高温燃烧离子色谱系统用水路系统的制作方法

1.本发明主要涉及固体废物、可燃物质中卤素、硫元素等元素含量的测量设备领域，特指一种高温燃烧离子色谱系统用水路系统。


背景技术：

2.固体废弃物是指人类生产、消费、生活或者其他活动中产生的固态、半固态废弃物质。通俗地说就是“垃圾”。主要包括固体颗粒、垃圾、炉渣、污泥、废弃制品、变质食品等等。在固废行业，氟、氯、硫是目前必测指标，虽然已有标准指出固废的元素分析可借用煤质分析的相关标准，如氟元素分析采用离子选择电极法(gb/t 4633-2014 煤中氟的测定方法)，低氯元素分析采用滴定法(gb/t 3558-2014 煤中氯的测定方法)以及高氯元素分析的离子选择电极法(dl/t 1857-2018煤中氯含量的测定氧弹燃烧离子选择电极法)，而实际上，高氯含量的样品使用滴定法测试存在沉淀难自动清洗的问题，使用氯离子选择电极法则受电极的技术局限，不能实现低氯含量(＜1000ppm)分析。而固废本身种类复杂，氯含量跨度大(几十ppm至百分之几十)。
3.现有技术中，一些从业者设计了氟氯分析设备来测定氟氯，但是样品放样、前处理等仍需要人工参与，且仅能测定氟氯元素含量，无法同时测定硫元素含量，一次性可测试的元素种类有限，自动化程度不高 ；采用高温分解-离子色谱法进行元素含量分析时，样品收集处理模块实现了高温水解模块和离子色谱模块的对接，样品燃烧后气体的冷凝、样品溶液收集处理的过程对系统测试精度有着重要的影响，因此设计一种布局紧凑、操作方便、自动化程度高且能确保测试精度的水路系统是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种布局紧凑、操作简便、自动化程度高、测试精度高的高温燃烧离子色谱系统用水路系统。
5.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高温燃烧离子色谱系统用水路系统，包括循环冷却机构、高温水解模块、收集处理模块、离子色谱模块；所述收集处理模块包括冷凝机构和收集定容瓶，所述收集定容瓶设有用于接收冷凝溶液的第一接口、用于输出样品溶液的第二接口和用于输入稀释液、清洗液以及排出废液的第三接口，所述冷凝机构与收集定容瓶的第一接口连通，所述循环冷却机构与收集定容瓶通过泵体、管路、阀门相连通。
6.作为上述技术方案的进一步改进：所述循环冷却机构包括用于存储冷凝水的第一容器、用于存储溶剂的第二容器和用于收集废液的第三容器，所述冷凝机构的进口通过管路与高温水解模块的出口端连通，所述冷凝机构从第一容器中取冷凝水将样品燃烧后的气体冷凝成溶液；所述第一接口通过管路与所述冷凝机构的出口连通；所述第二接口通过泵体、管路、阀门与高温燃烧离子色谱系统的离子色谱模块相连通，所述第三接口通过泵体、管路、阀门分别与第二容器、第三容器相连通。
7.作为上述技术方案的进一步改进：所述冷凝机构还包括冷却水入口和冷却水出口，所述第一容器的出液口通过泵体、管路与冷凝机构的冷却水入口连通，所述第一容器的进液口通过泵体、管路与冷凝机构的冷却水出口连通。
8.作为上述技术方案的进一步改进：所述收集定容瓶包括第一收集定容瓶和第二收集定容瓶，所述第一收集定容瓶的第一接口通过管路与所述冷凝机构的出液端连通，所述第一收集定容瓶的第二接口通过泵体、管路与第二收集定容瓶的第一接口连通，所述第二收集定容瓶的第二接口通过泵体、管路、阀门与离子色谱模块相连通。
9.作为上述技术方案的进一步改进：所述第一收集定容瓶和第二收集定容瓶的第三接口通过泵体、管路与第三容器相连通。
10.作为上述技术方案的进一步改进：所述第一收集定容瓶的第二接口与第二收集定容瓶的第一接口连通的管路上设有第一过滤器。
