專利名稱：一種在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體中揮發(fā)性有機(jī)物分析儀及其使用方法，尤其是涉及一種氣體中揮發(fā)性有機(jī)物在線分析儀及其使用方法。
背景技術(shù)：
揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs)是指沸點范圍在 500C _260°C、室溫下飽和蒸汽壓超過133. 322Pa的化合物。這類化合物普遍存在于室內(nèi)外空氣中，在對流層臭氧增加和其他氧化劑的生成中扮演著重要的角色，它還可以直接產(chǎn)生有機(jī)氣溶膠等二次污染物。更重要的是VOCs成分中的一些化合物如苯、1，3- 丁二烯等具有潛在的致癌作用，因此研究環(huán)境中VOCs的存在、來源、分布規(guī)律、遷移轉(zhuǎn)化及其對人體健康的影響一直受到人們的重視，并成為國內(nèi)外研究的重點。VOCs成分復(fù)雜，含量極微，建立簡單與可靠的VOCs采樣及測定方法是實現(xiàn)這一研究的必要手段。目前大氣中揮發(fā)性有機(jī)物分析方法主要有1現(xiàn)場采樣-實驗室分析系統(tǒng)2現(xiàn)場在線連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)。現(xiàn)場采樣-實驗室分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)場采樣方法主要有氣袋采樣、不銹鋼罐采樣、吸附劑管采樣，氣袋采樣由于內(nèi)表面吸附V0C，現(xiàn)已較少使用不銹鋼罐采樣效果較好， 但需要用液氮低溫制冷預(yù)濃縮樣品氣體(要經(jīng)常添加液氮)，操作復(fù)雜、成本高吸附劑管采樣存在VOC吸附和解吸效率問題，以及吸附劑干擾較多和更換吸附劑管等問題。實驗室分析方法主要是氣相色譜法(氣相色譜/氫焰離子化檢測器/光離子化檢測器)、氣相色譜/質(zhì)譜法?，F(xiàn)場采樣-實驗室分析系統(tǒng)分析氣體中VOC的主要缺點是不能對環(huán)境空氣中揮發(fā)性有機(jī)物實施實時連續(xù)自動監(jiān)測，不能捕捉大氣中VOC濃度的快速變化。現(xiàn)場在線連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)，目前這種監(jiān)測系統(tǒng)的分析原理主要是吸附劑管采樣 (室溫/低溫)/熱解吸氣相色譜法，檢測器主要為氫焰離子化檢測器(FID)和光離子化檢測器(PID)。這種在線分析系統(tǒng)的主要缺點是吸附劑管采樣存在的對不同VOC的吸附/解吸效率、更換吸附劑管問題，F(xiàn)ID和PID兩個檢測器對VOC定性分析的非專屬性以及對不同 VOC的選擇性檢測問題(FID只用于檢測碳?xì)浠衔铮琍ID不能檢測部分C2和C3碳?xì)浠衔?如乙烷、丙烷)及部分鹵代烴(如二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷等)和含氧(氮、硫) 化合物(如甲醇、丙烯腈、硫化羰等)。因此，目前在線VOC分析儀主要用于分析C2-C12碳?xì)浠衔?，并且C2-C5和C6-C12碳?xì)浠衔镆脙膳_分析儀分別完成，不能一次分析同時檢測C2-C12碳?xì)浠衔?、含?氮、硫)VOC和鹵代烴。目前，對環(huán)境大氣揮發(fā)性有機(jī)物的研究起步較晚，對大氣揮發(fā)性有機(jī)物的采集分析主要是依靠國外的大型分析設(shè)備與儀器，不但價格昂貴，而且分析過程繁雜，尚未實現(xiàn)實時的在線連續(xù)自動分析，與大氣污染研究的實際需要尚有較大的差距。因此，研究更新VOCs 的采樣方法和分析技術(shù)，發(fā)展高靈敏度、操作簡便、經(jīng)濟(jì)實用且易維護(hù)的VOCs分析儀器，發(fā)展VOCs在線連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)，在大氣環(huán)境監(jiān)測研究領(lǐng)域具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的用液氮制冷需要不斷添加液氮、限制應(yīng)用環(huán)境和自動化的技術(shù)問題；應(yīng)用了一種用電子超低溫制冷技術(shù)和方法，使分析系統(tǒng)操作程序簡單、可長期連續(xù)操作，便于自動化的一種在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀及其使用方法。