4min内将吸附管从室温升至250°C，并在3min内将吸附管从250°C降到45°C，并能在降温完毕后把残留在加热块中的水排到循环水箱，而不影响下一次加热块的加热。流经高温的加热块而形成的高温水，再流经水冷排而快速降温，最后流回循环水箱，等待后续使用。
[0033]具体实施流程如下:当富集-热解吸系统运行至热解吸状态时，需要给吸附管加热，此时穿套于加热块的加热棒受温度控制器控制开始工作，在4min内即可将加热块和吸附管加热至解吸温度250°C，解析过程完成之后，此时加热块以及吸附管处于250°C的高温状态，在二恶英前生体在线检测实验中，吸附管需要处于50°C以下的低温状态，才有利于分析物的有效富集，所以必须使吸附管降温到50°C以下才能进行下次实验。此时水冷降温装置启动，即:打开循环水泵，两位三通电磁阀处于a与c端口通的断电状态，循环水快速流经加热块，带走热量使加热块和吸附管快速降温，然而流出加热块的水为高温状态，需要冷却，方可在下一次进入加热块时实现有效降温，所以在高温水流回水箱前，先使它流过全紫铜材质的水冷排而快速降温至室温水平。降温结束后，关闭循环水泵，此时水冷管中会有残留水，包括横穿在加热块的水冷管，这部分水必须排走才能进行下次实验，因为下次实验会有加热过程，加热块中有残留水，这在加热时则非常危险，所以必须排走这些水。加入排气泵可以实现水排空，排水时，排气泵与两位三通电磁阀打开(a与b端口通)，高速的气体会流过水冷管，由于整个水冷管是密封的，这样管路中的水就被压回到循环水箱，水排空后，关闭排气泵和两位三通电磁阀方可进入下次实验。
[0034]其中上述过程的所有动作变化均可以由温度控制器自动控制，无需人为操作。
[0035]该加热和水冷降温装置相对于风冷降温速度快，降温速度稳定，作为富集-热解吸系统中吸附管的降温装置表现突出，在焚烧烟气二恶英前生体在线监测实验中有效的将监测周期缩短至28min内，保障了全自动富集-热解吸系统的正常工作，满足焚烧烟气中二恶英前生体的在线检测需求。
[0036]实施例
[0037]为了考察此加热和水冷降温装置的加热、降温速度与稳定性，使用此装置对全自动富集-热解吸系统中的加热块做加热、降温实验。实验方法:将加热块升温到250°C，之后使用水冷降温装置降温，记录加热块从室温升温到250°C和加热块250°C降温到45°C所使用的时间，三次实验的结果如下:
[0038]第一次:升温用时3分45秒，升温到249.6 V，降温用时2分57秒，降温到45.6 V ；
[0039]第二次:升温用时3分45秒，升温到250.3 V，降温用时2分57秒，降温到45.3 V ；
[0040]第三次:升温用时3分45秒，升温到249.8 V，降温用时2分57秒，降温到45.5 °C;
[0041]结果表明，此加热和水冷降温装置加热、降温速度快，加热、降温稳定，可以满足精密的富集-热解吸系统中的吸附管加热、降温需求，并且不影响其定量，用于焚烧烟气中二恶英前生体在线监测实验，大大缩短了其监测周期，使监测结果更精细的反映焚烧炉内燃烧状况，在此实验中发挥了巨大作用。
【主权项】
1.一种富集-热解吸系统中吸附管的加热和水冷降温装置，其特征在于:包括富集-热解吸系统的吸附管(7)和加热块(6)，加热块(6)为电加热块或内部设置有电加热丝的金属块或内部设置有电加热棒的金属块，于加热块(6)上开设有用于容置吸附管(7)的通孔，吸附管(7)穿套于加热块(6)的用于容置吸附管(7)的通孔中； 于加热块(6)上开设有用于容置水冷管的通孔，水冷管穿套于加热块￠)的用于容置水冷管的通孔中； 水冷管的出口端与水冷排⑶的进口相连，水冷排⑶的出口与循环水箱⑴上端的进水口相连，循环水箱(I)下端的出水口经循环水泵(2)与两位三通电磁阀(3)的第一个接口 c相连，两位三通电磁阀(3)的第二个接口 a与水冷管的进口端相连，两位三通电磁阀(3)的第三个接口 b与排气泵(4)的气体出口相连； 电加热块、电加热丝或电加热棒与外界电源相连。