一种有机碳元素碳在线分析仪的一体化反应炉的制作方法

本发明涉及反应炉技术领域，尤其涉及一种有机碳元素碳在线分析仪的一体化反应炉。

背景技术：

一体炉应用在有机碳元素碳在线分析仪上，属于仪器的采样及分析腔室，对其密封性要求极高。申请号为201410387023.2，公开日为2014年11月5日的专利申请，公开了一种基于正交光路的在线监测PM2.5中有机碳/元素碳浓度的设备，该设备中氧化炉与反应炉是分开的，由反应炉高温加热挥发产生的气体进入氧化炉催化转化的过程中，存在一定程度的损失，反应炉与氧化炉通过T型接头连接并通入反应气体，密封性差，存在样品气体的损失，对数据检测结果影响较大，检测精度大幅度降低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化炉与反应炉为一体式结构，避免样品在加热挥发过程中的损失，能够完全的检测到样品，提高检测精度的一种有机碳元素碳在线分析仪的一体化反应炉。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种有机碳元素碳在线分析仪的一体化反应炉，包括炉体保护外壳和设于炉体保护外壳内的反应炉和氧化炉，其特征在于：所述反应炉与氧化炉之间设有保温墙，保温墙将炉体保护外壳内腔分为两个腔室，反应炉与保温墙垂直设置，氧化炉与保温墙平行设置，反应炉的中后部与氧化炉的前端联通，反应炉与氧化炉联通的后端内设有密封光窗，密封光窗将反应炉与氧化炉联通的后端阻隔成封闭式结构，反应炉被阻隔的后端向后延伸至保护外壳外，所述反应炉的前端也设于炉体保护外壳外部，所述反应炉中前部与氧化炉的后端分别设有联通炉体保护外壳外部的一体式的第一外接管和第二外接管，所述炉体保护外壳的两个腔室侧壁上均设有高温接线端子。

进一步的技术方案在于：所述炉体保护外壳内壁设有隔热层，炉体保护外壳内腔填充有保温材料。

进一步的技术方案在于：所述隔热层的厚度为0.7～1cm。

进一步的技术方案在于：所述氧化炉与反应炉的内腔直径比为4：3，氧化炉所在腔室与反应炉所在腔室的深度比为1：1。

进一步的技术方案在于：所述反应炉前、后端对应的炉体保护外壳在两侧面板，在反应炉伸出炉体保护外壳外的位置处分为上下扣合的两部分采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

氧化炉与反应炉为一体式结构，样品由反应炉高温加热挥发产生的气体进入氧化炉催化转化的过程中，避免了样品在加热挥发过程中的损失，能够完全的检测到样品，保证检测结果的准确性，提高了检测精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和2所示，一种有机碳元素碳在线分析仪的一体化反应炉，包括炉体保护外壳10和设于炉体保护外壳10内的反应炉40和氧化炉30，所述反应炉40与氧化炉30之间设有保温墙50，由于反应炉和氧化炉的温度需单独控制，因此用保温墙50将二者隔开，保温墙50将炉体保护外壳10内腔分为两个腔室，主要起到温度隔离的作用，反应炉40与保温墙50垂直设置，氧化炉30与保温墙50平行设置，反应炉40的中后部与氧化炉30的前端联通，反应炉40与氧化炉30联通的后端内设有密封光窗42，密封光窗42将反应炉40与氧化炉30联通的后端阻隔成封闭式结构，利用反应炉40进行样品收集，而氧化炉30作为分析通道进行升温分析，氧化炉30与反应炉40为一体式结构，样品由反应炉40高温加热挥发产生的气体进入氧化炉40催化转化的过程中，避免了样品在加热挥发过程中的损失，能够完全的检测到样品，保证检测结果的准确性；反应炉40被阻隔的后端向后延伸至保护外壳10外，保证激光的稳定穿过，进行光学数据测试，同时保障了系统的密闭性，提高数据可靠性；所述反应炉40的前端也设于炉体保护外壳10外部，便于使用时设置激光组件，可直观的观察激光发射器和激光检测设备是否与反应炉40形成的光窗通道的进、出口对齐，保证激光直线发射后被检测设备检测到，同时也便于安装其它零部件或更换易损件，例如在反应炉40内安装捕捉样气中颗粒物的滤膜，并且对滤膜进行更换；所述反应炉40中前部与氧化炉30的后端分别设有联通炉体保护外壳10外部的一体式的第一外接管41和第二外接管31，反应炉40、氧化炉30、第一外接管41和第二外接管31均为石英管，通过加热融合的方式分别与反应炉40中前部与氧化炉30的后端做成了一个整体，密封光窗42与石英管材质相同。根据实验检测的要求，第一外接管41为载气通入管道，即高纯He、10％的O₂/He和5％的CH₄/He三种气体的通道，第二外接管31将可检测气体通入检测仪进行检测；接所述炉体保护外壳10的两个腔室侧壁上均设有陶瓷材质的高温接线端子60。

其中，炉体保护外壳10内壁设有隔热层20，隔热层要求可耐1000℃高温，炉体保护外壳10内腔填充有保温材料，通常为石英棉。隔热层20的厚度为0.7～1cm，增加隔热层20的目的是维持内部温度恒定，同时防止热量传递到仪器内部。

氧化炉30与反应炉40的内腔直径比为4：3，氧化炉30所在腔室与反应炉40所在腔室的深度比为1：1。

反应炉40前、后端对应的炉体保护外壳10在两侧面板，在反应炉40伸出炉体保护外壳10外的位置处分为上下扣合的两部分，易于安装、更换石英炉。

反应炉40由石英容器，石英副管，高温加热丝，耐火砖衬层，k型热电偶，外壳，风扇，排气通道组成。石英容器由一个带密封光窗的外径12mm石英管和三个开口的石英管组成，与封口石英管同轴的是外径22mm，壁厚2mm的石英管，石英管非开口端有一环形台阶，用于安装石英滤膜；石英副管外径18mm，壁厚1mm，套在前述石英管的内部，并通过聚四氟乙烯接头把石英副管与石英容器主管固定，把石英滤膜挤压在石英副管和石英容器环形台阶之间，并保证石英容器主管与石英副管之间的气密性。高温加热丝螺旋缠绕在石英容器中部的外壁，K型热电偶传感器安装在石英容器内，距石英滤膜表面约1mm的位置。外壳是壁厚4mm的铝板，内表面衬厚8mm的耐火砖。反应炉底板开孔，外面安装吹风风扇，反应炉顶板也开孔外面安装水平的排风通道。

氧化炉30包括石英催化室，K型热电偶，高温加热丝，石英催化室是一根两端外径6mm，中部吹涨为外径12mm的石英管，中部膨大部分装满60目的二氧化锰催化剂，一端与反应炉40连接，另一端伸出外壳60mm。高温加热丝螺旋缠绕在石英管中部，热电偶紧贴管外壁安装。

以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。