[发明专利]一种适用于烟雾箱反应器的进样方法及进样系统

说明书

本公开提出了一种适用于烟雾箱反应器的进样方法，包括：在待通入样品为气体的情况下，计算得到待通入气体样品在气缸内的目标压强；向处于真空状态下的气缸内通入第一气体样品，气缸内压强达到目标压强时停止向气缸内通入第一气体样品；将气缸内的第一气体样品通入烟雾箱反应器，以使得烟雾箱反应器内的第一气体样品达到第一预定反应参考浓度值。在待通入样品为液体的情况下，计算得到待通入液体样品在液体套管中的目标体积；由进液口向液体套管内注射目标体积的液体样品，以便目标体积的液体样品在液体套管中发生汽化后生成第二气体样品；将第二气体样品通入烟雾箱反应器中，以使得烟雾箱反应器内的第二气体样品达到第二预定反应参考浓度值。

技术领域

本公开涉及大气化学反应实验技术领域，具体涉及一种适用于烟雾箱反应器的气体样品及液体样品的进样方法及进样系统。

背景技术

烟雾箱反应器是一种由惰性材料制成的用于模拟大气层的容器，通过向烟雾箱反应器中通入所要研究的气体，观察反应物和产物随时间的变化，由此得出大气中化学转化的动态规律。它可以排除复杂的气象、地形因素，在可控条件下探索大气化学反应机制，为科学防治大气污染提供强有力的理论支撑。作为大气科学领域最重要的实验平台，控制和改变进入烟雾箱反应器的某一种化学物质浓度是开展烟雾箱模拟反应实验的基础。

在相关技术中，通常采用直接注射的方法向烟雾箱反应器中进样，直接注样容易污染烟雾箱反应器。同时，使用流量计进样时，需要反复标定，伴随流量计被污染腐蚀的问题。因此，在实验室条件下，如何精确控制定量的气态样品(如NO、NO₂等)和液态样品(如乙醇、丙酮等)汽化进入烟雾箱反应器，构建一种较为完善的进样系统是烟雾箱反应器设计和应用中亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决烟雾箱反应器不具有同时满足气体样品和液体样品的进样的问题，克服通常情况下使用流量计进样时流量计易被腐蚀，需要反复标定的技术问题，本公开提出了一种烟雾箱反应器的进样方法及进样系统。

本公开的一个方面提出了一种适用于烟雾箱反应器的进样方法，包括：

在待通入样品为气体的情况下，根据第一预定反应参考浓度值、烟雾箱反应器的体积、气缸在真空状态下的基础压强、气缸的体积，计算得到待通入气体样品在气缸内的目标压强；

向处于真空状态下的气缸内通入第一气体样品；

在气缸内压强达到目标压强的情况下，停止向气缸内通入第一气体样品；

将气缸内的第一气体样品通入烟雾箱反应器，以使得烟雾箱反应器内的第一气体样品达到第一预定反应参考浓度值。

根据本公开实施例，在待通入样品为液体的情况下，根据第二预定反应参考浓度值、烟雾箱反应器的体积、液体套管中液体样品的物质的量和密度，计算得到待通入液体样品在液体套管中的目标体积；

由进液口向液体套管内注射目标体积的液体样品，以便目标体积的液体样品在液体套管中发生汽化后生成第二气体样品；

将第二气体样品通入烟雾箱反应器中，以使得烟雾箱反应器内的第二气体样品达到第二预定反应参考浓度值。

根据本公开实施例，其中，烟雾箱反应器的进样方法还包括：

在目标体积的液体样品汽化过程中，在液体样品的挥发度小于预设挥发度阈值的情况下，通过外部加热系统加热目标体积的液体样品。

本公开的另一方面提出了一种用于实现上述进样方法的烟雾箱反应器进样系统，包括：

第一气体管路，用于通入第一气体样品；

气缸，气缸的入口端与第一气体进样管路的出口端连通；

第二气体管路，第二气体管路的入口端与气缸的出口端连通；