专利名称：用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置。
背景技术：
污染源废气监测中，有机物监测是十分重要的内容。如油漆有机溶剂废气、造漆 厂废气、集装箱制造厂喷涂废气、化工、石油化工等行业都有许多污染源排放苯、甲苯、二甲 苯等有机物。这类有毒、有害物质严重影响人类健康，被国际癌症研究机构确认为有毒致癌 物质。目前对于有机物的监测国内主要还是停留在实验室分析阶段。污染源废气经专 用采样设备采样富集后，通过样品预处理装置净化，提纯后再进实验室分析仪测试，最后经 数据处理后得到监测数据。实验室分析存在监测数据有一定的滞后性，样品采集、储存、运 输过程中存在样品组分损失等问题。高质量的在线自动监测装置极大部分均是从国外引进 的。今后环境监测市场需要大量国产化的，性能稳定、可靠的国产污染源有机物自动监测装 置。因此污染源有机物自动监测装置研发的意义重大，非常必要。空气样品中所含有机污染物的浓度较低，一般直接取样还远不能满足监测的要 求，需要采用一定的方法，将大量空气样品进行浓缩富集，使其满足监测方法灵敏度的要 求，常用的空气样品富集方法有溶剂吸收法、低温冷凝法和固体吸附法。溶剂吸收法存在溶剂峰干扰痕量有机物质的检测，其使用范围受到很大限制且很 难实现在线化。低温冷凝法易聚集大量水蒸气影响有机物质的色谱分析，其冷阱的应用也不适合 在线分析。固体吸附法易实现操作自动化，常温状况下的固体吸附法可以避免使用冷阱，但 高沸点物质热解析后对色谱分析造成影响。空气样品的在线富集分离技术是污染源有机物自动监测系统的关键技术之一，是 实现污染源有机物自动监测的前提，也是污染源有机物自动监测系统研发过程中的难点。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离 装置，该装置能够实现对常温条件下的空气样品自动采集、富集浓缩、热解析进样、高沸点 物质切割分离功能。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置，其特征在于，它包括 取样器、十通阀、吸附柱、取样泵、第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀、第四 流量控制阀、三通阀、预分离柱、分离柱、载气管和放空管；所述十通阀包括阀座和阀芯，阀 座沿周向均勻分布有第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十阀孔，所述 三通阀包括A阀孔、B阀孔和C阀孔，所述三通阀开启状态A阀孔与C阀孔导通，所述三通阀关闭状态B阀孔和C阀孔导通；所述十通阀的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十阀孔通过 管道分别与所述吸附柱的出口、三通阀的C阀孔、取样器、吸附柱的进口、预分离柱的进口、 放空管、第二流量控制阀、预分离柱的出口、分离柱的进口和第三流量控制阀相连接；所述 第四流量控制阀的两端通过管道分别与所述取样泵和三通阀的B阀孔相连接；所述第一流 量控制阀的两端通过管道分别与所述载气管和所述三通阀的A阀孔相连接，所述第三流量 控制阀的一端通过第二气阀和管道与所述载气管相连接，所述第二流量控制阀的一端通过 第一气阀和管道所述载气管相连接；所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀、第四流量控制阀、吸附 柱、预分离柱、分离柱处均设有温度控制器，所述吸附柱3处设有热解析加热装置。本发明提供的技术方案的有益效果是本发明用于污染源有机物自动监测的空气 样品在线富集分离装置，可在30分钟内快速高效完成空气样品富集分离过程，实现空气样 品预处理的在线化。


图1是本发明结构示意图
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。如图1所示，本发明用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置， 其特征在于，它包括取样器1、十通阀2、吸附柱3、取样泵4、第一流量控制阀5、第二流量 控制阀6、第三流量控制阀7、第四流量控制阀8、三通阀9、预分离柱10、分离柱11、载气管 12和放空管26 ；十通阀2包括阀座和阀芯，阀座沿周向均勻分布有第一、第二、第三、第四、 第五、第六、第七、第八、第九、第十阀孔13、14、15、16、17、18、19、20、21、22，三通阀9包括A 阀孔23、B阀孔24和C阀孔25，三通阀9开启状态A阀孔23与C阀孔25导通，三通阀9关 闭状态B阀孔24和C阀孔25导通；十通阀2的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十阀孔13、14、 15、16、17、18、19、20、21、22通过管道分别与吸附柱3的出口、三通阀9的C阀孔25、取样器 1、吸附柱3的进口、预分离柱10的进口、放空管26、第二流量控制阀6、预分离柱10的出 口、分离柱11的进口和第三流量控制阀7相连接；第四流量控制阀8的两端通过管道分别 与取样泵4和三通阀9的B阀孔24相连接；第一流量控制阀5的两端通过管道分别与载气 管12和三通阀9的A阀孔23相连接，第三流量控制阀7的一端通过第二气阀27和管道与 载气管12相连接，第二流量控制阀6的一端通过第一气阀28和管道与载气管12相连接；第一流量控制阀5、第二流量控制阀6、第三流量控制阀7、第四流量控制阀8、吸附 柱3、预分离柱10、分离柱11处均设有温度控制器，吸附柱3处设有热解析加热装置。