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原文传递一种大气气溶胶在线捕集及化学成分检测的方法与装置

专利名称：	一种大气气溶胶在线捕集及化学成分检测的方法与装置
摘要：	本发明提供一种大气气溶胶在线捕集及化学成分检测的方法与装置，属于环境检测技术领域，该方法是将环境大气定量除去可溶性气体后，将大气在气溶胶捕集器中进行气溶胶的捕集，捕集方式采用蒸汽捕集，使蒸汽对气溶胶进行裹覆，冷却，使气溶胶聚集成液滴汇流收集，并对收集到的液化气溶胶进行在线化学成分定性定量检测的过程。本发明是将离子色谱技术应用于大气环境监测，同时具备实验室检测仪器的高精确性及在线监测仪器的连续自动化可操作性。经多通道离子色谱在线检测仪对化学成分进行检测并并通过多通道离子色谱在线检测仪的无线通讯系统及时将检测数据上传到大气环境管理平台上，使大气污染得到实时监控与防治。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛普仁仪器有限公司
发明人：	王锡忠;侯倩慧;曲新聪
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910123660.1
公开号：	CN109946123A
代理机构：	济南信达专利事务所有限公司
代理人：	蒋青言
分类号：	G01N1/22(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	266000 山东省青岛市李沧区四流北路23号
主权项：	1.一种大气气溶胶的在线捕集检测方法，其特征在于该方法是将环境大气定量除去可溶性气体后，将大气在气溶胶捕集器中进行气溶胶的捕集，捕集方式采用蒸汽捕集，使蒸汽对气溶胶进行裹覆，冷却，使气溶胶聚集成液滴汇流收集，并对收集到的液化气溶胶进行在线化学成分定性定量检测的过程。 2.一种大气气溶胶的在线捕集检测方法，其特征在于该方法是将环境大气与吸收液分别定量引入湿式静态圆形扩散溶蚀器，在湿式静态圆形扩散溶蚀器内通过气体选择透过性膜的膜分离方式，使吸收液对环境大气中的可溶成分进行定量吸收，将吸收后的吸收液收集；被膜分离吸收后的环境大气输送到气溶胶捕集器中对大气气溶胶进行捕集，捕集是利用大气与气溶胶的扩散速度存在差异，气溶胶进入气溶胶捕集器时在蒸汽发生器喷出的水蒸汽作用下，气溶胶被大量的水蒸汽裹覆，在冷却状态下迅速形成液滴被获取得到捕集，捕集后得到液化气溶胶待测样品液，将吸收后的吸收液和液化气溶胶待测样品液分别进样或一同进样到多通道离子色谱在线检测仪进行化学成分的分析，构成实时的大气气溶胶在线捕集及化学成分检测系统。 3.根据权利要求2所述的一种大气气溶胶的在线捕集检测方法，其特征在于：吸收液采用1％～3％浓度的双氧水，湿式静态圆形扩散溶蚀器内的气体选择透过性膜的膜动力采用双氧水和环境大气中能与双氧水发生氧化还原反应的反应动力，对环境大气中的可溶性气体以及污染物的无损完全吸收。 4.根据权利要求2或3所述的一种大气气溶胶的在线捕集检测方法，其特征在于：湿式静态圆形扩散溶蚀器中的气体选择透过性膜是液体膜。 5.根据权利要求2所述的一种大气气溶胶的在线捕集检测方法，其特征在于：蒸汽发生器中的蒸汽来源于纯水；蒸汽发生器的蒸汽输出的温度90～110℃、0.02～0.03MPa压力的饱和蒸汽。 6.根据权利要求2所述的一种大气气溶胶的在线捕集检测方法，其特征在于：气溶胶捕集器内气溶胶被大量的水蒸汽裹覆后的的冷却采用真空冷却，标准大气压，20℃流量16.7ml/min。 7.一种大气气溶胶在线捕集及化学成分检测装置，其特征在于包括湿式静态圆形扩散溶蚀器(1)、气溶胶捕集器(2)、化学成分分析系统(5)，在湿式静态圆形扩散溶蚀器(1)的上游配置有环境大气定量引入装置，环境大气定量引入装置与湿式静态圆形扩散溶蚀器气体入口(104)连通，湿式静态圆形扩散溶蚀器(1)内配置有气体选择透过性膜，吸收液储存瓶(106)内储存的吸收液经过吸收液输送泵(108)以及管路输送到湿式静态圆形扩散溶蚀器(1)内，吸收液与大气通过气体选择透过性膜进行膜间物质交换，吸收液吸收大气的可溶成分；吸收液从湿式静态圆形扩散溶蚀器(1)下游连接吸收液排出管路，吸收液从吸收液排出管路排出；湿式静态圆形扩散溶蚀器(1)的大气通过下游连接湿式静态圆形扩散溶蚀器气体出管(118)连通到气溶胶捕集器(2)上；气溶胶捕集器(2)内腔在大气喷入处加设蒸汽喷入混流，蒸汽对气溶胶进行裹覆，气溶胶捕集器(2)末端配置有冷却系统，冷却系统对气溶胶捕集器内的蒸汽裹覆气溶胶进行降温，气溶胶捕集器(2)末端连接液化气溶胶待测样品液汇流收集装置，液化气溶胶待测样品液汇流收集装置通过自动进样装置(505)连接多通道离子色谱在线检测仪(508)进行在线检测。 