一种检测空气中甲醛含量的系统和方法与流程

本发明涉及一种可直接、快速、准确的检测空气中甲醛含量的系统和方法。

背景技术：

甲醛是一种原生质毒物，是空气中的主要污染物之一，已经被世界卫生组织(WHO)和美国环境保护局(EPA)确定为潜在的危险致癌物与重要的环境污染物。近年来，一直有较多关于甲醛的报道。甲醛具有致癌、促癌的危害，尤其是对于免疫力较低的老人、小孩、孕妇，其危害更大。调查显示，长期过量的吸入甲醛可引发鼻咽癌、咽喉癌等多种严重疾病。甲醛对人体的危害主要通过嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等方面来表现。

当甲醛在空气中的含量达到0.06～0.1mg/m³时，会使人感到异味和不适；当含量达到0.5～0.6mg/m³时，会使人出现眼睛刺痛、咽喉不适或疼痛的症状；当含量达到30mg/m³时，会立即致人死亡。

甲醛的危害如此之大，如何快速准确的检测其含量，从而有效去除或降低空气中甲醛的含量就显得尤为重要。由于甲醛极易溶于水，且易挥发，若想直接测定空气中甲醛的含量，存在较大的困难。并且，在甲醛的检测过程中，由于空气中水分的影响，导致甲醛含量的最终检测结果存在较大的偏差。

目前，国内外在甲醛含量的分析检测方面做了大量的研究，也建立了很多可行的甲醛检测方法。目前，常用方法包括：乙酰丙酮分光光度法、色谱法、电化学法、化学滴定法。此外，还陆续产生了间苯三酚法、离子色谱法、红外光谱法、薄层色谱法等多种方法。这些检测方法虽然可以实现对空气中甲醛的检测，但是检测过程非常繁琐。例如，乙酰丙酮分光光度法涉及显色反应，要对标准溶液进行定期标定，而且只能检测水相中的甲醛，操作非常不方便。同时，色谱法、红外光谱法等检测方法，在检测之前都需要进行一系列复杂的前处理过程，不能实现空气中甲醛的直接检测，并且易受空气中水分的影响。上述各检测方法的灵敏度和准确度也不尽相同，需要根据不同监测点的实际情况综合考虑。

现有技术一公开了一种聚甲醛内气态甲醛的测定方法。该方法需要将气态甲醛收集到水相中，形成甲醛溶液，且需要对甲醛溶液进行标定，才能进行定量测定。本发明的方法，过程较繁琐，不能实现对空气中甲醛含量的直接定量测定，也不能排除水分的影响。

现有技术二公开了一种甲醛检测及去除装置。该技术是将甲醛定性的分解为CO₂和H₂O，不能完全实现定量检测，也不能消除水分的影响。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种测定空气中甲醛含量的系统和方法，不仅可以消除空气中水分的影响，还可以实现甲醛的直接进样检测，不需要一些复杂的前处理过程，且不需要进行前期的显色反应，操作方便，且快捷。

本发明提供了一种检测空气中甲醛含量的系统，所述系统包括控温除水装置、甲醛检测装置。

所述控温除水装置中设置有吸水材料和温控器；所述控温除水装置具有空气入口、干燥气出口。

所述甲醛检测装置具有干燥气入口，所述干燥气入口与所述控温除水装置的干燥气出口连接。

进一步的，上述系统还包括进气装置，所述进气装置中设置有过滤器。所述进气装置具有空气进口、过滤空气出口，所述过滤空气出口与所述控温除水装置的空气入口连接。

进一步的，上述系统还包括抽气装置，所述抽气装置与所述进气装置和所述控温除水装置连接，用于将所述进气装置排出的过滤后空气送入所述控温除水装置中。

进一步的，上述系统还包括甲醛富集装置，所述甲醛富集装置与所述控温除水装置和所述甲醛检测装置连接。

优选的，上述系统还包括电磁阀，

所述抽气装置与所述控温除水装置通过所述电磁阀连接。

所述控温除水装置与所述甲醛富集装置通过所述电磁阀连接。

所述甲醛富集装置与所述甲醛检测装置通过所述电磁阀连接。

本发明还提供了一种利用上述系统检测空气中甲醛含量的方法，包括步骤：

将含有甲醛的空气送入所述控温除水装置中，并启动所述温控器，所述控温除水装置的温度升高，所述含有甲醛的空气经所述吸水材料吸收水分并升温后，得到干燥气。

将所述干燥气送入所述甲醛检测装置中检测甲醛的含量。

优选的，所述吸水材料选用聚丙烯酸钠与海藻酸钠的共聚物。

上述检测空气中甲醛含量的方法中，控制所述控温除水装置的温度升高至25～50℃。

进一步的，上述方法还包括步骤：

将含有甲醛的空气送入所述进气装置中进行过滤，得到过滤后空气，然后送入所述控温除水装置中。

将所述干燥气送入所述甲醛富集装置中，直至甲醛含量达到所述甲醛检测装置的检出限时，送入所述甲醛检测装置中。

优选的，当所述干燥气的体积达到所述控温除水装置的容积限制时，所述电磁阀开启，所述干燥气进入到所述甲醛富集装置中。当所述甲醛富集装置达到容积限制时，所述电磁阀开启，所述干燥气进入到所述甲醛检测装置中。

与现有技术相比，本发明在测定含水空气中甲醛的含量时，无需复杂的前处理过程。并且，通过设置控温除水装置，可有效除去空气中的水分，并使甲醛完全呈挥发状态，避免了水分对甲醛含量测定的影响，从而保证了检测结果的准确性。

