[发明专利]一种TOC分析方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种TOC分析方法及装置。

背景技术

高温燃烧法TOC(总有机碳)分析技术涉及样品的催化燃烧。

目前，普遍的做法是通过电热丝由外向内加热燃烧管，如图1所示，具体加热方案为：石英管10作为燃烧管，内部放置颗粒状陶瓷载体30，在陶瓷载体30上附着催化剂。电热丝20绕在石英管10的外部，隔热层40包裹在石英管10及电热丝20的外部。在工作时，电热丝20发热，并将热量传递给石英管10，再传递给石英管10的内部空间，使石英管10内部的温度上升。通过反馈控制，使石英管10内的温度稳定在目标温度。液体样品及载气通入燃烧管，实现对燃烧管内液体样品的汽化和催化燃烧。通过分析燃烧生成的二氧化碳，得到液体样品中TOC的含量。

为避免热量的流失以及保证工程人员的安全，在电热丝的外部包裹有隔热层。

电热丝由外向内加热燃烧管，能够有效地实现对燃烧管内液体样品的汽化和催化燃烧，但也有以下几点不足：

1、采用电热丝加热燃烧管，热量由外向内传递，需要经过多重介质导热才能到达催化剂，升温速度慢；

2、热量从外向内传递时热传导效率低，热功耗大，带来资源浪费；

3、在电热丝加热燃烧管的过程中，电热丝一直处于高温状态，容易发生熔断故障，寿命较短；

4、燃烧管外部需要包裹一层很厚的隔热保温层，使电热炉体积庞大，不利于仪器小型化。

发明内容

为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种升温速度快、热功耗低的TOC分析方法，以及一种升温速度快、热功耗低、体积小的TOC分析装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种TOC分析方法，包括以下步骤：

a、预热步骤

高频交变电流通过设置在燃烧管外围的励磁线圈，形成交变磁场，在燃烧管内的导磁载体上产生感应电流，引起导磁载体发热，温度上升；

b、温度控制步骤

温度传感器测得燃烧管内的温度，并反馈控制所述高频交变电流，使燃烧管内达到并稳定在设定温度；

c、恒温分析步骤

液体样品进入燃烧管并被汽化；

在载气吹扫下，汽化样品中的有机物接触附着在导磁载体上的催化剂，并和载气中的氧气发生燃烧反应生成二氧化碳；

检测从燃烧管排出的载气中二氧化碳或氧气的浓度，比较载气中二氧化碳浓度增加量或者氧气浓度减少量而得到液体样品中TOC的含量。

作为优选，所述导磁载体为颗粒状或网状或多孔状。

进一步，在所述燃烧管的外部包裹隔热层。

作为优选，所述励磁线圈设置在所述隔热层的外部。

本发明还提供了一种实施上述方法的TOC分析装置，包括燃烧管、催化剂、检测单元，还包括加热单元和温控单元；

所述加热单元包括励磁线圈、导磁载体及高频加热电路；励磁线圈设置在燃烧管的外围，并连接高频加热电路；导磁载体设置在燃烧管的内部；所述催化剂附着在所述导磁载体上；

所述温控单元包括温度传感器、控制模块，温度传感器、控制模块和高频加热电路依次连接。

作为优选，所述导磁载体为颗粒状或网状或多孔状。

进一步，所述燃烧管外部包裹隔热层。

作为优选，所述励磁线圈设置在隔热层的外部。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、采用感应电流加热技术，直接加热燃烧管内的导磁载体，使燃烧管内升温速度快；

2、采用直接在燃烧管内加热的方式，不经过其它介质传导热量，热损耗小，热效率高；

3、由于是在燃烧管内部加热，燃烧管自身可以起到一定的隔热保温作用，另外仅需使用较薄的隔热层就可以实现高温部位的隔热保温，减少燃烧管内热量的损失，同时也有效降低了燃烧单元外表面温度，对工程操作人员起到安全保护作用，同时还减小了装置的体积，易于实现分析装置的小型化。

附图说明

图1为背景技术中TOC分析装置示意图；

图2为实施例1中的TOC分析装置示意图；

图3为实施例2中的TOC分析装置示意图；

图4为实施例3中的TOC分析装置示意图；

图5为实施例3中导磁载体的俯视图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，一种TOC分析装置，包括注入单元、燃烧管11、催化剂、加热单元、温控单元以及检测单元。