[发明专利]混合气体中单一气体的富集纯化设备

说明书

本发明提供一种混合气体中单一气体的富集纯化设备，包括能够冷冻吸附混合气体中的部分目标外气体的预纯化冷阱，其设有供混合气体进入的混合气进口；富集冷热阱，其中可拆卸地填充不同规格的分子筛，富集冷热阱的进气口与预纯化冷阱的出气口通过第一开关阀连接；用于降低富集冷热阱的温度的冷冻装置；用于使富集纯化设备达到预设真空度并能够将混合气体中没有被吸附的其他目标外气体排出富集冷热阱的真空获得系统，其抽气口与富集冷热阱的出气口连接；用于加热富集冷热阱以使富集冷热阱吸附的目标气体完全释放的加热装置；通过第二开关阀与富集冷热阱的出气口连接的纯化输出口。实现了对不同分子量的混合气体中单一气体的提取和纯化。

技术领域

本发明涉及气体分析仪器技术领域，更具体地说，涉及一种混合气体中单一气体的富集纯化设备。

背景技术

对于不同分子量的混合气体中某种气体的提取和纯化，在分析化学、地球化学和环境科学的分析中是一种非常重要的分析手段和前处理手段。

在地球科学研究中，对于矿物包裹体中挥发份的分析具有重要的科学意义，但在传统分析中，真空条件下，矿物破碎后，挥发份中不同分子量的气体一般包括气态H₂O、CO₂、SO₂、NH₃、N₂、O₂和惰性气体等很难被区分。

此外，目前对于混合气体中特定分子量气体的提取和纯化，冷冻用冷液的调配一般手动完成，耗时耗力，并且很难精确控制冷液的冷冻温度，影响了分析精度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合气体中单一气体的富集纯化设备，以实现对不同分子量的混合气体中单一气体的提取和纯化。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混合气体中单一气体的富集纯化设备，包括：

能够冷冻吸附混合气体中的部分目标外气体的预纯化冷阱，所述预纯化冷阱设置有供混合气体进入的混合气进口；

冷冻时能够吸附所述混合气体中的目标气体、加热时能够释放所吸附的已经过纯化的所述目标气体的富集冷热阱，所述富集冷热阱中可拆卸地填充不同规格的分子筛，所述富集冷热阱的进气口与所述预纯化冷阱的出气口通过第一开关阀连接；

用于降低所述富集冷热阱的温度以使所述富集冷热阱吸附所述目标气体的冷冻装置；

用于使所述富集纯化设备达到预设真空度并能够将所述混合气体中没有被吸附的其他目标外气体排出所述富集冷热阱的真空获得系统，所述真空获得系统的抽气口与所述富集冷热阱的出气口连接；

用于加热所述富集冷热阱以使所述富集冷热阱吸附的所述目标气体完全释放的加热装置；

通过第二开关阀与所述富集冷热阱的出气口连接的纯化输出口。

优选的，上述富集纯化设备中，所述冷冻装置包括：

外套于所述富集冷热阱的冷冻套管；

储存有液氮的自适压液氮罐，所述自适压液氮罐通过导管向所述冷冻套管内导入冷冻所述目标气体所需要的液氮，所述导管伸入所述自适压液氮罐的液氮液面以下；

用于气化所述自适压液氮罐中的液氮以产生压力将液氮导入所述冷冻套管内的加热模块。

优选的，上述富集纯化设备中，所述冷冻装置还包括：

设置在所述导管伸入所述自适压液氮罐的一端的锥形导向结构，所述锥形导向结构自靠近所述冷冻套管的一端向远离所述冷冻套管的一端渐扩，所述加热模块设置在所述锥形导向结构内。