本發(fā)明還有一目的是解決了現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用吸附劑管采樣所存在的部分VOC吸附效率低以及更換吸附管等技術(shù)問題；提供了一種可長期使用的用空毛細(xì)管柱低溫冷凝濃縮的一種在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀及其使用方法。本發(fā)明再有一目的是解決了現(xiàn)有在線檢測技術(shù)單一氣路采樣、雙機(jī)檢測C2-C12 碳?xì)浠衔锼嬖诘募夹g(shù)問題；提供了一種雙氣路同時采樣，分別濃縮C2-C5和C5-C12碳?xì)浠衔?，一機(jī)同時檢測C2-C12碳?xì)浠衔锏囊环N在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀及其使用方法。本發(fā)明還有一目的是解決了現(xiàn)有在線檢測技術(shù)中使用選擇性檢測器(FID和PID) 存在的檢測VOC種類少的技術(shù)問題，提供了一種用FID和MS雙檢測器的檢測技術(shù)和方法， 可一次分析同時檢測C2-C12碳?xì)浠衔?、含?氮、硫)化合物和鹵代烴等各種揮發(fā)性有機(jī)物的一種在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀及其使用方法。本發(fā)明最后有一目的是解決了現(xiàn)有大氣揮發(fā)性有機(jī)物分析中存在的現(xiàn)場采樣-實驗室分析和現(xiàn)場在線連續(xù)自動監(jiān)測不能兼得的技術(shù)問題，提供了一種即可用于現(xiàn)場采樣(采樣罐采樣)-實驗室分析，又可以用于現(xiàn)場在線連續(xù)自動檢測揮發(fā)性有機(jī)物的一種在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀及其使用方法。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，包括采樣裝置、供氣裝置以及分別與所述采樣裝置和供氣裝置連接的制冷裝置；該雙空管冷富集雙檢測器在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀還包括一個分別與所述采樣裝置和供氣裝置連接的氣體流量控制裝置、與所述氣體流量控制裝置連接的分析裝置以及與所述分析裝置相連的的數(shù)據(jù)采集、處理裝置。在上述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，所述采樣裝置包括一個六通閥以及分別與所述六通閥連通的過濾器、樣品氣體進(jìn)氣管(可以通過軟件設(shè)置選擇連續(xù)進(jìn)樣和單次進(jìn)樣)、內(nèi)標(biāo)進(jìn)氣管、外標(biāo)進(jìn)氣管、第一電磁閥以及第二電磁閥，所述第一電磁閥與第二電磁閥相連通。在上述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，所述制冷裝置包括一個十二通閥以及分別與十二通閥相連通的第一除水管、第二除水管、第一濃縮管以及第二濃縮管，所述第一除水管和第二除水管同時與上述第二電磁閥相連通。在上述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，所述制冷裝置還包括一個(X)2捕集管，所述第二除水管通過(X)2收集器與十二通閥相連通，所述第一除水管、第二除水管、第一濃縮管以及第二濃縮管設(shè)置在一個低溫冷阱器中。在上述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，所述氣體流量控制裝置包括第三電磁閥、第四電磁閥、分別與所述第三電磁閥和第四電磁閥相連通的第一質(zhì)量流量控制器和第二質(zhì)量流量控制器、同時與所述第三電磁閥和第四電磁閥相連通的第三質(zhì)量流量控制器、同時與所述第一質(zhì)量流量控制器、第二質(zhì)量流量控制器、上述第一電磁閥和一個采樣泵連通的第五電磁閥以及通過所述第三質(zhì)量流量控制器同時與所述第三電磁閥和第四電磁閥相連通的減壓閥。