[发明专利]一种用于液体中气体监测的气液分离器

说明书

本发明公开了一种用于液体中气体监测的气液分离器及其使用方法，所述的系统能够利用真空和膜渗透原理，从液体样品中脱出挥发性气态分析物质，主要由集气管、集气腔、贮气腔、中空针头和带推杆的堵头组成。其中集气管由选择性透气而不能透过所分析液体的高分子膜组成。本发明安装在合适的耐压采样瓶上，用于手工采样分析时，具有污染机率低，分析效率高，实验室无需配备昂贵的顶空进样器和吹扫‑捕集进样器，分析成本低等优点。本发明的气液分离器与气路系统，六通阀等部件组成的装置，用于在线监测液体中的挥发性气体时，具有结构简单，设备维护方便，可以直接安装在待监测设备上，简化液路，准确获得实时监测结果等优点。

技术领域

本发明涉及气液分离领域，尤其涉及一种利用真空和膜渗透原理，从液体样品中脱出气体目标分析物质的气液分离器。

背景技术

在分析化学中，检测液体中挥发性物质的方法经常采用顶空进样和吹扫-捕集进样法。顶空进样法是在一定容积的顶空瓶中，移入一定体积的液体试样，且试样只占顶空瓶内的部分空间，再对顶空瓶压盖密封处理；然后将此由气相和液相组成的密闭空间，在一定温度下，保持一定时间，组分在两相间分配平衡后，抽取一定的气相样品进行色谱分析。吹扫-捕集进样法是用惰性气体连续吹扫液体样品，挥发性组分随气体浓缩在一个冷的吸附阱上，然后迅速加热这个吸附阱，使捕集到的样品脱附，被载气反吹到色谱系统中进行分析。上述两种脱气技术的优点是取样量少、富集效率高、受基体干扰少和灵敏度高；缺点是设备昂贵，结构复杂，使用和维修代价高，且需要对样品进行二次转移，增加了挥发性物质的损失率，只适合于实验室内分析。环境检测行业标准HJ639-2012(水质挥发性有机物的测定吹扫捕集气相色谱—质谱法)和HJ686-2014(水质挥发性有机物的测定吹扫捕集/气相色谱法)均采用吹扫捕集法提取水质中的挥发性有机物质；HJ810-2016(水质挥发性有机物的测定顶空气相色谱-质谱法)采用顶空法分析水质中的挥发性有机物。

目前，环境监测领域和工业生产领域，监测液体中挥发性气体，通常有手工采样分析和在线监测两种方式。授权公告号为CN 104609583 B的中国发明专利公开了一种从环境水中分离提取溶解气的系统及方法，采用的是膜脱气技术，进行气液分离，但没有公开气液分离器的具体结构。申请公布号为CN 106680029 A的中国发明专利公开了一种便携式真空采样瓶及其应用方法，描述了一种利用真空原理，对海水中溶解气体进行脱出的装置，遗憾的是这种装置和使用方法，均较复杂，且没有储存气体的空间，不适合环境领域，需要大规模采集水质样品，送达实验室分析的要求。申请公布号为CN 106769244 A的中国发明专利描述了一种地下水溶解气现场取样器，需要现场使用电源，且系统不方便清洗，同样不适合大规模采集环境水质样品。U.S.Pat.No.5,062,292的美国专利描述了一种采用在液体中鼓泡的脱气方法，不适合现场采样或在线监测使用。U.S.Pat.No.5,749,942的美国专利公开了一种采用气体可选择性透过，而液体不能透过的高分子膜作为分离介质的气液分离器，分离变压器油中的气体，缺点是用于在线监测时，脱气时间长，结构复杂，容易出故障。专利号为US 8,142,547 B1的美国专利设计了一种采用多张氟硅氧烷合成的高分子膜，专用于在线监测液体中的气体，存在着液体流路复杂，仅仅依靠膜扩散原理，速度慢等缺点。

综上所述，无论手工采样后，送实验室分析，还是在线监测液体中的挥发性气体，都是分析化学领域中难度较大的课题。手工采样后，实验室分析面临的主要问题是：由于样品需长途运输，难以保证样品稳定性，所以检测数据的代表性不强。在线监测存在的主要问题是：目前尚没有能够直接检测液体中各种挥发性气体的有效而精准的方法，故需要方便、高效地把挥发性气体从液体中提取分离出来，再进行分析。影响两种分析方法结果的主要过程均是从液体中提取出挥发性气体。所以如何制造一种结构简单，容易使用和维护，能够方便高效地从所分析液体中提取出挥发性气体的设备，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明是为了避免现有技术的不足之处，提供一种结构简单、容易操作和维护，综合利用真空和膜渗透原理，从液体样品中脱出气体目标分析物质的气液分离器。