11.作为上述技术方案的进一步改进：所述第二收集定容瓶的第二接口与离子色谱模块连通的管路上设有第二过滤器。
12.作为上述技术方案的进一步改进：所述第三接口与第三容器之间的管路上的阀门为单向阀。
13.作为上述技术方案的进一步改进：所述冷凝机构中设有螺旋结构的冷凝管。
14.作为上述技术方案的进一步改进：所述高温色谱模块包括定量机构和多通阀门，所样品收集处理模块与多通阀门连通，所述定量机构与多通阀门相连。
15.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的高温燃烧离子色谱系统用水路系统，布局合理紧凑、操作简便，通过设计多个接口的收集定容瓶与多个容器集成的循环冷却机构，利用控制阀组件进行控制，实现了样品的自动冷凝、自动收集、样品的稀释定容、稀释样品的取样、废液的自动排出以及收集定容瓶的自动清洗，实现了样品收集处理与部件清洗的实时自动切换，自动化程度高，无需人工干预，极大地降低了劳动强度，避免人为因素的影响，延长了系统的使用寿命，提高了系统整体的可靠性和测试精度。
附图说明
16.图1是本发明在应用在具体实施例中的结构原理示意图。
17.图例说明：1、循环冷却机构；2、高温水解模块；3、收集处理模块；31、冷凝机构；32、收集定容瓶；321、第一收集定容瓶；322、第二收集定容瓶；4、离子色谱模块； 5、第一过滤器；6、第二过滤器；7、定量机构；8、多通阀门。
具体实施方式
18.以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
19.如图1所示，本发明公开了一种高温燃烧离子色谱系统用水路系统，包括循环冷却机构1、高温水解模块2、收集处理模块3、离子色谱模块4；收集处理模块3包括冷凝机构31和收集定容瓶32，收集定容瓶32设有用于接收冷凝溶液的第一接口、用于输出样品溶液的第二接口和用于输入稀释液、清洗液以及排出废液的第三接口，冷凝机构31与收集定容瓶32
的第一接口连通，循环冷却机构1与收集定容瓶32通过泵体、管路、阀门相连通。
20.本发明的高温燃烧离子色谱系统用水路系统，布局合理紧凑、操作简便，通过设计多个接口的收集定容瓶32与多个容器集成的循环冷却机构1，利用控制泵体、阀门进行控制，实现了样品的自动冷凝、自动收集、样品的稀释定容、稀释样品的取样、废液的自动排出以及收集定容瓶32的自动清洗，实现了样品收集处理与清洗的实时自动切换，自动化程度高，无需人工干预，极大地降低了劳动强度，避免人为因素的影响，延长了系统的使用寿命，提高了系统整体的可靠性和测试精度。
21.本实施例中，循环冷却机构1包括用于存储冷凝水的第一容器、用于存储溶液的第二容器（溶液可以为纯水或者蒸馏水），溶液用于稀释样品燃烧后的冷凝溶液以及清洗收集定容瓶32和用于收集废液的第三容器，冷凝机构31的进口通过管路与高温水解模块2的出口端连通，冷凝机构31从第一容器中取冷凝水将样品燃烧后的气体冷凝成溶液；第一接口通过管路与冷凝机构31的出口连通；第二接口通过泵体、管路、阀门与离子色谱模块4相连通，第三接口通过泵体、管路、阀门分别与第二容器、第三容器相连通。循环冷却机构1集成多个容器，能为收集处理模块3提供冷凝水、稀释用溶剂、清洗溶液以及废液收集，布局紧凑，实现了冷凝水的循环利用。
22.本实施例中，冷凝机构31还包括冷却水入口和冷却水出口，第一容器的出液口通过泵体、管路与冷凝机构31的冷却水入口连通，第一容器的进液口通过泵体、管路与冷凝机构31的冷却水出口连通。进一步的，在优先实施例中，冷凝机构31中设有螺旋结构的冷凝管，冷凝管周围被冷却水包围，样品燃烧后产生的气体经过螺旋结构的冷凝管，在冷却水的作用下冷凝成溶液，螺旋结构的冷凝管，能有效增加样品燃烧后产生的气体的流动路径，延长了冷凝时间，确保样品燃烧后产生的气体能充分进行冷凝，从而提高测试精度。
