[发明专利]一种高温熔盐气相组分检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及气相组分检测技术，尤其涉及一种熔盐气相组分检测方法及系统。

背景技术

熔盐具有熔点低沸点高、熔化热值高、比热容大、导热性好、粘度低以及优良的中子特性等优异的物理化学性质，在太阳能、核能、新功能材料等领域具有非常广泛的应用前景。

由于熔盐经常处于高温环境中，而高温熔融状态下的熔盐可能会发生热化学反应放出气体，而且还会有盐蒸汽挥发出来形成气相团簇物，这些熔盐气相中的物质组分与结构材料的腐蚀、蒸汽压的估算和覆盖气尾气处理方法选择等密切相关，因此需要对此时熔盐气相中的组分进行检测。目前市场上标准的气相质谱仪通常只能检测常温下气体组份，或者只能对物质的元素进行分析检测，但是对于高温状态下尤其是具有较强腐蚀性的熔盐，其产生的气体尤其是因为蒸发而产生的团簇物进行气相组分的原位检测仍然缺乏相应的方法和设备。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高温熔盐气相组分检测方法，该方法可用于高温熔盐气相物质的组分的原位检测，检测效果可靠准确。

根据上述发明目的，本发明提出了一种高温熔盐气相组分检测方法，其包括以下步骤：

对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；

通过一通道将所述高温熔盐气相物质引导至一飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域，所述通道与所述飞行时间质谱系统的主腔体密封连通；

通过所述飞行时间质谱系统检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。

本发明所述的高温熔盐气相组分检测方法，其通过对熔盐进行加热产生高温熔盐气相物质，并将所述高温熔盐气相物质与所述飞行时间质谱系统有效关联，即将所述高温熔盐气相物质引导至所述飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域，使得所述飞行时间质谱系统可以检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。其中，所述飞行时间质谱系统及其检测方法为现有技术，包括对位于电离碰撞区域的高温熔盐气相物质通过低能电子束或者激光束等手段进行电离，然后通过电场加速获得相同动能向探测器飞行，这样就可以根据其飞行时间确定其质量数，从而判断所述高温熔盐气相物质的组分，实现高温熔盐气相物质的组分的原位检测。由于本发明是建立在现有飞行时间质谱仪技术的基础上的，因而有效保证了检测效果的可靠性和准确性。

本发明所述的高温熔盐气相组分检测方法中，所述加热可以是模拟实际熔盐工作状态进行加热，这样就可以把实际工作中的熔盐用模拟工作中的熔盐等效替换，大大扩展了原位检测的应用范围。

进一步地，本发明所述的高温熔盐气相组分检测方法中，所述加热在所述主腔体内部进行。

上述方案通常适合检测蒸气压相对不大的熔盐。

进一步地，本发明所述的高温熔盐气相组分检测方法中，所述加热在所述主腔体外部进行。

上述方案通常适合检测蒸气压相对较大的熔盐。

本发明的另一目的是提供一种高温熔盐气相组分检测系统，该系统可用于高温熔盐气相物质的组分的原位检测，检测效果可靠准确。

根据上述发明目的，本发明提出了一种高温熔盐气相组分检测系统，其包括：

飞行时间质谱系统，其被配置为检测其电离碰撞区域的物质的组分；

加热炉，其被配置为对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；

通道，其被配置为与所述飞行时间质谱系统的主腔体密封连通，并且将所述高温熔盐气相物质引导至所述飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域。

本发明所述的高温熔盐气相组分检测系统通过以下步骤实现高温熔盐气相物质的组分的原位检测：对熔盐进行加热以产生高温熔盐气相物质；所述通道将所述高温熔盐气相物质引导至所述飞行时间质谱系统的主腔体中的电离碰撞区域；通过所述飞行时间质谱系统检测所述电离碰撞区域的高温熔盐气相物质的组分。相关原理前已描述，在此不再赘述。

进一步地，本发明所述的高温熔盐气相组分检测系统中，所述加热炉位于所述飞行时间质谱系统的主腔体的内部并与其密封连接，所述通道包括所述加热炉的出口。

上述方案通过将所述加热炉设于所述主腔体的内部并与其密封连接，将所述通道整体限定在了所述主腔体的内部，从而使得所述通道与所述主腔体密封连通。上述方案通常适合检测蒸气压相对不大的熔盐。所述加热炉通常通过其底部的密封法兰与所述主腔体密封连接。所述出口通常设置在所述电离碰撞区域的下方并尽量靠近电离碰撞区域。

更进一步地，上述高温熔盐气相组分检测系统中，所述通道还包括与所述出口连接的一段或多段管道，所述管道的顶部均具有小孔。