[发明专利]温室气体CH4中碳、氢元素富集分析仪

摘要

本发明公开一台对温室气体CH₄碳、氢元素富集分析仪，将样品管采集到的温室气体样品在He气下经导样阀导入，由化学阱除去空气中的CO，由预冻冷阱除去其它杂气后进入氧化炉中氧化成CO₂和H2O,生成的C_O2在液氮冷阱中富集和转移，再经色谱柱分离和水阱吸附去水由开式分流接口导入气体同位素质谱仪进行检测；生成的H₂O由集水冷阱释放进入Cr反应炉，反应生成的H₂由开式分流接口导入气体同位素质谱仪进行检测。本发明带有直接和同位素质谱仪主机相接的接口，是一个独立的同位素质谱仪附属装置，同时完成对温室气体CH₄碳氢两种元素富集和同位素丰度的分析测定，使用冷阱组合，针对目标气体进行提纯和转换，保证了进入质谱的样品纯度，氧化炉及时自动补充氧气，保持CUO的氧化能力。

主权项

一台甲烷气体碳、氢元素富集分析仪，主要包括:样品管（1）、样品管阀（2）、导样阀（3）、注氧阀（4）、化学阱（5）、预冻冷阱（6）、集水阱（7）、富集冷阱（8）、转移冷阱（9）、吸附水阱（10）、氧化炉（11）、Cr反应炉（12）、色谱柱（13）、样品气的开式分流器（14）、参考气的开式分流器（15）、He载气调压阀（16）、参考气CO₂调压阀（17）、参考气H₂调压阀（18）、O₂调压阀（19）、气体稳定同位比素质谱仪MS（20）、六通阀（B）的六个接点：六通阀（B）的六个接点（b1、b2、b3、b4、b5、b6）、八通阀（C）的八个接点：八通阀（C）的八个接点（c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8)；其特征是八通阀（C）的八个接点（c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8)间有负载（load）和添加（inject）两种连通方式进行切换：当八通阀在load状态时，He气通过He载气调压阀（16），一路由导样阀（3）引进，经过化学阱（5）、预冻冷阱（6）、氧化炉（11）由石英毛细管和八通阀（C）的1＃接c1、八通阀（C）的接点c2、集水阱(7)、八通阀（C）的接点c5、八通阀（C）的接点c6到富集冷阱(8)并和六通阀（C）处于inject状态下的六通阀（C）接点b2、六通阀（C）接点b3连接；第二路He气由石英毛细管经八通阀（C）的接点c3、八通阀（C）的接点c4连接进入Cr反应炉（12），最后进入样品气的开式分流器（14）中；第三路He载气和八通阀（C）的接点c7、八通阀（C）的接点c8连通，当八通阀（C）切换到inject状态时，He气通过He载气调压阀（16），一路由八通阀（C）的接点c3、八通阀（C）的接点c2、集水阱（7）、八通阀（C）的接点c5、八通阀（C）的接点c4连接到Cr反应炉（12）后到样品气的开式分流器（15）和气体稳定同位素质谱仪（20）；另一路由石英毛细管和八通阀（C）接点c7 、八通阀（C）的接点c6到富集冷阱（8）和六通阀（B）处于负载（load）状态时六通阀（B）的接点b2 、六通阀（B）接点b1到转移冷阱（9），并和六通阀（B）的接点b4、六通阀（B）接点b3连通；O2气通过O2载气调压阀（19）由石英毛细管和注氧阀（4）、氧化炉（11）、八通阀（C）的接点c1 、八通阀（C）的接点c8连接；六通阀（B）的六个接点(b1、b2、b3、b4、b5、b6)间有负载（load）和添加（inject）两种连通方式进行切换：当六通阀（B）在inject状态时，He气通过He载气调压阀（16）由石英毛细管和六通阀（B）的接点b6、六通阀（B）的接点b1、转移冷阱（9）、六通阀（B）的接点b4、六通阀（B）的接点b5依次连接通过色谱柱（13）、吸附冷阱（10）进入样品气的开式分流（14）；当六通阀（B）切换到load状态时，一路He气和六通阀（B）的接点b6、六通阀（B）的接点b5连接；氧化炉（11）内装有石英棉、CuO；Cr反应炉（12）内装石英棉、金属铬粉粒；化学阱（5）有I2O5、石英棉；吸附水阱（10）有高氯酸镁；色谱柱（13）在六通阀（B）的接点b5和吸附水阱（10）之间；参考气CO₂  和参考气H₂分别通过调压阀由石英毛细管和参考气的开式分流器（15）连接；样品气的开式分流器（14）和参考气的开式分流器（15）分别由石英毛细管通过针阀和气体稳定同位比素质谱仪（20）连接。