阱包括第二冷凝管、以及第二半导体制冷片组，第二冷凝管上缠绕有第二加热丝。本专利技术还公开了一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样方法。本专利技术的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置及取样方法，能够满足对挥发性有机物含量在线自动监测的需要，可用于大气挥发性有机物含量的实地在线自动检测。【专利说明】
本专利技术涉及大气环境检测设备
，具体地说，涉及。
技术介绍
大气中含有的挥发性有机物，大多具有致畸、致癌、致突变等危害，并且是大气光化学危害、温室效应等现象的重要元凶，因此为了对大气的污染程度及时监测与控制，对大气中的挥发性有机物含量进行实时检测显得日益重要，尤其是在野外对挥发性有机物含量进行在线监测日益重要。目前，对大气中的挥发性有机物检测主要通过色谱分析来完成。由于大气中的挥发性有机物种类较多，且浓度低，须进行富集浓缩处理，才能达到分析仪器检测的要求。而对于对挥发性有机物含量在线自动监测来说，对浓缩系统要求较高，应达到以下条件:不消耗制冷剂、富集解吸速度快，以便缩短自动监测的分析周期。目前，用于实验室挥发性有机物冷凝浓缩的装置一般使用液氮制冷，即直接把液氮喷入冷阱外部的蒸发器中，利用液氮蒸发吸收热量来进行制冷。例如中国专利CN101337135中提出了一种低温冷阱，解决了冷凝剂的消耗问题，并缩短了浓缩时间。但是，该方法液氮消耗量大，制冷成本较高，同时液氮野外更换，储存困难，且分析周期长，为使用和维护带来极大不便，因此其不适合野外的连续在线监测。且目前技术中低温冷阱中普遍使用多孔性吸附剂，对挥发性有机物进行低温吸附后再快速热解吸，在这个过程中，很容易产生交叉污染以及“记忆效应”。因此，目前的冷凝浓缩装置及冷凝浓缩方法不能满足对挥发性有机物含量在线监测的需要。另外，使用多孔性吸附剂吸附挥发性有机物，解吸时间长，使整个分析周期加长，且易在不同样品分析之间产生交叉污染问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是:提供一种不消耗制冷剂、富集解吸速度快以及分析周期短的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置。本专利技术所要解决的第二个技术问题是:提供一种不消耗制冷剂、富集解吸速度快以及分析周期短的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样方法。为解决上述第一个技术问题，本专利技术的技术方案是:一种大气挥发性有机物低温冷凝浓缩装置，包括:低温环境箱，所述低温环境箱连接有压缩机，所述低温环境箱中设有低温冷阱装置，所述低温冷阱装置包括第一级冷阱以及第二级冷阱，所述第一级冷阱包括第一冷凝管、以及第一半导体制冷片组，所述第一冷凝管上缠绕有第一加热丝；所述第二级冷阱包括第二冷凝管、以及第二半导体制冷片组，所述第二冷凝管上缠绕有第二加热丝；大气采样器，所述大气采样器的输出端连接到质量流量计的输入端，所述质量流量计的输出端连接到第一多通阀的第一端，所述第一多通阀的第二端连接有载气气源，所述第一多通阀的第三端连接到所述第一冷凝管的进口端；所述第一冷凝管的出口端与所述第二冷凝管的进口端连接，所述第二冷凝管的出口端连接到第二多通阀的第一端，所述第二多通阀的第二端连接有反吹气源，所述第二多通阀的第三端连接到色谱仪的检测输入端。优选的，所述低温环境箱中设有第一制冷腔体和第二制冷腔体；所述第一冷凝管以及所述第一加热丝设置于所述第一制冷腔体中，所述第二冷凝管以及所述第二加热丝设置于所述第二制冷腔体中。优选的，所述第一半导体制冷片组包括两个以上贴合在一起的且并联电连接的半导体制冷片，所述第二半导体制冷片组包括三个以上贴合在一起的且并联电连接的半导体制冷片。优选的，所述第一制冷腔体和所述第二制冷腔体分别包裹有绝热保温材料。优选的，所述第一冷凝管和所述第二冷凝管均为不锈钢冷凝管。优选的，所述大气采样器为具有除尘功能的大气采样器。优选的，所述第一多通阀和所述第二多通阀均为多通电磁阀。优选的，所述载气气源和所述反吹气源均为纯度大于99.9%的惰性气体。优选的，所述色谱仪为气相色谱仪或气相色谱质谱联用仪。为解决上述第二个技术问题，本专利技术的技术方案是:一种大气挥发性有机物低温冷凝浓缩取样方法，包括以下步骤:a.