一种多功能吹扫捕集装置及其使用方法

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及吹扫捕集技术领域，特别是涉及一种多功能吹扫捕集装置及其使用方法。背景技术：2.挥发性有机物(vocs)根据who的定义，指的是在常温下，沸点50℃至260℃的各种有机化合物，当达到一定浓度时，会伤害人们的大脑和神经系统，目前已成为我国水质检测优先控制污染物。并且水中还存在着半挥发性有机物(svocs)，相比于vocs更难降解且具有一定的毒性。因此能够准确、实时、全面检测出水中痕量vocs和sovcs，对政府和社会改善水环境具有重要意义。3.水体直接进样容易受到水体中基质的干扰，从而影响检测的准确性，因此需要一定的前处理手段。吹扫捕集技术是最常见的检测水样中痕量组分的前处理手段之一，其原理是向水体中通入高纯氮气，将水样中的vocs吹脱出来，并送入下一级进行捕集浓缩。相比于其他水样前处理手段，具有取样量少、操作简单、检出限低、受基体干扰小、重现性好等优点，既可以减少样品组分的损失，又可以降低组分的方法检测限。如今通过该手段对样品进行前处理后由分析仪器gc或gcms进行分析，被广泛应用于水体检测领域。4.但当前的吹扫捕集装置，只能对水中vocs进行吹扫，无法实现svocs的吹扫和无法同时兼顾固态样品的吹扫，若引入额外的进样装置，成本会大幅度提高；传统的吹扫捕集装置中普遍是常温下采用吸附剂对组分进行捕集，捕集具有一定的选择性且灵敏度差，不能实现全组分捕集，例如，中国发明专利200910084142.x中采用捕集管中装有吸附剂对vocs进行捕集，该方法捕集具有一定的选择性且灵敏度差，不能实现全组分捕集。另外，传统采用nafion管除水需要额外引入一路氮气，使得仪器安装维护较为复杂且使用成本较高。技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种多功能吹扫捕集装置及其使用方法，针对传统吹扫捕集无法兼顾svocs吹扫和常温下吸附剂捕集具有一定选择性的问题，该装置可吹脱出水中vocs，还可通过震动和加热吹脱水中svocs；并且将超低温空管捕集技术用于捕集水样中的组分，相比于吸附剂方法可提高灵敏度和实现全组分捕集。6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多功能吹扫捕集装置，包括7.吹扫瓶，所述吹扫瓶的瓶口处设置有两通接头a、两通接头b和两通接头c，所述两通接头a的一端连接钝化不锈钢管一，另一端通过两位三通电磁阀一与氮气相连，所述钝化不锈钢管一的底端伸入至所述吹扫瓶的瓶底；所述两通接头b的一端连接peek管，另一端与nafion管的接口d相连，所述peek管的底端伸入至所述吹扫瓶的瓶口处；所述两通接头c的一端连接钝化不锈钢管二，所述钝化不锈钢管二的底端伸入至所述吹扫瓶的瓶底处；8.可震动加热台，所述吹扫瓶放置在所述可震动加热台上；9.nafion管，所述nafion管的接口e与二位阀的接口一通过钝化不锈钢管相连；10.二位阀，所述二位阀的接口二与超低温制冷装置的一端相连，所述二位阀的接口三与分析系统中的载气相连，所述二位阀的接口四与分析系统的进样端相连，所述二位阀的接口五与所述超低温制冷装置的另一端相连，所述二位阀的接口六通过两位三通电磁阀二与所述nafion管的入口处相连；11.废液瓶，所述两通接头c的另一端通过两位两通电磁阀与所述废液瓶相连。12.在其中一个实施例中，所述两通接头a的另一端通过两位三通电磁阀一与氮气相连的管路上设置有流量计，所述流量计用于控制氮气的流量。13.在其中一个实施例中，所述可震动加热台的加热温度范围为0～100℃。14.在其中一个实施例中，所述两位三通电磁阀一的进入端通过流量计与氮气相连，出口端与所述吹扫瓶的两通接头a相连。15.