在上述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，所述的分析裝置包括一個柱箱、設(shè)置在柱箱內(nèi)且分別與上述十二通閥相連通的第一毛細(xì)管柱和第二毛細(xì)管柱、與所述第一毛細(xì)管柱連通的第一檢測器以及與所述第二毛細(xì)管柱連通的第二檢測器。在上述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，所述的供氣裝置包括氮氣供氣器、 氦氣供氣器、空氣供氣器以及氫氣供氣器；所述氮氣供氣器與上述減壓閥連通，所述氦氣供氣器與上述十二通閥連通，所述空氣供氣器和氫氣供氣器均與上述第二檢測器連通；上述第一檢測器采用質(zhì)譜檢測器，上述第二檢測器采用氫火焰檢測器。在上述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，所述第一除水管和第二除水管采用內(nèi)徑1. 0-1. 5mm、長30cm-40cm的空玻璃管或空石英管；所述第一除水管和第二除水管外壁均纏繞溫度可調(diào)可控的加熱絲；所述第一濃縮管以及第二濃縮管均采用內(nèi)徑為0. 53mm且長30cm-40cm的空毛細(xì)管柱，所述第一濃縮管采用活化的石英毛細(xì)管柱，所述第二濃縮管采用PLOT毛細(xì)管柱，所述第一濃縮管和第二濃縮管外壁均纏繞溫度可調(diào)可控的加熱絲。
在上述的一種在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，所述CO2捕集管為內(nèi)徑4mm，長15cm的聚四氟乙烯管或玻璃管，管內(nèi)填有堿石棉。一種使用雙空管冷富集雙檢測器氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀進(jìn)行在線揮發(fā)性有機(jī)物的分析方法，包括以下步驟步驟1，采集樣品氣體打開采樣泵，樣品氣體經(jīng)過濾器進(jìn)入采樣氣路，進(jìn)入六通閥Sl位入口，由S6位公共口出，通過第二電磁閥后，樣品氣體分成兩路第1氣路樣品氣體，通過第一除水管進(jìn)入十二通閥12號位，經(jīng)11號位出后進(jìn)入第一濃縮管，揮發(fā)性有機(jī)物C4-C12碳?xì)浠衔铩⒑跤袡C(jī)物、鹵代烴被冷凝富集在第一濃縮管內(nèi)，其它氣體進(jìn)入十二通閥8號位，從7號位出后經(jīng)第四電磁閥后，通過第二質(zhì)量流量控制器再經(jīng)過第五電磁閥，由采樣泵放空；第2氣路樣品氣體，進(jìn)入第二除水管通過(X)2捕集管進(jìn)入十二通閥1號位，經(jīng)2號位出來進(jìn)入第二濃縮管，C2-C5碳?xì)浠衔锉欢坷淠患诘诙饪s管內(nèi)，其它氣體進(jìn)入十二通閥5號位，從6號位出來，通過第三電磁閥經(jīng)過第一質(zhì)量流量控制器，再通過第五電磁閥經(jīng)采樣泵放空；在本步驟中，第一除水管溫度為零下-20°C，第二除水管為零下-80°C。第一濃縮管和第一濃縮管溫度均為零下左右；步驟2，對步驟1的所采集的樣品氣體進(jìn)行熱解吸和定性、定量分析第一濃縮管和第二濃縮管同時快速加熱，從零下升到100°C后，升溫速度為40°C/s，兩個濃縮管內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物快速解吸；具體操作如下第1氣路由氦氣供氣器通入氦氣，由十二通閥9號位入8號位出，進(jìn)入第一濃縮管，解吸的C5-C12碳?xì)溆袡C(jī)物、含氧(氮、硫)和鹵代烴等化合物在氦氣的吹掃下經(jīng)過十二通閥的11號位和10號位，進(jìn)入柱箱，在第一毛細(xì)管柱中被分離，再進(jìn)入第一檢測器進(jìn)行定性、定量分析；第一毛細(xì)管柱是60m長、內(nèi)徑0. 25mm毛細(xì)管柱。第2氣路由氮氣供氣器通入氮氣，由十二通閥4號位和5號位進(jìn)入第二濃縮管，解吸的C2-C5碳?xì)浠衔镌诘獨獯祾呦陆?jīng)過十二通閥2號位和3號位，進(jìn)入柱箱，在第二毛細(xì)管柱中被分離，再進(jìn)入第二檢測器，對C2-C5碳?xì)浠衔镞M(jìn)行定性和定量分析，第二毛細(xì)管柱為15m長、內(nèi)徑0. 32mm毛細(xì)管柱；上述第一濃縮管和第二濃縮管熱解吸期間，制冷不停止，低溫冷阱器保持溫度為零下_155°C左右；分析過程中由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，分析程序完成后，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。