[发明专利]一种基于UV光解的循环式气体中VOC物质检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体中VOC物质检测方法，尤其涉及一种基于UV光解的循环式气体中VOC物质检测方法。

背景技术

VOC物质，即挥发性有机化合物，若超标释放，会对大气环境造成很大的污染，危害人们的身体健康。

专利文献CN 2570774Y，公开了一种闭路循环式总有机碳分析装置，该装置由样品自动定量进样装置、除CO₂装置、氧化装置、反应剂进样装置、气体除水装置、气泵、红外气体分析器、仪器测控单元组成，用于检测水体中总有机碳的含量，在检测过程中，需要进行除CO₂和气体中除水的步骤，较繁琐，而且，此装置只适用于检测水质中VOC的浓度，并不能用于检测气体中VOC的浓度。

而现有的检测VOC气体浓度技术主要是利用质谱、气相色谱、光离子化检测法和氢火焰离子(FID)检测法。质谱、气相色谱检测技术虽然检测比较准确，但是仪器设备价格比较高，操作较复杂，耗时，测量成本较高；氢火焰离子检测器采用氢火焰将样品气体进行电离，因此需要配备氢气瓶，并需要频繁更换，仪器需要在防爆环境使用，对安全性要求很高，使用成本较高；光离子化检测器采用紫外灯来离子化样品气体，分子被电离为带正负电的离子，它们被电荷传感器感受到形成电流，仪器成本较低，但是在此过程中由于激发分子的淬灭、正离子与电子的复合和外来物质俘获电子使检测池电子浓度降低，而且不同的紫外灯对检测VOC物质具有较高选择性，使得光离子化检测方法检测数值精度不高，鉴于此，急需开发一种操作简单、测量精度高的循环式气体中VOC物质检测方法。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，提供一种基于UV光解的循环式气体中VOC物质检测方法，包括以下步骤：S1：在进样装置、氧化装置中的紫外灯和循环装置处于关闭的状态下，开启干空气清洗装置和排气装置，当测量装置显示的CO₂的浓度为0时，关闭所述干空气清洗装置和排气装置；S2：在所述步骤S1后，开启所述进样装置，将待测气体全部通入所述氧化装置中时，关闭所述进样装置；S3：在所述步骤S2后，开启所述循环装置，待所述测量装置显示的CO₂的浓度达到稳定状态时，记下此时所述测量装置测得的温度T₁、压强P₁和CO₂的浓度C₁；S4：在所述步骤S3后，开启所述紫外灯，待所述测量装置显示的CO₂的浓度上升至最大并达到稳定时，记下此时所述测量装置测得的温度T₂、压强P₂和CO₂的浓度C₂；S5：计算所述待测气体中VOC物质的总有机碳的摩尔浓度C为：

式中，V_R表示进样完毕后，所述氧化装置中混合气体的体积，V₀表示所述待测气体转为标态下的体积。

进一步，若所述VOC物质为纯物质时，则此VOC物质的总有机碳的质量浓度C_M为：

式中，C表示所述VOC物质的总有机碳的摩尔浓度，M_r表示所述VOC物质的摩尔质量，k表示所述VOC物质含有的碳原子个数。

进一步，若所述VOC物质为混合物时，则此VOC物质的总有机碳的质量浓度C_M为：

式中，C表示所述VOC物质的总有机碳的摩尔浓度，m表示所述VOC物质中含有的组分个数，n_i表示第i组分的物质的量，k_i表示第i组分中碳原子的个数，M_i表示第i组分的摩尔质量。

进一步，所述干空气清洗装置，包括依次相连的装载有干空气的气瓶、减压阀和第一电动阀，所述第一电动阀与所述氧化装置的进气口相连。

进一步，所述进样装置包括依次相连的装载有所述待测气体的气袋、真空表、取样泵和第二电动阀，所述第二电动阀与所述氧化装置的进气口相连。

进一步，在所述步骤S2中，当所述真空表的读数≥所述取样泵抽真空最大压力的1/3时，表明进样完毕。

进一步，所述第一电动阀、真空表、取样泵、第二电动阀、所述紫外灯的开关、测量装置、循环装置和排气装置分别和测控装置相连。

进一步，所述紫外灯在所述氧化装置内竖直放置。