[发明专利]可拆卸有机碳高温密闭燃烧系统及其应用

说明书

本发明属于碳元素测量领域，具体涉及可拆卸有机碳高温密闭燃烧系统及其应用，包括石英管、石英舟、电炉、碱液吸收装置、真空泵、压力变送器、进气单元、冷却密封组件和管路，石英舟放置在石英管内，石英管两端均密封安装有冷却密封组件，且冷却密封组件远离石英管的一端均密封连接有管路；石英管一端的管路借助真空接头连接有四通管，且四通管两个端口分别连接有压力变送器、进气单元及真空阀门；石英管另一端的管路借助真空接头与缓冲瓶连接，缓冲瓶借助管路与碱液吸收装置连接；系统完全密封，样品燃烧使用钢瓶高纯氧气，各组件可拆卸，便于清洗，防止上一样品残留而造成污染；设有缓冲瓶，以增大系统气容量，以降低爆燃时产生的压力冲击。

技术领域

本发明属于碳同位素测量领域，具体涉及可拆卸有机碳高温密闭燃烧系统及其应用。

背景技术

¹⁴C测年方法从上世纪80年代以来，逐步应用于地质第四纪和地下水等相关研究与调查。有机碳燃烧装置是土壤样品、泥炭样品检测¹⁴C必不可少的设备。为了安全，有的燃烧装置组件采用不锈钢管作为高温组件，两端采用法兰密封。主要存在以下问题：①不方便清洗，容易引起样品残留污染；②由于样品预处理后往往存在一定酸性，不锈钢管容易被腐蚀；③不方便观察样品状况；④维修更换成本较高。大部分实验室的燃烧系统是开放的，燃烧系统和¹⁴C制样系统直接相连。缺点较明显：①占用两个系统；②真空制样系统容易脏污，易引起残留污染；③由于是一次性冷冻二氧化碳，有机碳燃烧不充分产生的一氧化碳会损失，造成有机碳转化率不高并引起碳元素的分馏效应；④由于有一氧化碳产生，实验操作人员有中毒的风险。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了可拆卸有机碳高温密闭燃烧系统及其应用，能够为安全、全封闭、准确地测定¹⁴C的含量提供支撑。

本发明采用的具体技术方案是：可拆卸有机碳高温密闭燃烧系统，关键是：包括石英管、石英舟、电炉、碱液吸收装置、真空泵、压力变送器、进气单元、冷却密封组件和管路，所述的石英舟放置在石英管内，所述的石英管两端均密封安装有冷却密封组件，所述的石英管与冷却密封组件连通，所述的冷却密封组件远离石英管的一端均密封连通有管路；

所述的石英管一端的管路借助真空接头连接有四通管，且四通管三个端口分别连接有压力变送器、进气单元及真空阀门，所述的真空阀门与真空泵连通，所述的进气单元与四通管之间还连接有电磁阀和氧气减压表；

所述的石英管另一端的管路借助真空接头与缓冲瓶连接，所述的缓冲瓶借助管路、真空接头和碱液吸收装置下的吸收瓶连接，所述的管路出气端伸入至吸收瓶瓶底，所述的吸收瓶内装有碱液，所述的吸收瓶瓶口借助碱液吸收装置管路和真空接头与干燥阱连通，所述干燥阱出口借助管路与真空泵连通。

优选的，所述的冷却密封组件包括不锈钢水套和四氟水套，所述的四氟水套上端连通有第一出水口，下端连通有第一进水口，所述的不锈钢水套上端连通第二出水口，下端连通有第二进水口，所述的第一出水口出水端与第二进水口进水端借助管道连通；所述的不锈钢水套不锈钢端口通过真空接头与管路连通，所述的不锈钢水套一端伸入石英管内，所述的四氟水套一端通过O圈固定套装在不锈钢水套上，另一端通过O圈安装在石英管的一端。

优选的，所述的管路伸入至吸收瓶瓶底的一端连接有散气头。

优选的，所述的碱液吸收装置还包括第二阀门和漏斗，所述的漏斗设置在吸收瓶瓶口处借助第二阀门控制。

可拆卸有机碳高温密闭燃烧系统的应用，包括如下步骤：

A、将经过预处理的样品和氧化铜催化剂放入石英舟中，将石英舟放置于石英管内位于电炉加热部分处，并在石英管两端密封连接冷却密封组件，冷却密封组件与两端的管路连通；