[发明专利]一种在线多基质内VOCs分析装置及方法

说明书

本发明公开一种在线多基质内VOCs分析装置及方法。该装置包括：气源、两位三通电磁阀、开关电磁阀、吹扫管、五位阀、两位八通阀、除水管、超低温捕集装置、两套加热套件和检测分析装置；所述两位三通电磁阀包括第一两位三通电磁阀、第二两位三通电磁阀、第三两位三通电磁阀、第四两位三通电磁阀和第五两位三通电磁阀；所述两位三通电磁阀具有三个连接口，用于实现不同气路流量的切换。本发明采用将水质样品进样吹扫模块以及大气样品进样模块同超低温除水、捕集模块相连接，同时结合了气相色谱‑质谱分析检测模块，实现了使用同一套分析装置、在不同的分析模式下即可完成两种不同基质中挥发性有机物的在线自动监测分析的目标。

技术领域

本发明涉及一种分析装置及方法，具体涉及一种在线多基质内VOCs分析装置及方法。

背景技术

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。无论是水体中的还是大气环境中的VOCs，对人体和生态环境健康会产生非常严重的危害。对于挥发性有机物的监测技术主要分为离线技术和在线技术，离线监测技术采样方法简单，分析成本低，但是其容易造成样品污染和采集损失，且时间分辨率较低；而在线监测技术具有较高的时间分辨率且灵敏度高，已成为大气VOCs分析中广为使用的方法。

目前大气中挥发性有机物的在线监测技术主要有预浓缩在线气相色谱法、预浓缩在线气相色谱-质谱/氢离子火焰检测器法，质子转移质谱法等，其中预浓缩技术有吸附剂捕集、超低温空管捕集等；对于水中挥发性有机物的监测技术的在线技术有吹扫捕集气相色谱法，和吹扫捕集气相色谱-质谱法。吹扫捕集法：是一种检测水中挥发性和半挥发性有机物常用的方法。通过吹扫管用氮气将水样中的有机物吹脱后，用捕集管捕集，待水样中的有机物被全部吹脱出来后，停止吹扫，并迅速加热捕集管，反吹解吸，把解吸后的有机物吹进气相色谱或者气相色谱-质谱中进行检测分析。

因检测目标组分的基质不同以及要达到的测试要求也不同，目前若要实现水中VOCs和大气中VOCs的在线分析常规是采用两种不同的技术设备分别进行，所以仪器使用成本高昂且需要投入大量的人力和物力方可完成工作。

为了节省空间和功耗，传统的捕集管加热方式一般是采用加热丝缠绕式直接加热。但对于在超低温(≤-100℃)且容易产生大量水汽的使用环境下要达到超快速、稳定加热(加热温度≥50℃/s)的超高使用需求，传统的加热方式则无法满足，容易出现因水汽影响而导致的电路短路、加热速率慢，以及因冷热环境快速交替而导致加热结构过早老化、使用寿命短等一系列问题。

传统的吹扫捕集技术一般只采用单个流量计控制吹扫气的流量，但是该种方式无法精确获得在吹扫管内通过吹扫气吹扫出来气体样品的相对量，故而无法保障每次气体样品进样量的一致性；除此之外，单纯依靠一定流速的吹扫气吹扫液体样品所获得的气体样品量相对较少，系统检测灵敏度偏低。

发明内容

本发明克服上述缺陷，提供一种在线多基质内VOCs分析装置及方法。

本发明采用将水质样品进样吹扫模块以及大气样品进样模块同超低温除水、捕集模块相连接，同时结合了气相色谱-质谱分析检测模块，实现了使用同一套分析装置、在不同的分析模式下即可完成两种不同基质(水、大气)中挥发性有机物的在线自动监测分析的目标，该装置无需人为干预且完全可以满足不同的分析需求，仪器的使用成本低，操作方便、模块化维护。

本发明技术方案如下。

一种在线多基质内VOCs分析装置，所述在线多基质内VOCs分析装置包括：气源、两位三通电磁阀、开关电磁阀、吹扫管、五位阀、两位八通阀、除水管、超低温捕集装置、两套加热套件和检测分析装置；所述两位三通电磁阀包括第一两位三通电磁阀、第二两位三通电磁阀、第三两位三通电磁阀、第四两位三通电磁阀和第五两位三通电磁阀；所述两位三通电磁阀具有三个连接口，用于实现不同气路流量的切换；