[发明专利]一种吸附系统综合性能分析装置及基于该装置的分析方法

说明书

本发明涉及一种吸附系统综合性能分析装置及基于该装置的分析方法，装置包括吸附制冷/热泵/发电子系统、温度流量测控子系统及成分分析仪器联用子系统，吸附制冷/热泵/发电子系统包括相连的吸附床单元、发电单元及风机换热单元；分析方法包括综合性能分析步骤及成分分析步骤。与现有技术相比，本发明利用固相微萃取技术，可以对常规成分、微量成分及复杂成分进行有效地富集采样，大大扩展了测量对象的范围；不仅能够测量吸附量、平衡吸附线、制冷量、制热量、发电量，还能够对成分进行有效采集和成分分析，尤其是可以确定分子量，特别是可以进行微量杂质分析，提高了科学仪器的使用深度和应用水平。

技术领域

本发明属于吸附系统性能分析技术领域，涉及一种吸附系统综合性能分析装置及基于该装置的分析方法，尤其是涉及一种多功能吸附系统综合性能分析装置及基于该装置的固相微萃取、气相色谱-质谱联用分析方法。

背景技术

热重分析仪是一种应用热天平在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的热分析仪器，广泛应用于无机、有机、化工、冶金、医药、食品、能源及生物等领域。热重分析仪能够进行定量分析，可准确测定物质质量的变化速率。但热重分析仪无法对体系在受热过程中逸出的挥发性组分加以检测，这给研究反应进程，解释反应机理带来了一定的困难。通过将热重分析仪与其它先进的检测系统联用，结合各自特点和功能实现联用在线分析，扩大分析内容，是现代热分析仪器的发展趋势。例如：将热重分析仪和差示扫码量热仪联用，在研究物质的燃烧特性时，将重量变化信号和热量变化信号同时获得，可以消除试样的各向异性、变化的尺寸以及试样的气氛不一致等因素对结果不利的影响；热重分析仪也可以和色谱仪以及质谱联用，质谱仪可以准确、快速地确定分子式，色/质谱仪能够用于测定物质成分，有助更好地建立反应模型，阐述反应机理。

在热重、量热以及成分仪器联用等领域，已经有一些科研人员进行了研究。

公开号为CN102062767A的中国发明专利提出了一种大气样品在线采集-富集-热脱附-色谱进样联用装置，包括采样吸附管、热脱附加热器、抽气装置和流路控制部分。其通过动态平衡吸附富集技术和预热一定时间窗口进样技术，把采集、富集、热脱附、进样结合为一体，可与任何通用型气相色谱仪直接连接，实现大气质量的在线自动连续监测。但是该装置无法对微量成分以及复杂成分物质进行富集和采样，也无法实现热量和吸附量等的测量。此外，该装置无法确定分子量，特别是无法进行微量杂质分析。

公开号为CN105527358A的中国发明专利提出了一种进样装置、热失重、气相色谱联用系统及热失重-气相色谱-质谱联用系统，该装置包括六通阀、四通阀和八通阀；六通阀具有6个接口，其中4个接口分别连接排气管、样品进气管、载气进气管和检测连接管；四通阀具有4个接口，两个接口分别通过第一、二连接管连接于六通阀的剩余的两个接口；八通阀包括阀体、阀体内设有的第一环形通道和第二环形通道以及八对接口，每一对接口之间连接一个采样管，每一对接口分别选择地与第一环形通道、第二环形通道连接，第一、第二环形通道分别通过第三、二连接管连接于四通阀的剩余的两个接口。但是该系统只是简单地连接管路装置，无法测量吸附系统的热量、吸附量、制冷量、制热量、做功量等数据，也无法对微量成分以及复杂成分进行富集采样。

公开号为CN201548505U的中国实用新型专利提出了一种差热-气相色谱联用分析装置，该装置包括差热分析仪、气相色谱仪，在差热分析仪气体出口处安装气体采样部件和温度传感器，气体采集部件的输出经自动进气控制机构接到气相色谱仪的采样口。该专利在传统差热-气相色谱联用分析装置的基础上，加装气体采样部件和自动进气控制机构，实时采集差热分析仪的差热信号、炉温信号以及尾气出口处的温度信号。但是该装置只能检测热量信号，没有采集吸附量和解吸量的信号。同时，对于少量气体成分以及复杂的成分，该装置无法进行有效收集采样。此外，该装置无法确定分子量，特别是无法进行微量杂质分析。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种吸附系统综合性能分析装置及基于该装置的分析方法。