[发明专利]一种气体脱水装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种脱水装置，具体来说是一种气体脱水装置及其使用方法。

背景技术

在临床分析气体测试中，患者气体体为37℃水蒸气饱和的湿润气体，其饱和蒸汽压为47mmHg（6.3kPa）。由于水蒸汽红色线吸收带与CO2和麻醉气体部分重叠，会干扰测定还会污染检测室，严重影响测量值。同时由于气体中水蒸气的存在，也会导致一些其他分析仪器在分析检测中检测结果不准确，严重的会影响检测进行。因此，必须在分析仪器分析检测前做脱水的前处理。

目前采集检测的除水方法已经有多种，比如主流采集检测的除水方法是采用传感器38℃恒温的方法减少水蒸气的影响。原理在于气体携带水分的能力与温度呈正比；旁流采气监测仪采用的除水步骤是：（1）进入采气管的呼吸气体会逐渐降至室温，随着温度降低，呼吸气体中的水蒸汽冷凝释放出的水分沉积在采气管管壁和积水杯内。（2）在积水器内设有疏水性过滤膜阻挡气体中的水分子和颗粒物质通过。（3）通过过滤膜的气体进入监测仪内连接的Nafion脱水管，其管壁材料具有亲水性，可以在不漏气的情况下，允许气体中的水分通过管壁渗透到管外蒸发。经以上处理后的检测气体湿度已经很低。（4）检测器恒温到38℃左右，由于气体温度重新上升，水容量加大，使检测气体的湿度更为降低。

Nafion是由全氟化磺酸酯构成的一种优良的阳离子交换剂。在Nafion的内部，水分憎水性的畴（即类似于聚四氟乙烯的氟碳骨架畴和亲水性的畴）的链端为亲水性的离子化磺酸基，由于起离子交换作用的是磺酸基，所以它对阳离子有很好的选择性，尤其对那些大的，憎水性的阳离子具有很好的选择性。Nafion脱水管具有不同的直径，可以不断地优化Nafion转移水的性能。水通过Nafion膜壁渗透，随后蒸发进入周围的环境空气中，实现“渗透蒸发”。管内外的湿度梯度驱动了整个过程。

在Nafion脱水管中，离子通道由管的内表面延伸至外表面。水分子首先与内表面上的磺酸基集团结合，管壁深处的磺酸基基团结合的水分子较少，因此对水分子有更强的吸引力，管内表面的水分子就会很快通过磺酸基基团，到达管壁的外表面，散发到环境中，实现对湿样品的去溶。由Nafion脱水管排出的水分被干燥的吹扫气（通常是空气）带出系统，则管壁内外存在的压力梯度会保证去溶过程持续进行。

发明内容

一种气体脱水装置，其特征在于：包括主体和脱水管，所述主体内设置脱水腔，主体的一侧端面上设置样品气体入口和洁净气出口，另一侧端面上设置样品气体出口和洁净气入口；所述脱水腔内设置脱水管，脱水管的进气口与主体上的样品气体入口相连，脱水管的出气口与主体上的样品气体出口相连；所述脱水管的出气口外接分析检测仪；所述洁净气入口与净化气源相连，洁净气出口空接。

优选的，所述气体脱水装置中，所述脱水腔内设置缠绕筒，脱水管缠绕在缠绕筒上；所述缠绕筒内部中空，外部设置有螺旋凹槽；所述脱水管镶嵌在螺旋凹槽内，脱水管两端分别与快换接头相连接，缠绕筒与脱水腔壁面固定在一起。

优选的，所述气体脱水装置中，所述脱水管为Nafion脱水管。

优选的，所述气体脱水装置中，所述缠绕筒由四氟、不锈钢、PVC或皮克材料中的一种制作而成。

一种气体脱水装置的使用方法，包括以下步骤：

a.脱水管末端连接抽气泵，或脱水管前端连接载气输送管路；

b.由抽气泵抽取样品气体或是载气携带样品气体，经过样品入口进入脱水管，样品气体经脱水管另一端的样品气体出口流出，流出的气体作为待分析样品气；

c.在脱水腔内，设置脱水管表面干燥装置，用以带走脱水管表面扩散的水汽；

d.将上述处理后的样品气体由载气携带送入分析检测仪内进行检测分析，分析检测仪为气相分析检测仪，为离子迁移谱、质谱或者气相色谱中的一种。

优选的，所述的气体脱水装置的使用方法中，所述脱水管表面干燥装置为连接在洁净气出口和洁净气进口的风扇，在风扇作用下，从洁净气进口进入并从洁净气出口排出洁净空气，所述洁净空气为吹扫气，风扇用以加快脱水腔内吹扫气的流通。

优选的，所述的气体脱水装置的使用方法中，所述脱水管表面干燥装置为分子筛。

优选的，所述的气体脱水装置的使用方法中，所述样品气体在Nafion脱水管内气体流速为50-1000ml/min，温度介于25-65℃之间。

优选的，所述的气体脱水装置的使用方法中，所述吹扫气的流通方向与样品气体的流通方向相反。