[实用新型]一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及大气环境检测设备技术领域，具体地说，涉及一种大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置。

背景技术

大气中含有的挥发性有机物，大多具有致畸、致癌、致突变等危害，并且是大气光化学危害、温室效应等现象的重要元凶，因此为了对大气的污染程度及时监测与控制，对大气中的挥发性有机物含量进行实时检测显得日益重要，尤其是在野外对挥发性有机物含量进行在线监测日益重要。目前，对大气中的挥发性有机物检测主要通过色谱分析来完成。由于大气中的挥发性有机物种类较多，且浓度低，须进行富集浓缩处理，才能达到分析仪器检测的要求。而对于对挥发性有机物含量在线自动监测来说，对浓缩系统要求较高，应达到以下条件：不消耗制冷剂、富集解吸速度快，以便缩短自动监测的分析周期。

目前，用于实验室挥发性有机物冷凝浓缩的装置一般使用液氮制冷，即直接把液氮喷入冷阱外部的蒸发器中，利用液氮蒸发吸收热量来进行制冷。例如中国专利CN101337135中提出了一种低温冷阱，解决了冷凝剂的消耗问题，并缩短了浓缩时间。但是，该方法液氮消耗量大，制冷成本较高，同时液氮野外更换，储存困难，且分析周期长，为使用和维护带来极大不便，因此其不适合野外的连续在线监测。且目前技术中低温冷阱中普遍使用多孔性吸附剂，对挥发性有机物进行低温吸附后再快速热解吸，在这个过程中，很容易产生交叉污染以及“记忆效应”。因此，目前的冷凝浓缩装置及冷凝浓缩方法不能满足对挥发性有机物含量在线监测的需要。另外，使用多孔性吸附剂吸附挥发性有机物，解吸时间长，使整个分析周期加长，且易在不同样品分析之间产生交叉污染问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种不消耗制冷剂、富集解吸速度快以及分析周期短的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种大气挥发性有机物低温冷凝浓缩装置，包括：

低温环境箱，所述低温环境箱连接有压缩机，所述低温环境箱中设有低温冷阱装置，所述低温冷阱装置包括第一级冷阱以及第二级冷阱，所述第一级冷阱包括第一冷凝管、以及第一半导体制冷片组，所述第一冷凝管上缠绕有第一加热丝；所述第二级冷阱包括第二冷凝管、以及第二半导体制冷片组，所述第二冷凝管上缠绕有第二加热丝；

大气采样器，所述大气采样器的输出端连接到质量流量计的输入端，所述质量流量计的输出端连接到第一多通阀的第一端，所述第一多通阀的第二端连接有载气气源，所述第一多通阀的第三端连接到所述第一冷凝管的进口端；

所述第一冷凝管的出口端与所述第二冷凝管的进口端连接，所述第二冷凝管的出口端连接到第二多通阀的第一端，所述第二多通阀的第二端连接有反吹气源，所述第二多通阀的第三端连接到色谱仪的检测输入端。

优选的，所述低温环境箱中设有第一制冷腔体和第二制冷腔体；所述第一冷凝管以及所述第一加热丝设置于所述第一制冷腔体中，所述第二冷凝管以及所述第二加热丝设置于所述第二制冷腔体中。

优选的，所述第一半导体制冷片组包括两个以上贴合在一起的且并联电连接的半导体制冷片，所述第二半导体制冷片组包括三个以上贴合在一起的且并联电连接的半导体制冷片。

优选的，所述第一制冷腔体和所述第二制冷腔体分别包裹有绝热保温材料。

优选的，所述第一冷凝管和所述第二冷凝管均为不锈钢冷凝管。

优选的，所述大气采样器为具有除尘功能的大气采样器。

优选的，所述第一多通阀和所述第二多通阀均为多通电磁阀。

优选的，所述载气气源和所述反吹气源均为纯度大于99.9%的惰性气体。

优选的，所述色谱仪为气相色谱仪或气相色谱质谱联用仪。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

1.由于本实用新型的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，采用的是半导体制冷技术，而半导体制冷技术利用半导体材料的帕尔贴效应制冷，并不需要制冷剂，通电后直接制冷。半导体制冷具有可连续制冷、制冷速度快、无震动噪音、寿命长、安装维护方便等优点，还能实现精确制冷，便于使用自动控制系统控制制冷过程。这种技术的制冷系统能够满足在野外对挥发性有机物含量在线监测的需要。因此应用这种制冷技术的本实用新型的大气挥发性有机物冷凝浓缩取样装置，克服了传统的低温冷凝装置由于需要液氮而存在的缺陷：液氮消耗量大，制冷成本较高，同时液氮野外更换，储存困难，可用于大气挥发性有机物含量的实地在线自动检测。