8.根据权利要求7所述的一种大气气溶胶在线捕集及化学成分检测装置，其特征在于：环境大气定量引入装置是由空气颗粒物切割器入口(101)、空气颗粒物切割器(102)、空气颗粒物切割器出口(103)构成，环境大气定量引入装置配置有大气流量传感器，大气流量传感器监控环境大气定量引入装置引入大气的流速为恒速；蒸汽喷入混流由蒸汽发生器(3)提供，蒸汽发生器(3)配置有纯水储存瓶(304)，纯水储存瓶(304)连接纯水输送泵进口管(303)，纯水输送泵进口管(303)管路上设置有纯水输送泵(305)，纯水输送泵进口管(303)通过蒸汽发生器液相进口管(302)连接到蒸汽发生器(3)，蒸汽发生器(3)配置有蒸汽发生器电加热控制系统(306)，蒸汽发生器(3)通过蒸汽发生器出口管及组合件(301)将蒸汽输送到气溶胶捕集器(2)内腔与大气混流，并对气溶胶进行裹覆；冷却系统采用真空冷却，真空冷却配置真空发生器系统，真空发生器系统(4)由气溶胶捕集器真空进口连接管(401)连接到气溶胶捕集器(2)末端，气溶胶捕集器真空进口连接管(401)依次连接气体流量传感器(402)、真空表(403)、真空泵入口(404)、真空泵、真空泵排出口(405)；真空泵为气溶胶捕集器(2)内腔提供真空冷却；液化气溶胶待测样品液汇流收集装置由待测样品进口(501)、液化气溶胶待测样品连接阀(502)以及液化气溶胶连接管(506)连接构成，液化气溶胶待测样品连接阀(502)上配置有待测样品出口(503)(504)，液化气溶胶连接管(506)连接到自动进样装置(505)上，自动进样装置(505)连接到多通道离子色谱在线检测仪(508)上。 9.根据权利要求7所述的一种大气气溶胶在线捕集及化学成分检测装置，其特征在于：吸收液从湿式静态圆形扩散溶蚀器(1)下游连接吸收液排出管路，吸收液从吸收液排出管路排出；排出经湿式静态圆形扩散溶蚀器吸收液排出口(114)、湿式静态圆形扩散溶蚀器吸收液排出口控制阀(116)、湿式静态圆形扩散溶蚀器吸收液排出口(115)汇流到可溶性气体吸收液储存瓶(117)；可溶性气体吸收液储存瓶(117)将可溶性气体吸收液连至自动进样装置(505)，可溶性气体吸收液与液化气溶胶待测样品液分别进样或一同进样到多通道离子色谱在线检测仪进行化学成分的分析。 10.根据权利要求7、8或9所述的一种大气气溶胶在线捕集及化学成分检测装置，其特征在于：经过湿式静态圆形扩散溶蚀器(1)的大气通过气溶胶捕集器进口(201)进入气溶胶捕集器(2)，在大气进入并流经的气溶胶捕集器(2)内腔前管道上并联气溶胶捕集器蒸汽进管，蒸汽在气溶胶捕集器内腔前管道与大气混流，水蒸汽对气溶胶进行裹覆，形成液化气溶胶；气溶胶捕集器(2)内腔的外围设置为密封的真空腔，内腔和真空腔于内腔的喷口端之处相通，喷口端设置为缩径喷口端，在喷口端处设置有喷混腔，喷混腔连接上游的标样进口，标样液通过标样进口进入喷混腔，标样液与喷口端的喷出的液化气溶胶混流并通过气溶胶捕集器待测样品出口(205)排出至气溶胶捕集器待测样品出口管(509)，再通过进入液化气溶胶待测样品连接阀(502)进入自动进样装置(505)；真空腔连接真空泵，真空泵为真空腔提供真空度，用于真空冷凝蒸汽以及液化气溶胶，蒸汽冷凝液以及液化气溶胶溢流液通过、气溶胶捕集器冷凝液出口(207)气溶胶捕集器溢流液出口(206)收集到溢流液及冷凝液收集瓶(208)；多通道离子色谱在线检测仪(508)汇总可溶性气体吸收液储存瓶(117)内的成分、气溶胶捕集器待测样品出口(205)的成分以及溢流液及冷凝液收集瓶(208)的成分，进行检测分析。
所属类别：	发明专利