本发明用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置在非工作状态 下，各部件均处于关闭状态。十通阀2根据阀芯的位置的不同分为A状态和B状态，A状态 时，十通阀2第一阀孔13和第二阀孔14相连通，第三阀孔15和第四阀孔16相连通，第五阀孔17和第六阀孔18相连通，第七阀孔19和第八阀孔20相连通，第九阀孔21和第十阀 孔22相连通；B状态时，第二阀孔14和第三阀孔15相连通，第四阀孔16和第五阀孔17相 连通，第六阀孔18和第七阀孔19相连通，第八阀孔20和第九阀孔21相连通，第十阀孔22 和第一阀孔13相连通。本发明用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置，使用时将分离 柱11的出口通过管道与检测器29相连接，本发明的工作状态分为如下阶段1、监测准备阶段开启第一气阀28和第二气阀27，调整第二流量控制阀6和第三流量控制阀7至规 定流量，开启检测器29，启动各个温度控制器以使空气样品保护恒温，进行载气清洗流路。2、空气样品吸附富集阶段十通阀2处于A状态，启动取样泵4，采集计算并调整通过吸附柱3的空气流量，当 通过吸附柱3的空气样品体积符合规定值后，关闭取样泵4。3、吸附柱热解吸、预分离阶段启动吸附柱3的热解吸加热装置，到达规定温度值后切换十通阀2，使其处于B状 态，关闭第一气阀28，30秒后关闭吸附柱的热解吸加热装置，同时采集检测器29的输出信 号。6分钟后切换十通阀2使其处于A状态。4、组分分离、预分离柱反吹、吸附柱反吹阶段当十通阀2再次处于A状态时，进入了有机组分的组分分离流程，待所有组分分离 检测后，开启第一气阀28，利用载气以一定流量反吹预分离柱10，将高沸点物质从预分离 柱10脱附。开启三通阀9利用载气以一定流量反吹吸附柱3，反洗结束后关闭三通阀9。5、监测降温阶段当反吹清洗流程结束后，关闭检测器29，关闭各路温度控制器。当各路温度降至规 定值后，关闭第一气阀28和第二气阀27。6、取样器清洗阶段空气样品吸附采集阶段发现通过吸附柱3的流量发生较大变化时，需实施取样器 1清洗流程。将十通阀2处于B状态，开启三通阀9利用载气以一定流量反吹清洗取样器 1。本发明的优点1、本发明用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置实现了对在 常温下的空气样品自动采集、实现了低浓度待测组分的吸附浓缩。2、本发明适当利用了十通阀的流路切换功能，实现了样品采集、预分离、组分分 离、反吹清洗等流程的自动控制。3、本发明可实现连续采集，从而可保证对污染源有机污染物的连续自动监测。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置，其特征在于，它包括取样器、十通阀、吸附柱、取样泵、第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀、第四流量控制阀、三通阀、预分离柱、分离柱、载气管和放空管；所述十通阀包括阀座和阀芯，阀座沿周向均匀分布有第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十阀孔，所述三通阀包括A阀孔、B阀孔和C阀孔，所述三通阀开启状态A阀孔与C阀孔导通，所述三通阀关闭状态B阀孔和C阀孔导通；所述十通阀的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十阀孔通过管道分别与所述吸附柱的出口、三通阀的C阀孔、取样器、吸附柱的进口、预分离柱的进口、放空管、第二流量控制阀、预分离柱的出口、分离柱的进口和第三流量控制阀相连接；所述第四流量控制阀的两端通过管道分别与所述取样泵和三通阀的B阀孔相连接；所述第一流量控制阀的两端通过管道分别与所述载气管和所述三通阀的A阀孔相连接，所述第三流量控制阀的一端通过第二气阀和管道与所述载气管相连接，所述第二流量控制阀的一端通过第一气阀和管道所述载气管相连接；所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀、第四流量控制阀、吸附柱、预分离柱、分离柱处均设有温度控制器，所述吸附柱3处设有热解析加热装置。
全文摘要
本发明公开了用于污染源有机物自动监测的空气样品在线富集分离装置，它包括取样器、十通阀、吸附柱、取样泵、第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀、第四流量控制阀、三通阀、预分离柱、分离柱、载气管和放空管；十通阀分别与吸附柱的出口、三通阀的C阀孔、取样器、吸附柱的进口、预分离柱的进口、放空管、第二流量控制阀、预分离柱的出口、分离柱的进口和第三流量控制阀相连接；第四流量控制阀的两端分别与取样泵和三通阀相连接；第一流量控制阀的两端分别与载气管和三通阀相连接，第三流量控制阀的一端通过第二气阀和管道与载气管相连接，第二流量控制阀的一端通过第一气阀和管道载气管相连接。本发明能够实现对空气样品在线富集分离。
文档编号G01N1/44GK101893529SQ20101024499
公开日2010年11月24日 申请日期2010年8月4日 优先权日2010年8月4日
发明者周方洁, 董秋琴, 谢裕焕 申请人:北京天一世纪科技有限公司