[发明专利]一种挥发性有机物气体冷冻捕集系统及捕集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种样气捕集系统及捕集方法，属于环境监测领域，具体涉及一种挥发性有机物气体冷冻捕集系统及捕集方法。

背景技术

空气中的有机化合物通常用气相色谱和气相色谱/质谱方法进行测定，比如环境空气中臭氧前驱体碳氢化合物和有毒有害卤代烃及含氧有机物的测定。

环境空气中有机化合物的浓度比较低，难以用分析仪器直接进行测定；因此，需要对空气中的有机化合物进行浓缩后进行分析。浓缩仪应该满足：去除样品中的水分，对极性、非极性各类挥发性有机化合物都能够定量吸附和定量热解吸，各类挥发性有机化合物在浓缩及热解吸过程中不发生化学反应和不可逆吸附。

目前的浓缩气体的方法主要有吸附剂吸附浓缩和低温冷冻浓缩。但是，吸附剂具有选择性吸附和不可逆吸附等弊端，对低沸点有机化合物和部分极性有机化合物的吸附、热解吸效果不好。制冷方法有有液氮制冷、半导体制冷、压缩机制冷；液氮制冷成本高、受条件限制不易推广，半导体制冷效果较差，压缩机制冷耗电高、体积大、质量重，需要定期添加氟利昂制冷剂，污染环境。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的吸附浓缩方法的吸附及解吸效果不好，以及低温冷冻的液氮制冷、半导体制冷、压缩机制冷存在的弊端，提供了一种挥发性有机物气体捕集装置。该捕集系统的制冷装置制冷效果好、无污染，捕集系统的捕集头可以定量捕集、定量热脱附极性、非极性各类挥发性有机物，从而能够在线或离线分析极性和非极性各类挥发性有机物。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种挥发性气体冷冻捕集系统，包括：依次相连的进气装置、除水装置、捕集装置，其中：

所述除水装置包括：与除水装置冷源相连接的除水装置冷端，安装于所述除水装置冷端上的除水装置冷凝头，所述除水装置冷凝头包括：由非金属材料构成的除水装置凹形池体，放置于所述除水装置凹形池体底部并且由钝化金属材料构成的呈平面螺旋形状的气体冷凝管道，从所述除水装置池体底部向外依次放置于所述气体冷凝管道上的除水装置绝缘片、除水装置隔热片和除水装置导热片，其中：所述气体冷凝管道分别与所属装置的进气端和出气端相连接，所述除水装置导热片与所述除水装置冷端相接触，所述气体冷凝管道的两端与加热电源相连；

所述捕集装置包括：与捕集装置冷源相连接的捕集装置冷端，安装于所述捕集装置冷端上的捕集装置冷凝头，所述捕集装置冷凝头包括：由非金属材料构成的捕集装置凹形池体，放置于所述捕集装置凹形池体底部并且由钝化金属材料构成的呈平面螺旋形状的气体捕集管道，从所述捕集装置池体底部向外依次放置于所述气体捕集管道上的捕集装置绝缘片、捕集装置隔热片和捕集装置导热片，其中：所述气体捕集管道分别与所属装置的进气端和出气端相连接，所述捕集装置导热片与所述捕集装置冷端相接触，所述气体捕集管道的两端与加热电源相连。

优化的，上述的一种挥发性气体冷冻捕集系统，所述除水装置为两个，并且两个除水装置构成相互并行的两路气体通道。

优化的，上述的一种挥发性气体冷冻捕集系统，所述捕集装置的气体捕集管道包括多路并行的呈平面螺旋形状的气体管道，所述进气装置采集的气体进入捕集装置后分多路经平面螺旋形气体管道。

优化的，上述的一种挥发性气体冷冻捕集系统，所述气体冷凝管道和所述的气体捕集管道连接有温度传感器。

优化的，上述的一种挥发性气体冷冻捕集系统，所述进气装置包括依次连接的采样头、六位阀、电磁阀，所述电磁阀与除水装置的进气端相连。

优化的，上述的一种挥发性气体冷冻捕集系统，所述捕集装置的出气端与十二通阀相连，并且该十二通阀的阀门通道上还分别连接有采样泵、载气瓶，以及气体分析仪。

优化的，上述的一种挥发性气体冷冻捕集系统，所述六位阀和所述十二位阀上分别设置有与加热电源相连的六位阀加热块和十二位阀加热块。

优化的，上述的一种挥发性气体冷冻捕集系统，所述除水装置凹形池体外部设置有一个带有气体出入口的除水装置密封外罩。

优化的，上述的一种挥发性气体冷冻捕集系统，所述捕集装置凹形池体外部设置有一个带有气体出入口的捕集装置密封外罩。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种利用上述的挥发性气体冷冻捕集系统进行挥发性有机物样气捕集的方法，包括：

冷凝除水步骤，将样气送入除水装置中的气体冷凝管道内，启动除水装置的冷源制冷，控制冷凝温度将样气中的水分冷凝去除；