步驟3，進(jìn)行加熱反吹凈化將第一除水管和第二除水管和第一濃縮管和第二濃縮管加熱到100°c以上，低溫冷阱器保持溫度為零下-155°c左右。氮氣供氣器提供的吹掃氣氮氣經(jīng)過減壓閥和第三質(zhì)量流量控制器成兩路氮氣經(jīng)過第四電磁閥，經(jīng)十二通閥7號位和8號位反吹第一濃縮管，再經(jīng)過十二通閥11號位和12號位進(jìn)入第一除水管，吹掃管中水氣，經(jīng)第二電磁閥和第一電磁閥，最后經(jīng)第五電磁閥由采樣泵放空；氮氣經(jīng)過第三電磁閥經(jīng)過十二通閥6號位和5號位反吹第二濃縮管，再經(jīng)過十二通閥2號位和1號位進(jìn)入CO2捕集管，再進(jìn)入第二除水管，經(jīng)第二電磁閥和第一電磁閥，最后經(jīng)第五電磁閥由采樣泵放空。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明采用電子制冷技術(shù)實現(xiàn)超低溫制冷，避免了使用液氮制冷需要經(jīng)常添加液氮、應(yīng)用條件受限制的弊端，可以長期連續(xù)自動運(yùn)行，便于自動化操作；2.本發(fā)明用空毛細(xì)管柱低溫冷凝濃縮揮發(fā)性有機(jī)化合物，濃縮效率/解吸效率高，避免了吸附劑管吸附濃縮中部分有機(jī)物吸附/解吸效率差以及更換吸附管的弊端， 可以長期連續(xù)自動運(yùn)行，便于自動化操作；3.本發(fā)明采用雙空毛細(xì)管柱低溫濃縮技術(shù)，一次采樣可以分別濃縮C2-C5碳?xì)浠衔锖虲5-C12碳?xì)浠衔?、含?氮、硫)化合物及鹵代烴等多種揮發(fā)性有機(jī)化合物；4.本發(fā)明采樣雙分析柱、雙檢測器分析技術(shù)，選擇性檢測器(FID和通用型檢測器(MQ相結(jié)合，提高了揮發(fā)性有機(jī)物定性分析、定量分析的能力，一次采樣可以同時分析C2-C12碳?xì)浠衔?、含?氮、硫)化合物和鹵代烴等多種揮發(fā)性有機(jī)有機(jī)物；5.本發(fā)明采樣方法具有連續(xù)采樣和單次采樣功能，即可以在實驗室通過單次采樣操作分析現(xiàn)場采樣罐采集的樣品，也可以安置在自動監(jiān)測站實施在線連續(xù)自動監(jiān)測。


附圖1是本發(fā)明的一種工作原理示意圖；
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實施例一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，包括采樣裝置1、供氣裝置2以及分別與所述采樣裝置1和供氣裝置2連接的制冷裝置3 ；該雙空管冷富集雙檢測器在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀還包括一個分別與所述采樣裝置1和供氣裝置2連接的氣體流量控制裝置4、與所述氣體流量控制裝置4連接的分析裝置5以及與所述分析裝置5相連的的數(shù)據(jù)采集、處理
直ο采樣裝置1包括一個六通閥101以及分別與六通閥101連通的過濾器102、內(nèi)標(biāo)進(jìn)氣管103、外標(biāo)進(jìn)氣管104、第一電磁閥105以及第二電磁閥106，第一電磁閥105與第二電磁閥106相連通。
制冷裝置3包括一個十二通閥301以及分別與十二通閥301相連通的第一除水管 302、第二除水管303、第一濃縮管304以及第二濃縮管305，第一除水管302和第二除水管 303同時與第二電磁閥106相連通；第一除水管302和第二除水管303采用內(nèi)徑1. 0-1. 5mm、 長30cm-40cm的空玻璃管或空石英管；第一除水管302和第二除水管303外壁均纏繞溫度可調(diào)可控的加熱絲；第一濃縮管304以及第二濃縮管305均采用內(nèi)徑為0. 53mm且長 30cm-40cm的空毛細(xì)管柱，第一濃縮管304采用去活的石英毛細(xì)管柱，第二濃縮管305采用 PLOT毛細(xì)管柱，第一濃縮管304和第二濃縮管305外壁均纏繞溫度可調(diào)可控的加熱絲。