2.根据权利要求1所述的加热和水冷降温装置，其特征在于: 于加热块(6)上开设有用于容置温度传感器的通孔，温度传感器穿套于加热块(6)的用于容置温度传感器的通孔中；温度传感器通过导线与温度控制器(9)连接； 电加热块、电加热丝或电加热棒通过导线经温度控制器(9)与外界电源相连； 循环水泵(2)、排气泵(4)、两位三通电磁阀(3)均通过导线经温度控制器(9)与外界电源相连。3.根据权利要求1所述的加热和水冷降温装置，其特征在于: 温度控制器(9)以所需的控制时序控制循环水泵(2)、排气泵(4)和两位三通电磁阀(3)的开与关，以实现加热块(6)和吸附管(7)的快速升温与降温，可在4min内将吸附管(7)从室温升至250°C，并可在3min内将吸附管(7)从250°C降到45°C，并能在降温完毕后把残留在水冷管中的水排到循环水箱(I)，不影响下一次加热块(6)的加热；由于加热块(6)加热吸附管(7)后为高温状态，使流经水冷管后的水成为高温水、需再流经水冷排(8)而快速降温，最后流回循环水箱(I)中。4.根据权利要求1所述的加热和水冷降温装置，其特征在于: 循环水泵(2)，扬程4m，流量600L/H ； 两位三通电磁阀(3),断电时a与c端口通,通电时a与b端口通； 排气泵(4)为抽速彡lL/min的气泵。5.根据权利要求1所述的加热和水冷降温装置，其特征在于: 水冷排(8)为全紫铜材质，采用圆形水管减小水阻，可承受5Kg压力； 吸附管(7)为Tenax-TA采样管,规格为:长度15cm,内径Φ 4mm,外径Φ 6mm,填充物质量200mg，材质为不锈钢，采用三根平行阵列的方式，与富集-热解吸系统的管路之间使用四通接口(5)连接。6.根据权利要求5所述的加热和水冷降温装置，其特征在于: 四通接口(5)与富集-热解吸系统的管路和吸附管(7)之间均采用卡套式连接。7.根据权利要求1所述的加热和水冷降温装置，其特征在于: 加热块(6)为40mm*33.5mm*90mm的长方体铜块,三根吸附管(7)均勻分布在加热块(6)内部，使用三根加热棒加热加热块￠)，水冷管横穿于加热块￠)中。8.根据权利要求2所述的加热和水冷降温装置，其特征在于:温度控制器(9)通过控制电压输出来控制循环水泵(2)、两位三通电磁阀(3)和排气泵(4)的开与关，同时控制加热块(6)的升温，使加热块(6)温度在室温-350°C可调。
【专利摘要】本发明公开了一种富集-热解吸系统中吸附管的加热和水冷降温装置。该装置使用温度控制器，以特定的控制时序控制循环水泵、排气泵和两位三通电磁阀的开与关，以实现加热块和吸附管的快速升温与降温，可在4min内将吸附管从室温升至250℃，并可在3min内将吸附管从250℃降到45℃，并能在降温完毕后把残留在加热块中的水排到循环水箱，不影响下一次加热块的加热,流经高温加热块而形成的高温水，再流经水冷排而快速降温，最后流回循环水箱。该装置协同全自动富集-热解吸系统可应用于焚烧烟气中二恶英前生体类样品的在线检测，可在无人值守下自动运行，在环境污染的检测与控制方面具有广阔的应用前景。
【IPC分类】G01N1/28, F25D1/02, H05B3/00, F25D29/00
【公开号】CN105546900
【申请号】CN201410609679
【发明人】李海洋, 刘巍, 蒋吉春, 李金旭, 齐雅晨, 王艳
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年11月3日