首先启动低温环境箱，使其处于制冷状态，使第一制冷腔体以及第一冷凝管达到_40°C至_50°C的低温，使第二制冷腔体以及第二冷凝管达到_145°C至_155°C的低温；b.大气挥发性有机物经大气米样器米样后，开启第一多通阀，使大气米样器与低温环境箱连通，大气样品由质量流量计定量送入低温环境箱中，首先进入第一制冷腔体进行冷凝，大气样品中的含六个碳原子及以上的化合物及水分被冷凝在第一冷凝管内，转变为液态或固态；大气样品中含五个碳原子及以下的化合物，进入第二冷凝管内转化为液态或固态，而大气中的其它气体，并不被冷凝为液态或固态，而直接由第二多通阀排空；c.待采样达到所需量后，控制第一多通阀，断开质量流量计与第一冷凝管的气体流动，开启第一制冷腔体内的第一加热丝，使第一制冷腔体内的第一冷凝管的温度升到10°C，并控制第一多通阀，使载气气源与第一冷凝管连通；第一冷凝管内被加热到10°C，此时，水处于液态，而其他被冷凝在第一冷凝管内的挥发性有机物组分，经加热气化后变为气相，并由载气气源将其吹扫进第二冷凝管进行低温冷凝浓缩，载气由第二多通阀排空；d.5-10分钟后，开启第二冷凝管上的第二加热丝，使第二冷凝管加热到30_40°C，控制第二多通阀，使第二冷凝管与色谱仪相通，此时挥发性有机物组分转变为气态，并由载气气源将其带入色谱仪进行定量分析测量；e.完成上述过程后，停止低温环境箱的制冷状态，开启第一加热丝及第二加热丝，使第一冷凝管及第二冷凝管温度升高到300°C，控制第二多通阀，使反吹气源与第二冷凝管连通，进行反吹清洗，操作时间为5-10分钟，反吹气体由第一多通阀排空；f.反吹过程完成后，关闭第一加热丝及第二加热丝。采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是:1.由于本专利技术的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置及取样方法，采用的是半导体制冷技术，而半导体制冷技术利用半导体材料的帕尔贴效应制冷，并不需要制冷剂，通电后直接制冷。半导体制冷具有可连续制冷、制冷速度快、无震动噪音、寿命长、安装维护方便等优点，还能实现精确制冷，便于使用自动控制系统控制制冷过程。这种技术的制冷系统能够满足在野外对挥发性有机物含量在线监测的需要。因此应用这种制冷技术的本专利技术的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，克服了传统的低温冷凝装置由于需要液氮而存在的缺陷:液氮消耗量大，制冷成本较高，同时液氮野外更换，储存困难，可用于大气挥发性有机物含量的实地在线自动检测。2.由于本专利技术中的第一冷凝管和第二冷凝管均为不锈钢冷凝管。因此在冷凝过程中，组分直接在不锈钢钢管上冷凝，而非在传统的吸附材料上冷凝，热解吸速率快，缩短了分析测试周期间隔，并最大可能的避免了交叉污染以及记忆效应。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明:图1是本专利技术的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，其特征在于，包括：低温环境箱，所述低温环境箱连接有压缩机，所述低温环境箱中设有低温冷阱装置，所述低温冷阱装置包括第一级冷阱以及第二级冷阱，所述第一级冷阱包括第一冷凝管、以及第一半导体制冷片组，所述第一冷凝管上缠绕有第一加热丝；所述第二级冷阱包括第二冷凝管、以及第二半导体制冷片组，所述第二冷凝管上缠绕有第二加热丝；大气采样器，所述大气采样器的输出端连接到质量流量计的输入端，所述质量流量计的输出端连接到第一多通阀的第一端，所述第一多通阀的第二端连接有载气气源，所述第一多通阀的第三端连接到所述第一冷凝管的进口端；所述第一冷凝管的出口端与所述第二冷凝管的进口端连接，所述第二冷凝管的出口端连接到第二多通阀的第一端，所述第二多通阀的第二端连接有反吹气源，所述第二多通阀的第三端连接到色谱仪的检测输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马海斌，沈建强，
申请(专利权)人：苏州威阳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：