制冷裝置3還包括一個(X)2捕集管306，第二除水管303通過(X)2收集器306與十二通閥301相連通，第一除水管302、第二除水管303、第一濃縮管304以及第二濃縮管305設(shè)置在一個低溫冷阱器中；0)2捕集管306為內(nèi)徑4mm，長15cm的聚四氟乙烯管或玻璃管，管內(nèi)填有堿石棉，管兩端各填充Icm玻璃棉固定堿石棉，防止堿石棉被氣體吹出。氣體流量控制裝置4包括第三電磁閥401、第四電磁閥402、分別與第三電磁閥401 和第四電磁閥402相連通的第一質(zhì)量流量控制器404和第二質(zhì)量流量控制器405、同時與第三電磁閥401和第四電磁閥402相連通的第三質(zhì)量流量控制器406、同時與第一質(zhì)量流量控制器404、第二質(zhì)量流量控制器405、上述第一電磁閥105和一個采樣泵408連通的第五電磁閥403以及通過第三質(zhì)量流量控制器406同時與第三電磁閥401和第四電磁閥402相連通的減壓閥407。分析裝置5包括一個柱箱501、設(shè)置在柱箱501內(nèi)且分別與上述十二通閥301相連通的第一毛細(xì)管柱502和第二毛細(xì)管柱503、與第一毛細(xì)管柱502連通的第一檢測器504 以及與第二毛細(xì)管柱503連通的第二檢測器505。柱箱具有加熱、程序升溫、控溫功能，可以安裝兩個60m長毛細(xì)管柱，安裝兩個進(jìn)樣器，連接兩個檢測器。進(jìn)樣器和檢測器具有升溫、 控溫功能。供氣裝置2包括氮氣供氣器201、氦氣供氣器202、空氣供氣器203以及氫氣供氣器204 ；氮氣供氣器201與減壓閥407連通，氦氣供氣器202與十二通閥301連通，空氣供氣器203和氫氣供氣器204均與第二檢測器505連通；第一檢測器504采用質(zhì)譜檢測器，第二檢測器505采用氫火焰檢測器。下面介紹一下應(yīng)用上面的氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀進(jìn)行在線分析的方法，步驟如下步驟1，采集樣品氣體打開采樣泵408，樣品氣體經(jīng)過濾器102進(jìn)入采樣氣路，進(jìn)入六通閥101S1位入口，由S6位公共口出，通過第二電磁閥106后，樣品氣體分成兩路第1氣路樣品氣體，通過第一除水管302進(jìn)入十二通閥30112號位，經(jīng)11號位出后進(jìn)入第一濃縮管304，揮發(fā)性有機(jī)物C4-C12碳?xì)浠衔?、含?氮、硫)有機(jī)物、鹵代烴被冷凝富集在第一濃縮管304內(nèi)，其它氣體進(jìn)入十二通閥3018號位，從7號位出后經(jīng)第四電磁閥402后，通過第二質(zhì)量流量控制器405再經(jīng)過第五電磁閥403，由采樣泵408放空；第2氣路樣品氣體，進(jìn)入第二除水管303通過(X)2捕集管306進(jìn)入十二通閥3011 號位，經(jīng)2號位出來進(jìn)入第二濃縮管305，C2-C5碳?xì)浠衔锉欢坷淠患诘诙饪s管 305內(nèi)，其它氣體進(jìn)入十二通閥3015號位，從6號位出來，通過第三電磁閥401經(jīng)過第一質(zhì)量流量控制器404，再通過第五電磁閥403經(jīng)采樣泵408放空；完成樣品氣體采集程序，然后由數(shù)據(jù)采集、處理裝置對分析裝置中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在本步驟中，第一除水管302溫度為零下_20°C，第二除水管303為零下_80°C。第一濃縮管304和第一濃縮管305溫度均為零下_155°C左右；步驟2，對步驟1的所采集的樣品氣體進(jìn)行熱解吸第一濃縮管304和第二濃縮管 305同時快速加熱，從零下-155°C升到100°C后，升溫速度為40°C /s，兩個濃縮管內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物快速解吸；具體操作如下第1氣路由氦氣供氣器202通入氦氣，由十二通閥3019號位入8號位出，進(jìn)入第一濃縮管304，解吸的C5-C12碳?xì)浠衔?、含?氮、硫)有機(jī)物和鹵代烴在氦氣的吹掃下經(jīng)過十二通閥301的11號位和10號位，進(jìn)入柱箱501，在第一毛細(xì)管柱502中被分離，再進(jìn)入第一檢測器504進(jìn)行定性、定量分析；第一毛細(xì)管柱是60m長、內(nèi)徑0. 25mm毛細(xì)管柱。