[發(fā)明專利]一種大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410207273.3
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103977739A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳炫;張清宇;段菁春;傅昂毅;張新民;楊加贏;韓鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國環(huán)境科學(xué)研究院
• 主分類號: B01F15/04
• 分類號: B01F15/04;B01F3/02
• 代理公司: 北京尚德技研知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11378
• 代理人: 何春蘭;嚴(yán)勇剛

1.一種大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括零氣發(fā)生裝置和采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括氣體發(fā)生裝置和配氣系統(tǒng)，

所述氣體發(fā)生裝置包括質(zhì)量流量控制器和過氧化物氣體發(fā)生瓶，所述過氧化物氣體發(fā)生瓶具有進氣口，出氣口和發(fā)生液，所述進氣口通過管路連接所述質(zhì)量流量控制器；

所述配氣系統(tǒng)包括第一流量控制器，第一氣體混合裝置，第二流量控制器，第二氣體混合裝置，第三流量控制器，第三氣體混合裝置和混合氣體源，

所述采樣系統(tǒng)包括第一采樣裝置，第二采樣裝置和氣體測定儀；

所述零氣發(fā)生裝置通過管路分別連接質(zhì)量流量控制器和第一、二流量控制器，

所述第一氣體混合裝置的第一、二入口通過管路分別連接第一流量控制器的出口和過氧化物氣體發(fā)生瓶的出口，

所述第二氣體混合裝置的第一、二入口通過管路分別連接第二流量控制器的出口和第一氣體混合裝置的出口，

所述第三氣體混合裝置的第一、二入口通過管路分別連接第二氣體混合裝置的第一出口和第三流量控制器的出口，第三流量控制器的入口連接混合氣體源，

所述第二氣體混合裝置的第二出口通過管路連接第一采樣裝置，所述第三氣體混合裝置的出口通過管路分別連接第二采樣裝置和氣體測定儀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述第二、三氣體混合裝置之間設(shè)有一個與外部空氣相通的管路；所述配氣系統(tǒng)和采樣系統(tǒng)之間也設(shè)有一個與外部空氣相通的管路。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述過氧化物氣體發(fā)生瓶中的進氣口的位置高于發(fā)生液的液面高度；所述管路為特氟龍管。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述過氧化物氣體發(fā)生瓶中的發(fā)生液為過氧化氫、甲基過氧化氫、羥甲基過氧化氫或乙基過氧化氫。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述混合氣體源為一個或多個，所述氣體測定儀與混合氣體源的數(shù)量相同，所述氣體測定儀分別對應(yīng)相應(yīng)的混合氣體源。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述混合氣體源為臭氧源、二氧化硫源、氮氧化物源或揮發(fā)性有機物源；

所述氣體測定儀為臭氧測定儀、二氧化硫測定儀、氮氧化物測定儀或揮發(fā)性有機物測定儀。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述第二氣體混合裝置與第一采樣裝置之間的管路長度與所述第三氣體混合裝置與第二采樣裝置之間的管路長度相等；

所述第三氣體混合裝置和第二采樣裝置之間的管路長度與第三氣體混合裝置和氣體測定儀之間的管路長度相等。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述第三氣體混合裝置與采樣系統(tǒng)之間連接有煙霧箱。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述混合氣體源為多個，混合氣體源與第三流量控制器的數(shù)量相同，每個第三流量控制器的入口連接對應(yīng)的混合氣體源，第三流量控制器的出口連接第三氣體混合裝置。

10.一種大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生方法，其通過權(quán)利要求1所述的大氣環(huán)境濃度過氧化物氣體發(fā)生系統(tǒng)來實現(xiàn)，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

1)在過氧化物氣體發(fā)生瓶中裝入過氧化物發(fā)生液，設(shè)置質(zhì)量流量控制器的流量為a％，a的取值范圍為0-15，開啟第一、二流量控制器，切斷第二、三氣體混合裝置之間的連接；

往氣體發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)打入零空氣，使來自于零氣發(fā)生裝置的零空氣分別進入氣體發(fā)生裝置和配氣系統(tǒng)，進入氣體發(fā)生裝置的零空氣通過質(zhì)量流量控制器進入過氧化物氣體發(fā)生瓶，將過氧化物氣體發(fā)生瓶內(nèi)的過氧化物氣體帶出過氧化物氣體發(fā)生瓶外，從而產(chǎn)生過氧化物氣體；進入配氣系統(tǒng)的零空氣，一部分通過第一流量控制器進入第一氣體混合裝置，在第一氣體混合裝置內(nèi)與來自過氧化物氣體發(fā)生瓶的過氧化物氣體混合，另一部分通過第二流量控制器作為稀釋氣體進入第二氣體混合裝置并與來自第一氣體混合裝置的氣體混合，在第二氣體混合裝置中混合后的氣體為環(huán)境濃度等級、未知濃度的過氧化物氣體，該氣體通過管路進入第一采樣裝置；

2)對進入第一采樣裝置的混合氣體進行分析，可確定質(zhì)量流量控制器的流量為a％時氣體發(fā)生系統(tǒng)最終發(fā)生出的過氧化物的濃度；

3)若發(fā)生出的過氧化物濃度不符合實驗要求，則返回步驟1)，重新設(shè)置氣體發(fā)生裝置中質(zhì)量流量控制器的流量，并重復(fù)步驟2)，即獲得所需的大氣環(huán)境等級過氧化物濃度；

4)保持第二采樣裝置關(guān)閉，連接第二、三氣體混合裝置，打開混合氣體源的開關(guān)，向配氣系統(tǒng)添加混合氣體，初步設(shè)置第三流量控制器的流量b％，b的取值范圍為0-100，未知濃度的混合氣體經(jīng)過第三流量控制器后進入第三氣體混合裝置，在第三氣體混合裝置中與來自第二氣體混合裝置的稀釋氣體混合后進入氣體測定儀，待配氣系統(tǒng)內(nèi)混合氣體濃度穩(wěn)定后，讀取氣體測定儀的讀數(shù)，確定進入配氣系統(tǒng)的混合氣體的濃度；

5)若混合氣體濃度不符合實驗要求，則返回步驟4)，重新設(shè)置第三流量控制器的流量b％，即獲得實驗所需的混合氣體濃度；

6)打開第二采樣裝置，在步驟3)和步驟5)的基礎(chǔ)上分別設(shè)置質(zhì)量流量控制器的流量a％和第三流量控制器的流量b％，向氣體發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)同時打入零空氣及混合氣體，過氧化物氣體發(fā)生瓶中發(fā)生的氣體依次與稀釋氣體在第一氣體混合裝置和第二氣體混合裝置混合后，分兩路分別進入第一采樣裝置和第三氣體混合裝置，在第三氣體混合裝置中的氣體與混合氣體源產(chǎn)生的氣體混合后分別進入第二采樣裝置和氣體測定儀，第一采樣裝置內(nèi)的氣體濃度為系統(tǒng)內(nèi)過氧化物氣體的背景濃度，第二采樣裝置內(nèi)的氣體濃度為受混合氣體干擾后過氧化物氣體的濃度，氣體測定儀顯示為混合氣體的濃度；

7)返回至步驟3)重新設(shè)置流量a％和b％,即獲得不同背景濃度的過氧化物氣體、以及不同濃度的混合氣體。