[发明专利]一种自控温加热及吸收挥发性气溶胶的处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对采样前气溶胶预处理的装置，尤其是一种自控温加热及吸收挥发性气溶胶的低流量处理装置，属于环境分析和大气采样技术领域。

背景技术

目前，在国内大气采样和常规监测领域都是直接收集气体进入采样仪器装置，几乎没有对采样前气体进行前处理过程，这在某种程度上忽略了采样过程中气体凝结或者挥发等效应的影响，由于大气气溶胶的组成成分和形成过程是进一步研究气溶胶对气候和人类健康影响的重要因素，因此在收集气体进入采样器之前，分离酸性的无机和有机等挥发性气体和半挥发性气溶胶并去除这些气体组分是非常关键的。另外：还可以通过控制不同温度设计实验，达到理解大气中特定气溶胶组分有多少贡献到大气气溶胶颗粒粒径当中的目的。这些研究结果可以进一步应用到我国大气化学模式当中。然而，目前国内还没有针对采样前自动多变控温并去除挥发气溶胶组分的装置报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种能自动控温加热并吸收挥发性气溶胶组分的处理装置，其具有加热迅速且温度可自动控制、吸附挥发性气溶胶组分迅速、结构简单和操作方便等优点。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种自控温加热及吸收挥发性气溶胶的处理装置，它包括加热腔、过滤腔和气体传输管，气体传输管横向贯穿加热腔和过滤腔，位于过滤腔内的气体传输管的管壁上均匀分布有通气孔，所述加热腔内设有温度传感器和加热器，温度传感器的信号输出端与温度控制器的信号输入端相连，温度控制器的控制输出端连接加热器，所述的温度控制器与电源相连，过滤腔内填充有活性碳，过滤腔的末端与气体导出腔相连通，气体导出腔的末端连通有出气管。

所述的加热器为串联的两石英加热管，两石英加热管对称设置在气体传输管的两侧，串联的石英加热管与温度控制器的控制输出端连接。

优选的，加热腔内的气体传输管为不锈钢钢管。

所述加热腔为轻质泡沫保温砖围城的空腔，轻质保温砖的外表面覆有保温层，优选的，保温层由岩棉构成。岩棉的作用：隔热，减少热量散发，同时防止操作人员烫伤。

所述的过滤腔的直径为106mm-120mm，过滤腔的长为740mm-760mm，过滤腔为圆筒状有机玻璃围成的空腔。

所述的加热腔内的气体传输管贯穿加热腔并且两端延伸至加热腔外，加热腔内的气体传输管的一端与过滤腔内的气体传输管法兰连接，左法兰盘中心的圆孔与加热腔气体传输管密封连接，右法兰盘的中心圆孔与过滤腔密封连接，优选的，过滤腔内的气体传输管为塑料气体传输管。加热腔内的气体传输管与过滤腔内的气体传输管此种设计的优点：方便更换贯穿加热腔的一段气体传输管，法兰连接拆卸方便，密封性能好，为更换气体传输管提供了方便。

优选的，加热腔与过滤腔之间的气体传输管上设置散热片。设散热片的优点：使不锈钢气体传输管的温度快速下降，防止过热的不锈钢气体传输管与过滤腔内的塑料气体传输管连接处熔化而使通气管断开或漏气，影响实验结果。

所述的加热腔体和散热片外部罩设有保护罩，保护罩上均匀分布有散热孔，散热孔为方形散热孔，保护罩为金属材质。保护罩的作用：主要起保护加热控温腔和防止操作人员烫伤的作用。

优选的，过滤腔的壳体与气体导出腔的腔壁法兰连接，气体导出腔的上部连通有活性炭加料口，下部连通有活性炭出料口。

所述的加热腔体和过滤腔体下方设置有金属底座。

所述的温度控制器与电源之间还设置有开关。

本发明的特点及优良效果：

1、本发明设置的加热腔，可使进入气体传输管中气溶胶加热，控温器可使加热腔内的温度控制在一定范围内，气溶胶的部分有机和无机组分在特定温度下转变为气体，气体温度经散热片迅速下降至常温，不影响后续的分析、监测结果。

2、本发明采用活性碳，可吸附加热腔内挥发的有机和无机酸性气体，如SO₂，HCl等酸性气体及有机气体，起到过滤气溶胶的作用。

3、气溶胶经过本发明的加热腔加热后，后经散热片进入过滤腔，在特定温度下挥发的有机物气体和酸性气体被过滤腔内的活性碳吸附并去除，填满过滤腔的活性碳吸附迅速，易挥发组分去除明显，且对气溶胶其他组分没有影响。

4、本发明的过滤腔的末端连通有气体导出腔，气体导出腔上可以安装标准仪器使用的不同尺寸的接口，经过滤腔过滤后的气体经导出腔导出后进入在线采样和分析仪器，对气体中气溶胶颗粒进行物理和化学分析。

5、本发明结构简单，安装操作方便，加热腔内的气体传输管随着长期使用老化后可方便更换。