23.本实施例中，收集定容瓶32包括第一收集定容瓶321和第二收集定容瓶322，第一收集定容瓶321的第一接口通过管路与冷凝机构31的出液端连通，第一收集定容瓶321的第二接口通过泵体、阀门和管路与第二收集定容瓶322的第一接口连通，第二收集定容瓶322的第二接口通过泵、管路、阀门与离子色谱模块4相连通，第一收集定容瓶321和第二收集定容瓶322的第三接口通过泵体、管路与第三容器相连通。通过两个收集定容瓶32对冷凝溶液进行两次二次稀释、定容，能有效提高测试的精度。
24.进一步的，在优选实施例中，第一收集定容瓶321的第二接口与第二收集定容瓶322的第一接口连通的管路上设有第一过滤器5；第二收集定容瓶322的第二接口与离子色谱模块4连通的管路上设有第二过滤器6。通过过滤器将冷凝溶液中的杂质去除，避免燃烧后产生的杂质对测试结果产生影响。
25.本实施例中，离子色谱模块4包括定量机构7（如定量环）和多通阀门8，所样品收集处理模块3与多通阀门8连通，定量机构7与多通阀门8相连。进一步的，本实施例中，多通阀门8为六通阀，收集定容瓶32的第二接口与六通阀连通，冷凝溶液通过六通阀进入定量机构7中，经过定量机构7定量后，冷凝溶液再次流入六通阀，经六通阀控制进入色谱柱中进行测试分析。
26.本发明的水路系统设计合理，利用了第一收集定容瓶321和第二收集定容瓶322对冷凝后的溶液进行了两次定容、两次过滤，极大地提高了测试的精准度。对于产生的废液，第一收集定容瓶321和第二收集定容瓶322的第三接口均与循环冷却机构1的用于存储溶液
的第二容器和用于收集废液的第三容器连通，实现了收集定容瓶32的自动清洗以及废液的自动排出。进一步的，在优选实施例中，第三接口与第三容器之间的管路上的阀门为单向阀。采用单向阀设计，确保废液只能从第三接口向第三容器单方向流动，不会发生废液回流的问题。
27.具体工作原理如下：通过高温燃烧离子色谱系统的进样模块将样品自动送入高温水解模块2，样品在高温水解模块2中燃烧，通入水蒸气和氧气，燃烧后的产生气体与水蒸气进行充分水解反应，反应后的气体进入到冷凝机构31中，冷凝机构31与循环冷却机构1的第一容器连通，制冷机对第一容器中的冷凝水进行制冷，通过泵体将冷却水送入冷凝机构31中，通过冷凝机构31将燃烧产生的气体冷凝成溶液，冷凝后的溶液通过第一收集定容瓶321的第一接口进入到第一收集定容瓶321中，循环冷却机构1的第二容器中的溶液（如纯水或蒸馏水）通过第一收集定容瓶321的第三接口进入到第一收集定容瓶321中，对冷凝后的溶液进行稀释，采用浮球光电定位方式对溶液进行定容，当溶液稀释到预设量（如本实施例中为100ml），停止送入稀释溶剂，通过泵体从第一收集定容瓶321的第二接口取出一定量的溶液，取出的溶液经过第一过滤器5过滤后，通过第二收集定容瓶322的第一接口进入第二收集定容瓶322中，通过对溶液进行第二次稀释、定容后，取出定量溶液通过第二过滤器6再次进行过滤后，送入至离子色谱模块4中分析样品中氟、氯、溴等卤素、硫 、氮等元素含量，废液则通过收集定容瓶32的第三接口流入循环冷却机构1的第三容器中，实现废液自动收集。整个测试过程实现了全自动化，降低了劳动强度，避免人为因素对测试结果的影响，提高了系统整体可靠性及测试精度。
28.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。