在其中一个实施例中，所述两位三通电磁阀二的进入端与所述二位阀的接口六相连，出口端与所述nafion管的入口处相连。16.在其中一个实施例中，所述两位两通电磁阀的进入端与所述吹扫瓶的两通接头c处相连，出口端与所述废液瓶相连。17.在其中一个实施例中，所述二位阀的接口四与所述分析系统进样口相连的管路外包裹一层管路加热带，所述管路加热带的外层还包裹有一层保温带和绝缘带。18.本发明还提供一种多功能吹扫捕集装置的使用方法，应用于上述的多功能吹扫捕集装置，包括以下步骤：19.通过流量计控制，打开两位三通电磁阀一，将惰性气体引入到吹扫瓶的底部对水样进行吹扫，将其中的vocs吹脱出来，使用可震动加热台对水样进行震动和加热，将其中的svocs吹脱出来；20.被吹脱出来的组分经过nafion管除去其中的水汽，然后送入到超低温制冷装置进行捕集；21.通过控制二位阀的切换，控制不同阶段中气体的流向：在吹扫捕集阶段，接口一、接口二、接口五和接口六顺次相通，打开两位三通电磁阀二，使得气体中的组分在负120℃的超低温制冷装置中被捕集，流出的气体返回进入到nafion管中供nafion管工作，并在nafion管的出口处排出；在解析阶段，接口三、接口二、接口五和接口四顺次相通，利用分析系统中的载气将超低温制冷装置中被捕集的组分送入到所述分析系统中进行分析，并且在二位阀的接口四和分析系统进样口相连管路外包裹一层管路加热带；反吹烘烤阶段，接口一、接口二、接口五和接口六顺次相通，打开两位两通电磁阀，关闭两位三通电磁阀一和两位三通电磁阀二，将超低温制冷装置温度升至250℃，使得氮气反向流经二位阀、nafion管、吹扫瓶，利用压差将水样排出至废液瓶，并排出超低温制冷装置和吹扫瓶中的残留组分。22.本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：23.本发明中的多功能吹扫捕集装置及其使用方法，其中装置部分包括吹扫瓶、可震动加热台、nafion管、二位阀和废液瓶，在吹扫瓶底部添加了可震动加热台，使得该吹扫捕集装置不仅可用吹脱出水中vocs，还可用通过震动和加热吹脱水中svocs；并且将超低温空管捕集技术用于捕集水样中的组分，相比于吸附剂方法可提高灵敏度和实现全组分捕集；另外，样品气体通过超低温装置后，所流出高纯气体可引入到nafion管中，可通过nafion管除去吹扫过程中所产生的水汽，并且可重复利用经过超低温装置后的惰性气体，达到节约气体的目的。附图说明24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。25.图1为本发明实施例中多功能吹扫捕集装置的整体视图；26.图2为吹扫捕集阶段气路的走向；27.图3为解析阶段气路的走向；28.图4为反吹烘烤阶段气路的走向；29.图中：1-流量计、2-两位三通电磁阀一、3-吹扫瓶、4-可震动加热台、5-nafion管、6-二位阀、61-接口一、62-接口二、63-接口三、64-接口四、65-接口五、66-接口六、7-超低温制冷装置、8-管路加热带、9-两位三通电磁阀二、10-两位两通电磁阀、11-废液瓶、12-分析系统。具体实施方式30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。31.本发明的目的是提供一种多功能吹扫捕集装置及其使用方法，针对传统吹扫捕集无法兼顾svocs吹扫和常温下吸附剂捕集具有一定选择性的问题，该装置可吹脱出水中vocs，还可通过震动和加热吹脱水中svocs；并且将超低温空管捕集技术用于捕集水样中的组分，相比于吸附剂方法可提高灵敏度和实现全组分捕集。32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。33.如图1-图4所示，本发明提供一种多功能吹扫捕集装置，包括34.