本實(shí)用新型涉及一種樣氣捕集系統(tǒng)，屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

空氣中的有機(jī)化合物通常用氣相色譜和氣相色譜/質(zhì)譜方法進(jìn)行測(cè)定，比如環(huán)境空氣中臭氧前驅(qū)體碳?xì)浠衔锖陀卸居泻u代烴及含氧有機(jī)物的測(cè)定。

環(huán)境空氣中有機(jī)化合物的濃度比較低，難以用分析儀器直接進(jìn)行測(cè)定；因此，需要對(duì)空氣中的有機(jī)化合物進(jìn)行濃縮后進(jìn)行分析。濃縮儀應(yīng)該滿足：去除樣品中的水分，對(duì)極性、非極性各類揮發(fā)性有機(jī)化合物都能夠定量吸附和定量解吸，各類揮發(fā)性有機(jī)化合物在濃縮及解吸過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和不可逆吸附。

目前的濃縮氣體的方法主要有吸附劑吸附濃縮和低溫冷凍濃縮。但是，吸附劑具有選擇性吸附和不可逆吸附，對(duì)低沸點(diǎn)有機(jī)化合物和極性有機(jī)化合物的吸附、解吸效果不好。制冷方法有半導(dǎo)體制冷、壓縮機(jī)制冷；半導(dǎo)體制冷效果較差，壓縮機(jī)制冷耗電高、體積大、質(zhì)量重，需要定期添加氟利昂制冷劑，污染環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的吸附濃縮方法的吸附及解吸效果不好，以及低溫冷凍濃縮的冷凍效果較差、能耗大并且污染環(huán)境等技術(shù)問題，提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)及捕集方法。該捕集系統(tǒng)及方法濃縮效果好，能耗小并且無污染，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的定 量捕集、可以在線或離線分析極性和非極性各類揮發(fā)性有機(jī)物。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，包括：依次相連的進(jìn)氣裝置、除水裝置、捕集裝置；

所述除水裝置包括冷凝頭，該冷凝頭包括：與除水裝置冷阱相連的除水管座，纏繞于除水管座上的鈍化金屬除水管；該鈍化金屬除水管的進(jìn)氣端與進(jìn)氣裝置相連，出氣端與捕集裝置相連；

所述捕集裝置包括捕集頭，該捕集頭包括：與捕集裝置冷阱相連的捕集管座，纏繞于捕集管座上的鈍化金屬捕集管；所述鈍化金屬捕集管的進(jìn)氣端與除水裝置相連，出氣端與氣體分析儀裝置相連；

并且，所述鈍化金屬捕集管的兩端與加熱電源相連。

優(yōu)化的，上述的一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，所述除水裝置的冷凝頭為兩個(gè)，并且所述金屬捕集管座上纏繞有兩路并行的鈍化金屬捕集管，所述進(jìn)氣裝置采集的氣體分為兩路后分別從兩個(gè)冷凝頭進(jìn)入捕集裝置的兩路并行的鈍化金屬捕集管內(nèi)。

優(yōu)化的，上述的一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，所述冷凝頭和所述捕集頭上分別裝有溫度傳感器。

優(yōu)化的，上述的一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，所述進(jìn)氣裝置包括依次連接的采樣頭、六位閥、電磁閥，所述電磁閥與除水裝置的進(jìn)氣端相連。

優(yōu)化的，上述的一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，所述捕集裝置的鈍化金屬捕集管的出氣端與十二通閥相連，并且該十二通閥的閥門通道上還分別連接有采樣泵、載氣瓶，以及氣體分析儀。

優(yōu)化的，上述的一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，所述鈍化金屬除水管的兩端與加熱電源相連。

優(yōu)化的，上述的一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，所述冷凝頭的鈍化金屬除水管座外部以及所述捕集頭的鈍化金屬捕集管的外部罩有保溫罩。

優(yōu)化的，上述的一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，所述六位閥和所述十二通閥上分別設(shè)置有與加熱電源相連的六位閥加熱塊和十二通閥加熱塊。

因此，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)揮發(fā)性有機(jī)物氣體濃縮效果好，可實(shí)現(xiàn)定量捕集；(2)能耗小并且無污染；(3)可以在線或離線分析極性和非極性各類揮發(fā)性有機(jī)物。

附圖說明

附圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本實(shí)用新型除水裝置的冷凝頭結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3是本實(shí)用新型捕集裝置的捕集頭結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4本實(shí)用新型除水裝置冷凝頭中鈍化金屬除水管與電源連接示意圖。

附圖5本實(shí)用新型除水裝置捕集頭中鈍化金屬捕集管與電源連接示意圖。

附圖6本實(shí)用新型六位閥加熱塊與電源連接示意圖。

附圖7本實(shí)用新型十二通閥加熱塊與電源連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。圖中，采樣頭1、六位閥2、六位閥加熱塊201、電磁閥3、除水裝置4、除水裝置冷阱401、除水管座402、鈍化金屬除水管403、除水裝置保溫罩404、除水管溫度傳感器405、除水裝置冷阱溫度傳感器406、捕集裝置5、捕集裝置冷阱501、捕集管座502、鈍化金屬捕集管503、捕 集裝置保溫罩504、捕集管溫度傳感器505、捕集裝置冷阱溫度傳感器506、十二通閥6、十二通閥加熱塊601、采樣泵7、載氣瓶8，以及氣體分析儀9。

實(shí)施例：

如圖1所示，一種揮發(fā)性有機(jī)物樣氣捕集系統(tǒng)，包括：依次相連的采樣頭1、六位閥2、電磁閥3，電磁閥3、除水裝置4、捕集裝置5、十二通閥6，該十二通閥6的閥門通道上還分別連接有采樣泵7、載氣瓶8，以及氣體分析儀9。

