[发明专利]一种化学放大收集/采集大气中氨的装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体采集装置及其使用方法，特别是关于一种放置在氨检测分析仪器进样口前端，利用化学放大法收集/采集大气中氨的装置及其使用方法。

背景技术

氨是大气中唯一的碱性气体，其影响酸沉降和全球氮循环，参与形成城市大气二次污染物硫酸铵和硝酸铵，是大气细粒子的重要组成部分，因此备受关注。大气中氨的含量较低，我国大气监测氨的标准方法为纳氏试剂法和离子选择电极法，这两种方法的缺点是操作繁琐、难以实现在线自动观测。目前也常用阳离子色谱检测大气中氨的含量，但阳离子色谱价格昂贵，淋洗、再生液耗水量大，标定时间长。现有的在线检测方法(如电导法、氮氧化物转化法)往往因仪器检测限高、存在其他的干扰物种，而大气中氨的实际含量低，因此，难以得到可靠数据，甚至无法检出。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种设置在氨检测分析仪器进样口前端，利用化学放大法，提高进入氨检测分析仪器内气体中氨的含量，提高数据可靠性的大气中氨的收集/采集装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种化学放大收集/采集大气中氨的装置，其特征在于：它包括颗粒物分离膜，所述颗粒物分离膜的输入端连接大流量空气，输出端连接捕集分离器的气体输入端，所述捕集分离器的液体输入端通过第一蠕动泵连接盛有吸收液的瓶内；所述捕集分离器的气体输出端通过流量控制器连接空气泵，所述捕集分离器的液体输出端通过第二蠕动泵连接第一个三通的一端，所述第一个三通的另外两端分别连接小流量零空气和第二个三通的第一端，所述第二个三通的第二端通过第三蠕动泵连接盛有NaOH溶液的瓶内，所述第二个三通的第三端连接反应瓶内；所述反应瓶底部设置有废液排出管，顶部设置有气体排出管，所述气体排出管的输出端连接氨检测分析仪器。

所述捕集分离器包括螺旋捕集管和撞击分离腔；所述螺旋捕集管的输入端包括样气入口和吸收液入口，所述样气入口连接所述颗粒物分离膜的输出端，所述吸收液入口连接所述第一蠕动泵的输出端，所述螺旋捕集管的输出端插设在所述撞击分离腔内，且在该端设置有喷嘴；所述撞击分离腔的顶部设置有连接所述流量控制器输入端的空气出口，所述撞击分离腔的底部设置有连接所述第二蠕动泵输入端的吸收液出口。

所述第二个三通的第三端通过一气液入管从所述反应瓶的顶端中部插入所述反应瓶内，所述气液入管的末端位于所述反应瓶的内下部，且在该端设置有筛板。

所述反应瓶外周包裹有加热套，所述气体排出管周向包裹有保温套管。

所述捕集分离器和反应瓶采用玻璃制成。

上述化学放大收集/采集大气中氨的装置的使用方法，其包括以下步骤：1)将气相氨转化为液相铵：通过空气泵抽取的大流量空气，经过颗粒物分离膜去除颗粒物后，通入捕集分离器中，捕集分离器通过第一蠕动泵抽取吸收液，吸收液在螺旋捕集管中吸收氨后，与大流量空气从喷嘴喷出，与撞击分离腔的壁面撞击后分离，流至腔底，并通过第二蠕动泵输送至第一个三通，大流量空气依次经过流量控制器和空气泵排出；2)将液相铵转化为气相氨：已吸收大流量空气中氨的吸收液在第一个三通处与小流量零空气汇合，并不断被小流量零空气带入反应瓶中：首先以小流量零空气为动力对反应瓶内的废液进行排空，然后以第三蠕动泵及小流量零空气为动力将NaOH溶液注入反应瓶，最后小流量零空气通过气液入管进入反应瓶对溶液进行鼓泡，并被筛板打散为小气泡，溶液中的氨被小流量零空气从气体排出管排出，送至氨检测分析仪器。

所述大流量空气与所述小流量零空气的流量比值大于10。

所述反应瓶内溶液的pH≥12.3。