基于催化技术的多类别物质检测装置的制作方法

allin2023-04-05  59



1.本实用新型涉及物质分析,特别涉及基于催化技术的多类别物质检测装置。


背景技术:

2.目前,为了检测多类别的物质,通常需要多种类型的检测器组合使用,如测有机硫化合物常用fpd检测器,有机氮化合物常用npd检测器,测无机硫与无机氮常用发光法检测器,检测含碳有机化合物常用fid检测器。这种检测技术具有不足,如:
3.结构复杂、成本高;如检测恶臭八项(氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯)系列物质时,需要用到5台不同检测器的仪器,fpd检测器检测甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳,npd检测器检测三甲胺,fid检测器检测苯乙烯,紫外荧光检测器检测硫化氢,化学发光检测器检测氨气,也即使用5台检测器检测恶臭八因子,提高了结构复杂度以及监测成本。


技术实现要素:

4.为解决上述现有技术方案中的不足,本实用新型提供了一种基于催化技术的多类别物质检测装置。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
6.基于催化技术的多类别物质检测装置,所述基于催化技术的多类别物质检测装置包括燃烧室、极化极、燃烧喷嘴和样气管道,所述极化极和燃烧喷嘴设置在所述燃烧室内;所述基于催化技术的多类别物质检测装置还包括:
7.催化模块,所述催化模块设置在所述燃烧室内,用于将含硫化合物转换为一氧化硫,以及含氮化合物转换为一氧化氮;
8.切换模块,所述切换用于将所述极化极和催化模块选择性地置于所述喷嘴的上侧;
9.臭氧提供模块,所述臭氧提供模块用于向所述燃烧室内注入臭氧;
10.光接收单元,所述光接收单元用于接收所述燃烧室内的分别对应二氧化硫和二氧化氮的吸收波长的光。
11.与现有技术相比,本实用新型具有的有益效果为:
12.根据需要地选择催化模式,从而将含硫化合物和含氮化合物催化,并在臭氧作用下进一步转化为方便检测的二氧化硫及二氧化氮,一次性检测了含硫化合物和含氮化合物,降低了结构复杂度及成本;
13.根据需要地选择fid模式,用于检测含碳化合物,从而使得一台仪器具有检测多类别物质的能力,结构简单、成本低。
附图说明
14.参照附图,本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的
是:这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案,而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中:
15.图1是根据本实用新型实施例的基于催化技术的多类别物质检测装置的结构示意图。
具体实施方式
16.图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了解释本实用新型技术方案,已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此,本实用新型并不局限于下述可选实施方式,而仅由权利要求和它们的等同物限定。
17.实施例1:
18.图1示意性地给出了本实用新型实施例的基于催化技术的多类别物质检测装置的结构示意图,如图1所示,所述基于催化技术的多类别物质检测装置包括:
19.燃烧室11、极化极61、燃烧喷嘴21和样气管道,所述极化极61和燃烧喷嘴21设置在所述燃烧室11内,这些器件及设置均是本领域的现有技术;
20.催化模块51,如钼网,所述催化模块51设置在所述燃烧室11内,用于将含硫化合物转换为一氧化硫,以及含氮化合物转换为一氧化氮;所述多类别物质包括含碳化合物、含硫化合物和含氮化合物;
21.切换模块,所述切换用于将所述极化极61和催化模块51选择性地置于所述喷嘴21的上侧;
22.臭氧提供模块31,所述臭氧提供模块31用于向所述燃烧室11内注入臭氧,使得燃烧室11转化出的一氧化硫在喷嘴产生的高温下转化为二氧化硫,转化处的一氧化氮在喷嘴产生的高温下转换为二氧化氮;
23.光接收单元41,所述光接收单元41用于接收所述燃烧室11内的分别对应二氧化硫和二氧化氮的吸收波长的光。
24.为了准确、快速地检测含硫化合物和含氮化合物,进一步地,所述光接收单元包括:
25.第一接收通道,在所述第一接收通道内,所述燃烧室内的光穿过第一滤光片后被第一探测器接收;所述第一滤光片滤去非二氧化硫吸收波长的光;
26.第二接收通道,在所述第二接收通道内,所述燃烧室内的光穿过第二滤光片后被第二探测器接收;所述第二滤光片滤去非二氧化氮吸收波长的光。
27.为了提高检测灵敏度,进一步地,所述第一探测器和第二探测器采用光电倍增管。
28.为了方便地切换工作模式(催化模式和fid模式),进一步地,所述切换模块包括:
29.承载件71,所述承载件71的一端承载所述极化极61和催化模块51,另一端穿过所述燃烧室11;
30.电机81,所述电机81用于驱动所述另一端转动。
31.实施例2:
32.根据本实用新型实施例1的基于催化技术的多类别物质检测装置在恶臭八项检测
中的应用例。
33.在该应用例中,恶臭八项包括含硫化合物(硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫和二硫化碳)、含氮化合物(氨和三甲胺)和含碳化合物(苯乙烯);
34.催化模块采用钼网;切换模块包括承载件和电机,所述承载件采用杆状结构,一端处于燃烧室内,承载所述极化极和催化模块,另一端穿过所述燃烧室;电机用于驱动所述另一端转动;当电机旋转180度后,处于喷嘴上侧的催化模块(极化极)切换为极化极(催化模块);
35.光接收模块包括第一接收通道和第二接收通道,第一接收通道包括第一筒状部件,第一筒状部件内依次设置光学窗口、第一滤光片(滤去非394nm的光)和第一探测器(光电倍增管);第二收通道包括第二筒状部件,第二筒状部件内依次设置光学窗口、第二滤光片(滤去非1200nm的光)和第二探测器(光电倍增管)。
36.本实施例的基于催化技术的多类别物质检测装置的工作方式为:
37.通过电机旋转,使得钼网处于喷嘴的上侧;臭氧通入燃烧室内;
38.样气、氢气和空气进入喷嘴并燃烧,产生2100℃高温;样气中的含硫化合物在1800℃高温及钼网催化剂的作用下反应生成一氧化硫,并和臭氧反应生成二氧化硫,发出中心波长394nm的光,相关反应式为:
39.r-s+o2→
so+其他产物so2+mo