本发明的系统和方法可实现空气中甲醛含量的快速、直接的检测，并可有效去除空气中水分的影响，可实现对空气中甲醛污染情况的快速有效的评定。本发明操作方便、准确，并且成本低廉。

附图说明

图1为本发明实施例中用于检测空气中甲醛含量的系统示意图。

图2为本发明实施例利用图1所示的系统检测空气中甲醛含量的方法流程示意图。

附图中的附图标记如下：

1、进气装置；

2、抽气装置；

3、控温除水装置；

4、甲醛富集装置；

5、甲醛检测装置；

601、电磁阀，602、电磁阀，603、电磁阀。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

如图1所示，为本发明实施例用于检测空气中甲醛含量的系统，包括控温除水装置3和甲醛检测装置5。在本发明的其它实施例中，还包括进气装置1。在不同实施例中，还包括抽气装置2。在其它实施例中，进一步包括甲醛富集装置4。本发明的优选实施例中，可进一步包括电磁阀601、电磁阀602、电磁阀603。

本发明中，进气装置1、抽气装置2、控温除水装置3、甲醛富集装置4、甲醛检测装置5依次连接。其中，抽气装置2与控温除水装置3之间设置有电磁阀601。控温除水装置3与甲醛富集装置4之间设置有电磁阀602。甲醛富集装置4与甲醛检测装置5之间均设置有电磁阀603。电磁阀可实现气体在连接装置之间的自动控制输送。

进气装置1中设置有过滤器，当待测空气中杂质较多时，能够过滤除去空气中的细小颗粒物。进气装置1具有空气进口、过滤空气出口。

控温除水装置3用于接收由进气装置1送入的过滤后空气，其中设置有吸水材料和温控器。其中，吸水材料用于吸收除去过滤后空气中的水分。同时，温控器用于调控控温除水装置3的温度，使甲醛呈挥发态。控温除水装置3具有空气入口、干燥气出口。其中，空气入口与进气装置1的过滤空气出口连接。

抽气装置2设置在进气装置1和控温除水装置3之间，与进气装置1和控温除水装置3连接。抽气装置2能够将进气装置1排出的经过滤后的空气送入控温除水装置3中。

甲醛检测装置5用于接收由控温除水装置3送入的干燥气，从而检测其中甲醛的含量，即检测空气中甲醛的含量。甲醛检测装置5具有干燥气入口。其中，干燥气入口与控温除水装置3的干燥气出口连接。本发明中，甲醛检测装置5为高灵敏度、高分辨率的甲醛检测设备。在有的实施例中，甲醛检测装置5可选用质谱仪。

甲醛富集装置4用于储存由控温除水装置3送入的干燥气，使得干燥气中甲醛的含量可达到甲醛检测装置5的检出限。甲醛富集装置4与控温除水装置3和甲醛检测装置5连接。

在本发明的优选实施例中，抽气装置2与控温除水装置3之间通过电磁阀601连接。控温除水装置3与甲醛富集装置4之间通过电磁阀602连接。甲醛富集装置4与甲醛检测装置5之间通过电磁阀603连接。

如图2所示，为本发明实施例中利用图1所示的系统检测空气中甲醛含量的流程示意图。该方法是通过如下过程实现的：

将含有甲醛的空气送入控温除水装置3中。在本发明的不同实施例中，对于含有较多杂质的含甲醛空气，首先将含有甲醛的空气送入进气装置1中，在过滤器的作用下，过滤除去空气中的细小颗粒物，得到过滤后空气。在有的实施例中，可经由抽气装置2将过滤后空气送入控温除水装置3中。作为本发明的优选实施例，可通过电磁阀601控制过滤后气体进入控温除水装置3中。

控温除水装置3中设置的吸水材料，可以有效吸收除去待测空气中的水分。启动温控器，控温除水装置3中的温度升高。由于甲醛极易溶于水，且在温度高于19℃时开始挥发。因此，本发明中，温控器控制控温除水装置3中的温度为25～50℃，可使得待测空气中的甲醛全部以气体挥发状态存在，实现甲醛和水分的完全分离，从而可保证检测结果的准确性。该步骤可得到含有挥发态甲醛的干燥气。

本发明中的吸水材料为具有较强吸水性能和保水性能，并且对甲醛不敏感的高分子聚合材料，可有效吸收空气中的水分，且不会和甲醛发生反应，包括高吸水性树脂类。本发明中，吸水材料可选用聚丙烯酸钠或海藻酸钠等。优选的，本发明的吸水材料选用聚丙烯酸钠和海藻酸钠的共聚物。

将干燥气送入甲醛检测装置5中，检测甲醛的含量，即空气中甲醛的含量。

在本发明的不同实施例中，对于空气中甲醛含量较低或甲醛检测装置5的检出限较高时，需首先将干燥气送入甲醛富集装置4中储存。直至甲醛富集装置4中，干燥气中甲醛的含量达到甲醛检测装置5的检出限时，再送入甲醛检测装置5中进行甲醛含量的测定。

本发明的甲醛检测装置5可选用质谱仪等具有高灵敏度、高分辨率的检测设备。本发明并不限制甲醛检测装置的选取，可根据不同实施例的检测需求进行选择。

在本发明的优选实施例中，可通过电磁阀601、602、603自动控制气体在不同装置之间的输送。当控温除水装置3中的气体体积达到该装置的容积限制时，能够自动触动电磁阀602打开，使得控温除水装置3中的干燥气输送至甲醛富集装置4中。同理，当甲醛富集装置4中的气体体积达到其容积限制时，能够自动触动电磁阀603打开，使得干燥气输送至甲醛检测装置5中。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。