如圖2所示，除水裝置4包括冷凝頭。該冷凝頭包括：與除水裝置冷阱401相連的除水管座402，纏繞于除水管座402上的鈍化金屬除水管403；該鈍化金屬除水管403的進(jìn)氣端與電磁閥3相連，出氣端與捕集裝置5相連，冷凝頭的鈍化金屬除水管座402外部罩有保溫罩。

如圖3所示，捕集裝置包括捕集頭，該捕集頭包括：與捕集裝置冷阱501相連的捕集管座502，纏繞于捕集管座502上的鈍化金屬捕集管503；鈍化金屬捕集管503的進(jìn)氣端與鈍化金屬除水管403的出氣端相連，出氣端與十二通閥6相連。捕集頭的鈍化金屬捕集管504的外部罩有保溫罩。

如圖4-7所示，鈍化金屬除水管403的兩端以及鈍化金屬捕集管503的兩端均與加熱電源相連，并且六位閥2和十二通閥6上分別設(shè)置有與加熱電源相連的六位閥加熱塊201和十二通閥加熱塊601。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，除水裝置的冷凝頭優(yōu)選為兩個(gè)，并且金屬捕集管座502上纏繞有兩路并行的鈍化金屬捕集管503，進(jìn)氣裝置采集的氣體分為兩路后分別從兩個(gè)冷凝頭進(jìn)入捕集裝置的兩路并行的鈍化金屬捕集管503內(nèi)。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型進(jìn)行氣體捕集的方法包括以下步驟：

冷凝除水步驟，將樣氣送入冷凝頭的鈍化金屬除水管403中，啟動(dòng)除 水裝置凝阱401制冷，將樣氣中的水分去除；低溫除水是通過冷阱401對(duì)冷凝頭的鈍化金屬除水管403制冷到所需要低溫，將流經(jīng)的氣體中水氣冷凝在除水管中實(shí)現(xiàn)的，制冷溫度可調(diào)可控，溫度用除水管溫度傳感器405、除水裝置冷阱溫度傳感器406測(cè)定，以便達(dá)到只除水不除揮發(fā)性有機(jī)物的目的；本實(shí)用新型使用的除水裝置冷阱為一種商品制冷機(jī)，制冷溫度可調(diào)控在-120℃至-50℃。

冷凍捕集步驟，將經(jīng)過冷凝除水步驟處理后的樣氣送入鈍化金屬捕集管503中，，啟動(dòng)捕集裝置凝阱501制冷，將樣氣中的揮發(fā)性有機(jī)物冷凍捕集；捕集裝置冷阱501首先對(duì)捕集頭的金屬捕集管座502進(jìn)行制冷，金屬捕集管座502通過熱傳導(dǎo)對(duì)鈍化金屬捕集管503進(jìn)行制冷，冷阱制冷溫度可調(diào)可控，最低可至-150℃，溫度用捕集管溫度傳感器505、捕集裝置冷阱溫度傳感器506測(cè)定；揮發(fā)性有機(jī)物被冷凍捕集在鈍化空金屬捕集管503內(nèi)壁上；

加熱解吸步驟，打開將鈍化金屬捕集管503兩端的加熱電源，對(duì)冷凍捕集步驟中被冷在鈍化金屬捕集管503內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物加熱，使其揮發(fā)；加熱溫度可調(diào)可控，以便達(dá)到被捕集的各類揮發(fā)性有機(jī)物都能快速定量解吸；采用電源直接對(duì)鈍化金屬捕集管503加熱效果優(yōu)于熱擴(kuò)散加熱；

送氣分析步驟，利用載氣將加熱解吸步驟中得到的揮發(fā)性氣體送至氣體分析儀。解吸的揮發(fā)性有機(jī)物在載氣(瓶)8的吹掃下進(jìn)入十二通閥6，然后進(jìn)入氣體分析儀9進(jìn)行分析；

捕集系統(tǒng)4具有三個(gè)進(jìn)樣口，分別采集樣品氣體，外標(biāo)氣體和內(nèi)標(biāo)氣體(在圖中沒有體現(xiàn)出)；樣品進(jìn)樣口具有連續(xù)進(jìn)樣和單次進(jìn)樣功能，分別用于在線連續(xù)分析和離線分析；

本實(shí)用新型的捕集系統(tǒng)也可以和任何分析系統(tǒng)聯(lián)用；氣體分析儀9優(yōu) 選為一種氣相色譜儀/質(zhì)譜聯(lián)機(jī)，氣相色譜配置有兩個(gè)分流/不分流進(jìn)樣器，安裝兩個(gè)色譜柱，配置氫焰離子化檢測(cè)器(FID)及質(zhì)譜檢測(cè)器(MS)，配備NIST譜庫；分析系統(tǒng)可對(duì)捕集系統(tǒng)捕集的碳?xì)浠衔?、鹵代烴及含氧揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行定性定量分析。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了采樣頭1、六位閥2、六位閥加熱塊201、電磁閥3、除水裝置4、除水裝置冷阱401、除水管座402、鈍化金屬除水管403、除水裝置保溫罩404、除水管溫度傳感器405、除水裝置冷阱溫度傳感器406、捕集裝置5、捕集裝置冷阱501、捕集管座502、鈍化金屬捕集管503、捕集裝置保溫罩504、捕集管溫度傳感器505、捕集裝置冷阱溫度傳感器506、十二通閥6、十二通閥加熱塊601、采樣泵7、載氣瓶8，以及氣體分析儀9等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。