[发明专利]一种在线分析烟灰中无机盐成分的装置和应用

权利要求书

1.一种在线分析烟灰中无机盐成分的装置，其特征在于：包括密闭的酸化反应管(1)、载气导入管(2)、无机酸样品管(4)、供气装置(5)和反应流出气检测装置(8)；

密闭的酸化反应管(1)上设有用于盛装无机酸液的无机酸样品管(4)与可拆卸连接的无机酸液入口和气体出口；

所述供气装置(5)包括载气气源(6)，载气气源(6)的气体经载气导入管(2)通入酸化反应管(1)内；载气导入管(2)的气体出口端伸入至酸化反应管(1)底部或酸化反应管(1)内液体的液面之下；

酸化反应管(1)的气体出口与反应流出气检测装置(8)的气体进样口相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述酸化反应管(1)为下端封闭的中空玻璃管，未封闭的上端为气体入口管连接口，与载气导入管(2)密封连接，酸化反应管(1)的侧壁设有两个分别与气体出口和无机酸液入口相连的玻璃导管，第一玻璃导管(10)与无机酸样品管(4)相连，第二玻璃导管(11)为酸化反应产物气体出口管；

无机酸样品管(4)为弹性材料做成的一端开口、另一端密闭的中空管；

酸化时通过挤压无机酸样品管(4)将其内盛装的无机酸(9)送入酸化反应管(1)；

所述载气导入管(2)为中空玻璃管，其一端开口，另一端为封闭的中空球形端(3)，球形端(3)上开设有2个以上的通孔，用于导出气体，球形端(3)接近酸化反应管(1)的底端，以保证球形端(3)置于无机酸(9)液面以下，利于酸化反应产物被载气充分带出无机酸(9)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

所述无机酸样品管(4)与第一玻璃导管(10)插接，依靠无机酸样品管(4)自身的弹性进行密封，防止挤压无机酸(9)时造成无机酸(9)的渗漏，无机酸样品管(4)可从第一玻璃导管(10)取下，且大小可调，便于盛放不同体积的无机酸(9)，第一玻璃导管(10)与酸化反应管(1)垂直设置。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

载气气源(6)为装有氮气的钢瓶或净化后的干燥空气，载气导入管(2)上设有质量流量控制器(7)，载气流量可控。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述反应流出气检测装置(5)为直接气体进样的分析装置，主要为气体进样的负离子模式在线质谱仪，通过气体导管(12)与酸化反应管(1)相连；对酸化反应流出气的一部分采样分析，其余作为尾气排出。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述酸化反应管(1)的腔体大小可随烟灰和无机酸(9)的用量调节，保证载气导入管(2)的球形端(3)置于无机酸(9)液面以下。

7.一种权利要求1-6任一所述装置在在线分析烟灰中无机盐成分分析过程的应用，其特征在于：

采用权利要求1-6中任一所述装置进行操作，包括如下步骤：

A.将精确称取的烟灰样品放入酸化反应管(1)内，尽力保证酸化反应管(1)内侧壁面无烟灰样品粘附；

B.将载气导入管(2)放入酸化反应管(1)内，密封连接，此时尚无气体通入；

C.将无机酸(9)装入无机酸样品管(4)，并将无机酸样品管(4)与第一玻璃导管(10)密封连接；

D.将气体导管(12)与反应流出气检测装置(5)相连；

E.通过挤压无机酸样品管(4)将无机酸(9)送入酸化反应管(1)，之后立即打开质量流量控制器(7)，通入载气，同时利用反应流出气检测装置(2)对流出气在线采样，获得烟灰中无机盐成分的特征谱图。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：

所述气体导管(12)为有机聚合物材料管或不锈钢管；

所述无机酸(9)为质量浓度1-20％的无机酸，防止高浓度酸对无机盐成分的氧化和无机酸样品管(4)的腐蚀。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：

反应流出气检测装置(2)为气体进样的负离子模式在线质谱仪，采用Ni⁶³离子源对反应流出气进行电离，该方法可对难电离的酸类进行有效电离，从而获得其特征谱图。