[发明专利]一种大气中挥发性有机物富集解析过程的前处理装置

说明书

本发明公开了一种大气中挥发性有机物富集解析过程的前处理装置，在装置运行中通过距离调控组件调控VOCs捕集管与制冷部件之间的距离，保证在进行热解析时热的VOCs捕集管尽量少地影响冷块的温度，提升装置整体的能量利用效率；在低温吸附时，VOCs捕集管能快速与冷块贴合，更快地将捕集管温度降低至指定温度，节省捕集管降温的时间。并且，该前处理装置结构简单、小巧，易于操作，能同时对多个捕集管进行富集解析操作，可用于常规检测或野外观测。

技术领域

本发明涉及大气中挥发性有机物测量系统的前处理装置，尤其涉及大气中挥发性有机物测量系统中富集、解析过程的前处理装置。

背景技术

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是大气中普遍存在的一类化合物，其饱和蒸汽压较高、沸点较低，能与大气中的自由基反应促进O₃的产生，进而造成光化学污染；同时部分VOC能通过气固相分配成为大气颗粒物中的一部分，因此，在我国大气复合污染背景下，VOCs有重要的研究意义。

VOCs的监测方法可以分为离线监测和在线监测两类，包括采样、预浓缩、分离和检测四个过程，预浓缩过程又被称为前处理过程，这一过程对后续分离、检测结果的准确性影响较大。预浓缩过程的方法可以分为溶剂解析法和热解析法两种，溶剂解析法成本相对较低但是解析液体积远大于样品体积，因此可能降低解析灵敏度，同时若溶剂不纯也会引起一定误差。热解析通常是在对捕集管进行加热的同时通入载气使被吸附的VOCs解吸进入色谱柱分离。热解析的灵敏度较高，可以避免溶剂分析的干扰，应用较为广泛。

在现有设备的VOCs预浓缩步骤中，为使被低温捕集的VOCs完全并迅速的气化进入检测分析系统，必须将VOCs捕集管从低温条件下快速升温到指定温度(100℃以上)。但是装置在进行热解析时，热量容易从捕集管传递到与之相近的制冷部件，影响到制冷部件运行的稳定性，使制冷部件温度上升，造成不必要的能量浪费。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种挥发性有机物富集、解析过程的前处理装置，可在装置运行中调控VOCs捕集管与制冷部件之间的距离，保证在进行热解析时热的捕集管尽量少地影响冷块的温度，提升装置整体的能量利用效率；在低温吸附时，捕集管能快速与冷块贴合，更快地将捕集管温度降低至指定温度，节省捕集管降温的时间。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大气中挥发性有机物富集解析过程的前处理装置，主要包括以下组件：VOCs捕集管、距离调控组件以及加热/制冷组件，所述VOCs捕集管是对VOCs进行富集浓缩操作的U型管，所述加热/制冷组件包括冷块和加热组件，所述距离调控组件包括固定件、波纹管、连接杆、气路连接管和气泵；其中：所述冷块上设有与VOCs捕集管形状相配合的弧形凹槽，制冷时VOCs捕集管被置于该弧形凹槽中；波纹管的一端为封闭端，与连接杆的一端连接，连接杆的另一端固定连接在VOCs捕集管的上部；波纹管的另一端固定在固定件上并通过气路连接管与气泵连通，波纹管在气泵充放气作用下伸长或缩短，推动VOCs捕集管远离冷块或回到冷块的弧形凹槽中；所述加热组件连接U型VOCs捕集管的上部，当VOCs捕集管远离冷块对其进行加热。

上述前处理装置中，VOCs捕集管是对VOCs进行富集浓缩操作的U型管，优选的，在该U型管的两端靠近冷块的一侧各设有一个带内螺纹的孔洞，用于与连接杆螺纹连接；在其U型底部安装温度传感器，用来实现对捕集管温度的实时监测。所述VOCs捕集管的材质可以为玻璃、不锈钢以及T-C复合材料。