第2氣路由氮氣供氣器201通入氮氣，由十二通閥3014號位和5號位進(jìn)入第二濃縮管305，解吸的C2-C5碳?xì)浠衔镌诘獨獯祾呦陆?jīng)過十二通閥3012號位和3號位，進(jìn)入柱箱501，在第二毛細(xì)管柱503中被分離，再進(jìn)入第二檢測器505，對C2-C5碳?xì)浠衔镞M(jìn)行定性和定量分析，第二毛細(xì)管柱為15m長、內(nèi)徑0. 32mm毛細(xì)管柱；上述第一濃縮管304和第二濃縮管305熱解吸期間，制冷不停止，低溫冷阱器保持溫度為-155°C至-150°C ；步驟3，進(jìn)行加熱反吹凈化將第一除水管302和第二除水管303和第一濃縮管 304和第二濃縮管305加熱到100°C以上，低溫冷阱器保持溫度為_155°C至_150°C ；氮氣供氣器201提供的吹掃氣氮氣經(jīng)過減壓閥407和第三質(zhì)量流量控制器406成兩路氮氣經(jīng)過第四電磁閥402，經(jīng)十二通閥3017號位和8號位反吹第一濃縮管304，再經(jīng)過十二通閥30111號位和12號位進(jìn)入第一除水管302，吹掃管中水氣，經(jīng)第二電磁閥106 和第一電磁閥105，最后經(jīng)第五電磁閥403由采樣泵408放空；氮氣經(jīng)過第三電磁閥401經(jīng)過十二通閥3016號位和5號位反吹第二濃縮管305， 再經(jīng)過十二通閥3012號位和1號位進(jìn)入(X)2捕集管306，再進(jìn)入第二除水管303，經(jīng)第二電磁閥106和第一電磁閥105，最后經(jīng)第五電磁閥403由采樣泵408放空本分析儀可連續(xù)自動同時分析大氣中揮發(fā)性C2-C12碳?xì)浠衔铩⒑?氮、硫) 有機(jī)物和鹵代烴，在本實施例中，上述低溫冷阱器采用發(fā)明專利200810118237. 4 一種低溫冷阱。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了采樣裝置1、六通閥101、過濾器102、內(nèi)標(biāo)進(jìn)氣管103、外標(biāo)進(jìn)氣管104、第一電磁閥105、第二電磁閥106、供氣裝置2、氮氣供氣器201、氦氣供氣器 202、空氣供氣器203、氫氣供氣器204、制冷裝置3、十二通閥301、第一除水管302、第二除水管303、第一濃縮管304、第二濃縮管305、C02捕集管306、氣體流量控制裝置4、第三電磁閥401、第四電磁閥402、第五電磁閥403、第一質(zhì)量流量控制器404、第二質(zhì)量流量控制器 405、第三質(zhì)量流量控制器406、減壓閥407、采樣泵408、分析裝置5、柱箱501、第一毛細(xì)管柱 502、第二毛細(xì)管柱503、第一檢測器504、第二檢測器505等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)利要求
1.一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，包括采樣裝置(1)、供氣裝置(2) 以及分別與所述采樣裝置(1)和供氣裝置( 連接的制冷裝置(3)；該雙空管冷富集雙檢測器氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀還包括一個分別與所述采樣裝置(1)和供氣裝置(2)連接的氣體流量控制裝置(4)、與所述氣體流量控制裝置(4)連接的分析裝置( 以及與所述分析裝置( 相連的的數(shù)據(jù)采集、處理裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，所述采樣裝置(1)包括一個六通閥(101)以及分別與所述六通閥(101)連通的過濾器(102)、內(nèi)標(biāo)進(jìn)氣管(103)、外標(biāo)進(jìn)氣管(104)、第一電磁閥(105)以及第二電磁閥(106)，所述第一電磁閥 (105)與第二電磁閥(106)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，所述制冷裝置C3)包括一個十二通閥(301)以及分別與十二通閥(301)相連通的第一除水管(302)、 第二除水管(303)、第一濃縮管(304)以及第二濃縮管(305)，所述第一除水管(30 和第二除水管(303)同時與上述第二電磁閥(106)相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，所述制冷裝置C3)還包括一個C02捕集管(306)，所述第二除水管(30 