[发明专利]高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统及其使用方法

权利要求书

1.高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统，其特征在于：包括激光CO₂熔融装置、样品池、水阱、冷阱组件、色谱柱和同位素质谱仪，

在所述激光CO₂熔融装置的下方设置所述样品池，在所述样品池内容纳有样品，激光CO₂熔融装置用于激光熔融样品池内的样品，所述样品池的排气端与所述水阱的进气端相连通，所述水阱的排气端通过所述冷阱组件与所述色谱柱的进气端相连通，所述色谱柱的排气端与所述同位素质谱仪相连通；

所述冷阱组件包括粗冷阱和细冷阱，所述水阱的排气端与所述粗冷阱的进气端相连通，所述粗冷阱的排气端与所述细冷阱的进气端相连通，所述细冷阱的排气端与所述色谱柱的进气端相连通，在所述粗冷阱和所述细冷阱的外侧均缠绕有能够对粗冷阱和细冷阱进行加热的冷阱加热控制组件，所述粗冷阱和所述细冷阱均采用U型弯管结构，在所述粗冷阱的U型结构和所述细冷阱的U型结构的下方均设置有液氮容器，在所述液氮容器内填充有液氮，在所述液氮容器的底端设置有升降气缸。

2.根据权利要求1所述的高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统，其特征在于：所述样品池的进气端通过进气管路与三通阀的一个排气端相连，在所述进气管路上设置有He流量计。

3.根据权利要求2所述的高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统，其特征在于：所述系统还包括He气瓶，所述He气瓶的排气端通过排气管路与所述三通阀的进气端相连通，所述三通阀的另一个排气端通过管路与所述同位素质谱仪相连通。

4.根据权利要求1所述的高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统，其特征在于：在所述水阱内设置有高锰酸钾，最终形成能够除去气体中水蒸气的高锰酸钾水阱。

5.根据权利要求1所述的高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统，其特征在于：在所述色谱柱的外侧设置有对色谱柱进行温度控制的柱温箱温控组件，在所述色谱柱的外侧设置有对色谱柱进行压力监测的压力表。

6.根据权利要求1所述的高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统，其特征在于：所述色谱柱采用石英毛细管，石英毛细管的长度为10米，且呈环绕型设置，所述冷阱加热控制组件采用电加热丝，所述粗冷阱采用长60cm的弯曲1/8inch不锈钢管线，所述细冷阱采用长60cm的弯曲1/32inch不锈钢管线。

7.如权利要求1-6任一所述的高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统的使用方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，分解产生二氧化碳气体

激光CO₂熔融装置对样品池内的碳酸盐进行微高温加热，以使其分解产生二氧化碳气体，得到混合气体；

步骤2，控制He流速

调节控制通入到样品池中的He气的流速；

步骤3，水阱除去水蒸气

样品池的排气端通入到水阱中，除去混合气体中的水蒸气；

步骤4，进行粗冷阱

利用粗冷阱对通入其中的混合气体进行富集，富集后的混合气体再次进入到细冷阱中；

步骤5，进行细冷阱

利用细冷阱对通入其中的混合气体进行再次富集，富集后的混合气体进入到色谱柱中；

步骤6，对气体进行分离

利用色谱柱将混合气体中的CO₂、O₂、CO依次分离，得到富集纯化的二氧化碳气体；

步骤7，测试富集纯化的二氧化碳气体

利用同位素质谱仪对富集纯化的二氧化碳气体进行测试。

8.根据权利要求7所述的高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统的使用方法，其特征在于：在步骤2和7中，He气流速均为80-90mL/min。

9.根据权利要求7所述的高温熔融碳酸盐富集二氧化碳气体纯化系统的使用方法，其特征在于：在步骤6中，每隔一周，利用柱温箱温控组件将色谱柱升温到260℃，持续12小时。