[發明專利]一種氣體脫水裝置及其使用方法

無效

• 申請號: 201310694206.4
• 申請日: 2013-12-15
• 公開（公告）號: CN104707448A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 王新;彭麗英;李京華;渠團帥;王愛博;李海洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;G01N1/34
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明公開了一種脫水裝置，具體來說是一種氣體脫水裝置及其使用方法。

背景技術

在臨床分析氣體測試中，患者氣體體為37℃水蒸氣飽和的濕潤氣體，其飽和蒸汽壓為47mmHg（6.3kPa）。由于水蒸汽紅色線吸收帶與CO2和麻醉氣體部分重疊，會干擾測定還會污染檢測室，嚴重影響測量值。同時由于氣體中水蒸氣的存在，也會導致一些其他分析儀器在分析檢測中檢測結果不準確，嚴重的會影響檢測進行。因此，必須在分析儀器分析檢測前做脫水的前處理。

目前采集檢測的除水方法已經有多種，比如主流采集檢測的除水方法是采用傳感器38℃恒溫的方法減少水蒸氣的影響。原理在于氣體攜帶水分的能力與溫度呈正比；旁流采氣監測儀采用的除水步驟是：（1）進入采氣管的呼吸氣體會逐漸降至室溫，隨著溫度降低，呼吸氣體中的水蒸汽冷凝釋放出的水分沉積在采氣管管壁和積水杯內。（2）在積水器內設有疏水性過濾膜阻擋氣體中的水分子和顆粒物質通過。（3）通過過濾膜的氣體進入監測儀內連接的Nafion脫水管，其管壁材料具有親水性，可以在不漏氣的情況下，允許氣體中的水分通過管壁滲透到管外蒸發。經以上處理后的檢測氣體濕度已經很低。（4）檢測器恒溫到38℃左右，由于氣體溫度重新上升，水容量加大，使檢測氣體的濕度更為降低。

Nafion是由全氟化磺酸酯構成的一種優良的陽離子交換劑。在Nafion的內部，水分憎水性的疇（即類似于聚四氟乙烯的氟碳骨架疇和親水性的疇）的鏈端為親水性的離子化磺酸基，由于起離子交換作用的是磺酸基，所以它對陽離子有很好的選擇性，尤其對那些大的，憎水性的陽離子具有很好的選擇性。Nafion脫水管具有不同的直徑，可以不斷地優化Nafion轉移水的性能。水通過Nafion膜壁滲透，隨后蒸發進入周圍的環境空氣中，實現“滲透蒸發”。管內外的濕度梯度驅動了整個過程。

在Nafion脫水管中，離子通道由管的內表面延伸至外表面。水分子首先與內表面上的磺酸基集團結合，管壁深處的磺酸基基團結合的水分子較少，因此對水分子有更強的吸引力，管內表面的水分子就會很快通過磺酸基基團，到達管壁的外表面，散發到環境中，實現對濕樣品的去溶。由Nafion脫水管排出的水分被干燥的吹掃氣（通常是空氣）帶出系統，則管壁內外存在的壓力梯度會保證去溶過程持續進行。

發明內容

一種氣體脫水裝置，其特征在于：包括主體和脫水管，所述主體內設置脫水腔，主體的一側端面上設置樣品氣體入口和潔凈氣出口，另一側端面上設置樣品氣體出口和潔凈氣入口；所述脫水腔內設置脫水管，脫水管的進氣口與主體上的樣品氣體入口相連，脫水管的出氣口與主體上的樣品氣體出口相連；所述脫水管的出氣口外接分析檢測儀；所述潔凈氣入口與凈化氣源相連，潔凈氣出口空接。

優選的，所述氣體脫水裝置中，所述脫水腔內設置纏繞筒，脫水管纏繞在纏繞筒上；所述纏繞筒內部中空，外部設置有螺旋凹槽；所述脫水管鑲嵌在螺旋凹槽內，脫水管兩端分別與快換接頭相連接，纏繞筒與脫水腔壁面固定在一起。

優選的，所述氣體脫水裝置中，所述脫水管為Nafion脫水管。

優選的，所述氣體脫水裝置中，所述纏繞筒由四氟、不銹鋼、PVC或皮克材料中的一種制作而成。

一種氣體脫水裝置的使用方法，包括以下步驟：

a.脫水管末端連接抽氣泵，或脫水管前端連接載氣輸送管路；

b.由抽氣泵抽取樣品氣體或是載氣攜帶樣品氣體，經過樣品入口進入脫水管，樣品氣體經脫水管另一端的樣品氣體出口流出，流出的氣體作為待分析樣品氣；

c.在脫水腔內，設置脫水管表面干燥裝置，用以帶走脫水管表面擴散的水汽；

d.將上述處理后的樣品氣體由載氣攜帶送入分析檢測儀內進行檢測分析，分析檢測儀為氣相分析檢測儀，為離子遷移譜、質譜或者氣相色譜中的一種。

優選的，所述的氣體脫水裝置的使用方法中，所述脫水管表面干燥裝置為連接在潔凈氣出口和潔凈氣進口的風扇，在風扇作用下，從潔凈氣進口進入并從潔凈氣出口排出潔凈空氣，所述潔凈空氣為吹掃氣，風扇用以加快脫水腔內吹掃氣的流通。

優選的，所述的氣體脫水裝置的使用方法中，所述脫水管表面干燥裝置為分子篩。

優選的，所述的氣體脫水裝置的使用方法中，所述樣品氣體在Nafion脫水管內氣體流速為50-1000ml/min，溫度介于25-65℃之間。

優選的，所述的氣體脫水裝置的使用方法中，所述吹掃氣的流通方向與樣品氣體的流通方向相反。