吹扫瓶3，吹扫瓶3的瓶口处设置有两通接头a、两通接头b和两通接头c，两通接头a的一端连接钝化不锈钢管一，另一端通过两位三通电磁阀一2与氮气相连，钝化不锈钢管一的底端伸入至吹扫瓶3的瓶底；两通接头b的一端连接peek管，另一端与nafion管5的接口d相连，peek管的底端伸入至吹扫瓶3的瓶口处；两通接头c的一端连接钝化不锈钢管二，钝化不锈钢管二的底端伸入至吹扫瓶3的瓶底处；35.可震动加热台4，具有震动功能，吹扫瓶3放置在可震动加热台4上；36.nafion管5，nafion管5的接口e与二位阀6的接口一61通过钝化不锈钢管相连；37.二位阀6，二位阀6的接口二62与超低温制冷装置7的一端相连，二位阀6的接口三63与分析系统12中的载气相连，二位阀6的接口四64与分析系统12的进样端相连，二位阀6的接口五65与超低温制冷装置7的另一端相连，二位阀6的接口六66通过两位三通电磁阀二9与nafion管5的入口处相连；38.废液瓶11，两通接头c的另一端通过两位两通电磁阀10与废液瓶11相连。39.在其中一个实施例中，两通接头a的另一端通过两位三通电磁阀一2与氮气相连的管路上设置有流量计1，流量计1用于控制氮气的流量。40.在其中一个实施例中，可震动加热台4的加热温度范围为0～100℃。41.在其中一个实施例中，两位三通电磁阀一2的进入端通过流量计1与氮气相连，出口端与吹扫瓶3的两通接头a相连。42.在其中一个实施例中，两位三通电磁阀二9的进入端与二位阀6的接口六66相连，出口端与nafion管5的入口处相连。43.在其中一个实施例中，两位两通电磁阀10的进入端与吹扫瓶3的两通接头c处相连，出口端与废液瓶11相连。44.在其中一个实施例中，二位阀6的接口四64与分析系统12进样口相连的管路外包裹一层管路加热带8，管路加热带8的外层还包裹有一层保温带和绝缘带。45.在其中一个实施例中，超低温制冷装置7为负120℃超低温制冷，超低温制冷装置7内置1/16规格的钝化不锈钢管，钝化不锈钢管的长度范围为150-450mm。46.本发明还提供一种多功能吹扫捕集装置的使用方法，应用于上述的多功能吹扫捕集装置，包括以下步骤：47.通过流量计1控制，打开两位三通电磁阀一2，将惰性气体引入到吹扫瓶3的底部对水样进行吹扫，将其中的vocs吹脱出来，使用可震动加热台4对水样进行震动和加热，将其中的svocs吹脱出来；48.被吹脱出来的组分经过nafion管5除去其中的水汽，然后送入到超低温制冷装置7进行捕集；49.通过控制二位阀6的切换，控制不同阶段中气体的流向：在吹扫捕集阶段，接口一61、接口二62、接口五65和接口六66顺次相通，打开两位三通电磁阀二2，使得气体中的组分在负120℃的超低温制冷装置7中被捕集，流出的气体返回进入到nafion管5中供nafion管5工作，并在nafion管5的出口处排出，达到了节约载气的目的；在解析阶段，接口三63、接口二62、接口五65和接口四64顺次相通，利用分析系统12中的载气将超低温制冷装置7中被捕集的组分送入到分析系统12中进行分析，并且在二位阀6的接口四64和分析系统12进样口相连管路外包裹一层管路加热带8，可提高其灵敏度；反吹烘烤阶段，接口一61、接口二62、接口五65和接口六66顺次相通，打开两位两通电磁阀10，关闭两位三通电磁阀一2和两位三通电磁阀二9，将超低温制冷装置7温度升至250℃，使得氮气反向流经二位阀6、nafion管5、吹扫瓶3，利用压差将水样排出至废液瓶11，并排出超低温制冷装置7和吹扫瓶3中的残留组分。50.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。51.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。









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