[发明专利]总有机碳在线分析仪及分析总有机碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质的总有机碳(TOC)在线分析仪，本发明还涉及一种利用这种水质的总有机碳在线分析仪来分析水质中总有机碳的方法。

背景技术

总有机碳(TOC：Total Organic Carbon)是表征水体中有机物质总量的综合指标，它代表了水体中有机物质的总和。TOC不仅能够反应水体受有机物质污染的程度，作为一种生源要素，还能够反应水体中生命活动的情况，而且，TOC对于研究碳的全球循环具有重要的作用。目前，TOC测定已经广泛应用到了江河、湖泊以及海洋监测等方面，逐步成为了水质监测的常规参数。

水体中TOC的测定通常由三个步骤组成：1、水样的预处理，包括采样、过滤、酸化和除去无机碳；2、水样中TOC的氧化，产物为易于检测的CO₂，这是方法的核心；3、氧化产物的检测，TOC氧化产生的CO₂检测方法较多，有非色散红外吸收法(NDIR：non-dispersive infrared)、电导法、氢火焰离子化法等，其中非色散红外吸收法应用最普遍。

根据氧化原理不同，通常将TOC测定方法分为三类：

过硫酸钾氧化法：这是比较经典的方法，又称为湿化学氧化法，原理为：除去水样中的无机碳，用过硫酸钾做氧化剂，在密封的玻璃安瓿瓶中加热(温度为10CTC左右)，将TOC氧化，分析所产生的CO₂来计算水样的TOC浓度。该方法设备简单，容易实施，但操作繁琐，精密度不是很高，不易实现自动连续测定。

紫外-过硫酸钾氧化法：在氧化剂过硫酸钾存在下，用高强度紫外光照射水样，使其中的有机物分解生成无机碳，根据所产生的CO₂或者CH₄分析有机碳含量，该法的最大优点是易于自动分析。

燃烧燃烧法(又称干式)：除去无机碳的水样，注入装有催化剂的石英燃烧管中，在高温下将有机物定量氧化成CO₂，CO₂浓度与水样中的有机碳成正比。燃烧氧化-非分散红外吸收法只需一次性转化、流程简单、重现性好。该法对有机物氧化完全，但缺点是测定水样时需要的耗材过多，价格较昂贵。

目前市场上已经有利用这些原理制作的仪器，主要存在以下问题：1、国产仪器精密度低，检出限高，只能用于工业污水等淡水体系中高浓度TOC的测定，不能满足水中低浓度TOC的分析；2、国外进口仪器价格昂贵，关键部位氧化管需要经常更换，不但造成测定成本过高，而且增加了仪器的维护难度，影响了数据的延续性；3、目前市售仪器均没有很好的实现TOC的自动在线监测，尤其是不能实现实时测定，不能满足全方位、立体化监测需要。并且电导法一般只适用于含盐较低的水质，而氢火焰离子化成本高，不适合在线监测。

发明内容

从上述问题出发，本发明的目的在于提供一种水质的总有机碳(TOC)在线分析仪和一种利用这种水质的总有机碳在线分析仪来分析水质中总有机碳的方法，其中，这种分析方法和分析仪运行稳定可靠，操作简单，维护成本低，灵敏度高，适应性好。

为了达到上述目的，本发明提出了一种利用水质的总有机碳在线分析仪分析水质中总有机碳的方法，所述水质的总有机碳在线分析仪包括进样部、循环检测部和中央控制单元，

其中，所述进样部包括进样管、多通阀、酸瓶、注射泵、第一流量计和第一电磁阀，其中，所述多通阀至少包括第一出入口、第二出入口、第三出入口、第四出入口、第五出入口、第六出入口和第七出入口；

所述循环检测部包括载气输入管、压力调节阀、压力表、第二电磁阀、第二流量计、渗氧管、燃烧器进样单元、燃烧器、过滤干燥器和气体分析仪，其中，所述燃烧器包括燃烧管，在所述燃烧管内存有铂金催化剂；

所述中央控制单元分别与所述进样部和所述循环检测部通信连接，

所述方法依次包括下列步骤：取样混合步骤、燃烧步骤和二氧化碳定量分析步骤，

其中，

在所述取样混合步骤中，由所述进样部执行取样并提供给所述注射泵；在取样之后切换所述多通阀，以将所述酸瓶中的酸液提供给所述注射泵；然后依次经由所述载气输入管、所述压力表、所述第一电磁阀和所述第一流量计向所述注射泵输送成份为惰性气体的载气，以使得所取得的水样与所述酸液充分混合；随后再次切换所述多通阀，以便所述注射泵能够将所述酸液与所取得的水样一起送往所述循环检测部的所述燃烧器进样单元；由所述燃烧器进样单元再将所述酸液与所取得的水样一起送入所述燃烧器；