moo3+so,金属钼催化剂抑制so2在火焰中生成,so+o3→
so2+o2+hv(394nm);
40.含氮化合物在1800℃高温及钼网催化剂的作用下反应生成一氧化氮,并和臭氧反应生成二氧化氮,发出中心波长为1200nm的光,相关的反应式如下:
41.r-n+o2→
no+其他产物no2+mo

moo3+no,金属钼催化剂抑制no2在火焰中生成,no+o3→
no2+o2+hv(1200nm);
42.中心波长394nm的光进入第一接收通道,中心波长1200nm的光进入第二接收通道,以此实现含硫及含氮化合物的检测,即可实现氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳的检测;
43.通过电机旋转,使得极化极处于喷嘴的上侧;停止向燃烧室内通臭氧;
44.样气、氢气和空气进入喷嘴并燃烧,含碳有机物(苯乙烯)在氢火焰上被电离,经极化极形成的电场下形成电流经过收集极被检测,从而获得含碳化合物的含量。

技术特征:
1.基于催化技术的多类别物质检测装置,所述基于催化技术的多类别物质检测装置包括燃烧室、极化极、燃烧喷嘴和样气管道,所述极化极和燃烧喷嘴设置在所述燃烧室内;其特征在于,所述基于催化技术的多类别物质检测装置还包括:催化模块,所述催化模块设置在所述燃烧室内,用于将含硫化合物转换为一氧化硫,以及含氮化合物转换为一氧化氮;切换模块,所述切换用于将所述极化极和催化模块选择性地置于所述喷嘴的上侧;臭氧提供模块,所述臭氧提供模块用于向所述燃烧室内注入臭氧;光接收单元,所述光接收单元用于接收所述燃烧室内的分别对应二氧化硫和二氧化氮的吸收波长的光。2.根据权利要求1所述的基于催化技术的多类别物质检测装置,其特征在于,所述多类别物质包括含碳化合物、含硫化合物和含氮化合物。3.根据权利要求2所述的基于催化技术的多类别物质检测装置,其特征在于,所述含硫化合物包括硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫和二硫化碳,所述含氮化合物包括氨和三甲胺。4.根据权利要求2所述的基于催化技术的多类别物质检测装置,其特征在于,所述光接收单元包括:第一接收通道,在所述第一接收通道内,所述燃烧室内的光穿过第一滤光片后被第一探测器接收;所述第一滤光片滤去非二氧化硫吸收波长的光;第二接收通道,在所述第二接收通道内,所述燃烧室内的光穿过第二滤光片后被第二探测器接收;所述第二滤光片滤去非二氧化氮吸收波长的光。5.根据权利要求4所述的基于催化技术的多类别物质检测装置,其特征在于,所述第一探测器和第二探测器采用光电倍增管。6.根据权利要求1所述的基于催化技术的多类别物质检测装置,其特征在于,所述切换模块包括:承载件,所述承载件的一端承载所述极化极和催化模块,另一端穿过所述燃烧室;电机,所述电机用于驱动所述另一端转动。7.根据权利要求1所述的基于催化技术的多类别物质检测装置,其特征在于,所述催化模块为钼网。

技术总结
本实用新型提供了基于催化技术的多类别物质检测装置,所述基于催化技术的多类别物质检测装置包括燃烧室、极化极、燃烧喷嘴和样气管道,所述极化极和燃烧喷嘴设置在所述燃烧室内;催化模块设置在所述燃烧室内,用于将含硫化合物转换为一氧化硫,以及含氮化合物转换为一氧化氮;切换用于将所述极化极和催化模块选择性地置于所述喷嘴的上侧;臭氧提供模块用于向所述燃烧室内注入臭氧;光接收单元用于接收所述燃烧室内的分别对应二氧化硫和二氧化氮的吸收波长的光。本实用新型具有结构简单、成本低等优点。本低等优点。本低等优点。


技术研发人员:桑振隆 吴涛 王琳琳 刘立鹏 韩双来 李天麟 单立宇 董莹
受保护的技术使用者:杭州谱育科技发展有限公司
技术研发日:2021.10.14
技术公布日:2022/7/5
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