一种颗粒物有机化学组分在线测量系统及方法与流程

文档序号:12358476阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种颗粒物有机化学组分在线测量系统,其特征在于,切割器(1)依次经过活性炭扩散管(2)和扩散干燥管(3)与第一电动三通阀(4)的A接口连接,第一电动三通阀(4)的B接口与收集-热脱附装置(5)的入口连接,第一电动三通阀(4)的C接口与供气及气路压力控制系统(11)连接;收集-热脱附装置(5)的采样出口与第二电动三通阀(6)B接口连接,第二电动三通阀(6)的A接口与采样泵(7)连接,第二电动三通阀(6)的C接口连接大气;收集-热脱附装置(5)的热脱附出口通过保温管路(14)与恒温四通阀(8)的B接口连接,恒温四通阀(8)的A接口通过堵头堵死,恒温四通阀(8)的D接口与供气及气路压力控制系统(11)连接,恒温四通阀(8)的C接口通过保温毛细管(13)与低温冷阱(9)的入口连接;低温冷阱(9)的出口与气相色谱(10)的毛细柱入口连接;计算机交互控制系统(12)与第一电动三通阀(4)、收集-热脱附装置(5)、第二电动三通阀(6)、采样泵(7)、恒温四通阀(8)、低温冷阱(9)、气相色谱(10)、供气及气路压力控制系统(11)分别进行电气连接;所述收集-热脱附装置(5)配套有加热组件和降温风机,以实现对收集-热脱附装置(5)的温度控制。

2.根据权利要求1所述一种颗粒物有机化学组分在线测量系统,其特征在于,所述收集-热脱附装置(5)采用石英滤膜收集颗粒物。

3.根据权利要求2所述一种颗粒物有机化学组分在线测量系统,其特征在于,所述收集-热脱附装置(5)中,上管路(502)为在圆管下端设锥形口,下管路(503)为在圆管上端设锥形口,石英滤膜位于上管路(502)和下管路(503)之间,并通过连接件(501)连接固定。

4.根据权利要求3所述一种颗粒物有机化学组分在线测量系统,其特征在于,所述加热组件包括加热棒、热电偶和温控仪;

在下管路(503)锥形口的外圆周连接有支撑平台(504),所述支撑平台(504)上设有开口一(5031)、开口二(5032)和开口三(5033)分别连通至下管路(503)的内部;所述开口一(5031)与保温管路(14)连接;所述开口二(5032)内放置热电偶;所述开口三(5033)内放置加热棒;

热电偶、加热棒和降温风机分别连接至温控仪,温控仪连接至计算机交互控制系统(12)。

5.根据权利要求1所述一种颗粒物有机化学组分在线测量系统,其特征在于,所述切割器(1)能够分离空气动力学粒径小于2.5微米的颗粒物。

6.根据权利要求1所述一种颗粒物有机化学组分在线测量系统,其特征在于,所述活性炭扩散管(2)内填充活性炭吸附剂,基于活性炭吸附作用去除挥发性有机物气体。

7.根据权利要求1所述一种颗粒物有机化学组分在线测量系统,其特征在于,所述扩散干燥管(3)内填充变色硅胶,基于扩散干燥原理干燥采样气体。

8.根据权利要求1所述一种颗粒物有机化学组分在线测量系统,其特征在于,切割器(1)、活性炭扩散管(2)、扩散干燥管(3)、第一电动三通阀(4)的A接口之间的连接管路采用导电性软管;所述第一电动三通阀(4)、收集-热脱附装置(5)、第二电动三通阀(6)、保温管路(14)、恒温四通阀(8)、保温毛细管(13)、低温冷阱(9)中的通路内表面均做钝化处理。

9.权利要求1所述一种颗粒物有机化学组分在线测量系统进行在线测量颗粒物有机化学组分的方法,其特征在于,该系统依次经过采样模式、吹扫模式、热脱附模式、分析模式和降温模式,对颗粒物进行在线捕集并测量其中有机化学组分的含量,从而实时得到颗粒物有机化学组分浓度;具体包括以下步骤:

在采样模式下,通过采样泵(7)的抽吸作用,载有待测颗粒物的气流依次通过切割器(1)、活性炭扩散管(2)、扩散干燥管(3)、第一电动三通阀(4)后,在收集-热脱附装置(5)中被捕集;

在吹扫模式下,吹扫气体依次通过供气及气路压力控制系统(11)、第一电动三通阀(4)后对收集-热脱附装置(5)进行吹扫,从第二电动三通阀(6)排出,从而赶走残留在收集-热脱附装置(5)中的气体;

在热脱附模式下,通过收集-热脱附装置(5)的加热组件,使被捕集的颗粒物样品升温至300℃并保持该温度,从而使其中的有机化学组分挥发;同时载气依次通过供气及气路压力控制系统(11)、第一电动三通阀(4)、收集-热脱附装置(5),有机化学组分随载气通过恒温四通阀(8)进入低温冷阱(9),在-40℃的条件下被低温冷阱(9)捕集;

在分析模式下,随着低温冷阱(9)的启动,富集的有机物组分被快速释放出来,同时载气依次通过供气及气路压力控制系统(11)、恒温四通阀(8)、低温冷阱(9),被释放的有机化学组分随载气进入气相色谱(10),由气相色谱(10)对有机化学组分进行分离并检测;在该模式下,收集-热脱附装置(5)中的加热组件保持加热状态,并在吹扫气体的持续吹扫下带走收集-热脱附装置(5)中残留的有机化学组分,避免对下一次测量产生影响;

在降温模式下,通过收集-热脱附装置(5)中的降温风机,将收集-热脱附装置(5)降温至室温,完成一次采样分析循环。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述收集-热脱附装置(5)的温度控制精度为±1℃。

11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,五种工作模式运行一个周期的时间为30分钟至60分钟;其中采样模式运行时间为10分钟至40分钟,吹扫模式运行时间为3分钟,热脱附模式运行时间为7分钟,分析模式运行时间为5分钟,降温模式运行时间为5分钟。

12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,五种工作模式进行周期连续的自动切换。

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