通過(X)2收集器(306)與十二通閥(301)相連通，所述第一除水管(302)、第二除水管(303)、第一濃縮管(304)以及第二濃縮管(30 設(shè)置在一個低溫冷阱器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，所述氣體流量控制裝置(4)包括第三電磁閥(401)、第四電磁閥(40 、分別與所述第三電磁閥(401) 和第四電磁閥(40 相連通的第一質(zhì)量流量控制器(404)和第二質(zhì)量流量控制器005)、同時與所述第三電磁閥(401)和第四電磁閥(40 相連通的第三質(zhì)量流量控制器006)、同時與所述第一質(zhì)量流量控制器004)、第二質(zhì)量流量控制器005)、上述第一電磁閥(105)和一個采樣泵(408)連通的第五電磁閥003)以及通過所述第三質(zhì)量流量控制器(406)同時與所述第三電磁閥G01)和第四電磁閥(402)相連通的減壓閥007)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，所述的分析裝置( 包括一個柱箱(501)、設(shè)置在柱箱(501)內(nèi)且分別與上述十二通閥(301)相連通的第一毛細(xì)管柱(50 和第二毛細(xì)管柱(50 、與所述第一毛細(xì)管柱(50 連通的第一檢測器(504)以及與所述第二毛細(xì)管柱(50 連通的第二檢測器(505)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，所述的供氣裝置( 包括氮氣供氣器001)、氦氣供氣器002)、空氣供氣器Q03)以及氫氣供氣器O04)；所述氮氣供氣器O01)與上述減壓閥(407)連通，所述氦氣供氣器(20 與上述十二通閥(301)連通，所述空氣供氣器(20 和氫氣供氣器(204)均與上述第二檢測器 (505)連通；上述第一檢測器(504)采用質(zhì)譜檢測器，上述第二檢測器(50 采用氫火焰檢測器。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，所述第一除水管(302)和第二除水管(303)采用內(nèi)徑1. 0-1. 5mm、長30cm-40cm的空玻璃管或空石英管；所述第一除水管(30 和第二除水管(30 外壁均纏繞溫度可調(diào)可控的加熱絲；所述第一濃縮管(304)以及第二濃縮管(305)均采用內(nèi)徑為0.53mm且長30cm-40cm的空毛細(xì)管柱，所述第一濃縮管(304)采用活化的石英毛細(xì)管柱，所述第二濃縮管(30 采用PLOT毛細(xì)管柱，所述第一濃縮管(304)和第二濃縮管(30 外壁均纏繞溫度可調(diào)可控的加熱絲。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀，其特征在于，所述(X)2捕集管(306)為內(nèi)徑4mm，長15cm的聚四氟乙烯管，管內(nèi)填有堿石棉。
10.一種使用權(quán)利要求1所述的氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀進(jìn)行線揮發(fā)性有機(jī)物的分析方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，采集樣品氣體打開采樣泵008)，樣品氣體經(jīng)過濾器(10 進(jìn)入采樣氣路，進(jìn)入六通閥(IOl)Sl位入口，由S6位公共口出，通過第二電磁閥(106)后，樣品氣體分成兩路第1氣路樣品氣體，通過第一除水管(30 進(jìn)入十二通閥(301) 12號位，經(jīng)11號位出后進(jìn)入第一濃縮管(304)，揮發(fā)性有機(jī)物C4-C12碳?xì)浠衔?、含氧有機(jī)物、鹵代烴被冷凝富集在第一濃縮管(304)內(nèi)，其它氣體進(jìn)入十二通閥(301)8號位，從7號位出后經(jīng)第四電磁閥(40 后，通過第二質(zhì)量流量控制器(40 再經(jīng)過第五電磁閥003)，由采樣泵(408)放空；第2氣路樣品氣體，進(jìn)入第二除水管(30 通過CO2捕集管(306)進(jìn)入十二通閥(301)1 號位，經(jīng)2號位出來進(jìn)入第二濃縮管(30 ，C2-C5碳?xì)浠衔锉欢坷淠患诘诙饪s管(305)內(nèi)，其它氣體進(jìn)入十二通閥(301) 5號位，從6號位出來，通過第三電磁閥(401)經(jīng)過第一質(zhì)量流量控制器004)，再通過第五電磁閥(40 經(jīng)采樣泵(408)放空；完成樣品氣體采集程序，然后由數(shù)據(jù)采集、處理裝置對分析裝置中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在本步驟中，第一除水管(30 溫度為零下-20°C，第二除水管(30 為零下-80°C，第一濃縮管(304)和第一濃縮管(30 溫度均為零下-155°C左右；步驟2，對步驟1的所采集的樣品氣體進(jìn)行熱解吸第一濃縮管(304)和第二濃縮管 (305)同時快速加熱，從零下-155°C升到100°C后，升溫速度為40°C/s，兩個濃縮管內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物快速解吸；具體操作如下第1氣路由氦氣供氣器(20 通入氦氣，由十二通閥(301)9號位入8號位出，進(jìn)入第一濃縮管(304)，解吸的有機(jī)物在氦氣的吹掃下經(jīng)過十二通閥(301)的11號位和10號位， 進(jìn)入柱箱(501)，在第一毛細(xì)管柱(50 中被分離，再進(jìn)入第一檢測器(504)進(jìn)行定性、定量分析；第一毛細(xì)管柱是60m長、內(nèi)徑0. 25mm毛細(xì)管柱；第2氣路由氮氣供氣器(201)通入氮氣，由十二通閥(301)4號位和5號位進(jìn)入第二濃縮管(305)，解吸的C2-C5碳?xì)浠衔镌诘獨獯祾呦陆?jīng)過十二通閥(301)2號位和3號位， 進(jìn)入柱箱(501)，在第二毛細(xì)管柱(503)中被分離，再進(jìn)入第二檢測器(505)，對C2-C5碳?xì)浠衔镞M(jìn)行定性和定量分析，第二毛細(xì)管柱為15m長、內(nèi)徑0. 32mm毛細(xì)管柱；上述第一濃縮管(304)和第二濃縮管(30 熱解吸期間，制冷不停止，低溫冷阱器保持溫度為-155°C 至-150°C ；步驟3，進(jìn)行加熱反吹凈化將第一除水管(30 和第二除水管(30 和第一濃縮管 (304)和第二濃縮管(30 加熱到100°C以上，低溫冷阱器保持溫度為-155°C至-150°C ； 氮氣供氣器(201)提供的吹掃氣氮氣經(jīng)過減壓閥(407)和第三質(zhì)量流量控制器(406)成兩路氮氣經(jīng)過第四電磁閥002)，經(jīng)十二通閥(301) 7號位和8號位反吹第一濃縮管(304)， 再經(jīng)過十二通閥(301) 11號位和12號位進(jìn)入第一除水管(302)，吹掃管中水氣，經(jīng)第二電磁閥(106)和第一電磁閥(105)，最后經(jīng)第五電磁閥003)由采樣泵(408)放空；氮氣經(jīng)過第三電磁閥G01)經(jīng)過十二通閥(301)6號位和5號位反吹第二濃縮管 (305)，再經(jīng)過十二通閥(301)2號位和1號位進(jìn)入CO2捕集管(306)，再進(jìn)入第二除水管 (303)，經(jīng)第二電磁閥(106)和第一電磁閥(105)，最后經(jīng)第五電磁閥003)由采樣泵(408)放空。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體中揮發(fā)性有機(jī)物在線分析儀及其使用方法，包括采樣裝置(1)、供氣裝置(2)以及分別與所述采樣裝置(1)和供氣裝置(2)連接的制冷裝置(3)；該雙空管冷富集雙檢測器氣體在線揮發(fā)性有機(jī)物分析儀還包括一個分別與所述采樣裝置(1)和供氣裝置(2)連接的氣體流量控制裝置(4)、與所述氣體流量控制裝置(4)連接的分析裝置(5)以及與所述分析裝置(5)相連的的數(shù)據(jù)采集、處理裝置。因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明采用電子制冷技術(shù)實現(xiàn)超低溫制冷，避免了使用液氮制冷需要經(jīng)常添加液氮、應(yīng)用條件受限制的弊端，可以長期連續(xù)自動運(yùn)行，便于自動化操作。
文檔編號G01N1/24GK102375041SQ20111027485
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者李虹杰, 王彭蛟, 蔣茂貴, 韓長綿 申請人:武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司