TORAY东丽 总有机碳自动分析仪（TOC计）工作原理详解

TORAY东丽 总有机碳自动分析仪（TOC计）工作原理详解

总有机碳（Total Organic Carbon, TOC）分析仪是一种用于测量水样中有机碳含量的高精度仪器，广泛应用于环境监测、制药、化工、食品饮料等行业。

TORAY东丽作为quan球领xian的高科技材料制造商，其TOC分析仪以其高精度、可靠性和自动化程度而备受青睐。

本文将详细解析 TORAY 东丽总有机碳自动分析仪的工作原理，帮助读者深入了解其技术核心。

1. TOC分析的基本概念

总有机碳（TOC）是指水体中所有有机化合物中的碳含量，是评价水质污染程度的重要指标。

TOC分析仪通过将有机碳转化为二氧化碳（CO₂），然后测量CO₂的浓度来计算TOC值。

1.1 TOC的组成

TOC通常包括以下两部分：

• 可溶性有机碳（DOC）：溶解在水中的有机碳。

• 颗粒有机碳（POC）：以颗粒形式悬浮在水中的有机碳。

1.2 TOC分析的意义

TOC分析可以快速、准确地评估水样中的有机物污染程度，广泛应用于以下领域：

• 环境监测：评估水体污染状况。

• 制药行业：确保注射用水（WFI）和纯化水的质量。

• 化工行业：监控工艺用水和废水处理效果。

• 食品饮料行业：检测生产用水的纯净度。

2. TORAY东丽TOC分析仪的工作原理

TORAY东丽TOC分析仪的工作原理基于 

高温催化氧化法 或 紫外-过硫酸盐氧化法，将水样中的有机碳wan全氧化为CO₂，然后通过检测CO₂的浓度来计算TOC值。

以下是其工作流程的详细解析。

2.1 样品预处理

在分析之前，水样需要进行预处理，以去除无机碳（IC）的干扰。无机碳主要以碳酸盐（CO₃²⁻）和碳酸氢盐（HCO₃⁻）的形式存在。

• 酸化处理：向水样中加入酸（如盐酸），将无机碳转化为CO₂。

• 吹扫脱气：通过惰性气体（如氮气）将CO₂从水样中吹扫出来，确保后续测量的准确性。

2.2 有机碳的氧化

经过预处理的水样进入氧化反应器，有机碳被wan全氧化为CO₂。TORAY东丽TOC分析仪通常采用以下两种氧化方法：

2.2.1 高温催化氧化法

• 高温燃烧：水样在高温（通常为 680°C 以上）条件下，通过催化剂（如铂）的作用，有机碳被wan全氧化为CO₂。

• 反应方程式：

  $$\text{有机碳}+{\text{O}}_2\stackrel{\text{高温催化剂}}{\to }{\text{CO}}_2+{\text{H}}_2\text{O}$$有机碳+O2高温催化剂CO2+H2O

2.2.2 紫外-过硫酸盐氧化法

• 紫外光照射：水样在紫外光（UV）照射下，与过硫酸盐（如过硫酸钾）反应，有机碳被氧化为CO₂。

• 反应方程式：

  $$\text{有机碳}+{\text{S}}_2{\text{O}}_8^{2-}\stackrel{\text{UV}}{\to }{\text{CO}}_2+{\text{SO}}_4^{2-}$$有机碳+S2O82−UVCO2+SO42−

2.3 CO₂的检测

氧化生成的CO₂通过检测器进行定量分析。TORAY东丽TOC分析仪通常采用以下两种检测方法：

2.3.1 非分散红外检测法（NDIR）

• 原理：CO₂对特定波长的红外光有强烈的吸收作用，通过测量红外光的吸收强度来计算CO₂浓度。

• 优点：高灵敏度、高选择性，适用于低浓度CO₂的检测。

2.3.2 电导率检测法

• 原理：CO₂溶于水后形成碳酸（H₂CO₃），导致水样电导率的变化。通过测量电导率的变化来计算CO₂浓度。

• 优点：适用于高浓度CO₂的检测，成本较低。

2.4 数据处理与结果输出

检测器将CO₂浓度信号转换为电信号，传输至仪器的数据处理单元。根据CO₂浓度与有机碳的对应关系，计算出水样中的TOC值。结果可以通过以下方式输出：

• 数字显示：在仪器屏幕上直接显示TOC值。

• 数据存储：将测量结果存储在仪器内存中。

• 数据传输：通过接口（如RS-232、USB）将数据传输至计算机或控制系统。

3. TORAY东丽TOC分析仪的特点

3.1 高精度与高灵敏度

采用先进的氧化和检测技术，确保测量结果的高精度和高灵敏度，能够检测低至 ppb 级的TOC浓度。

3.2 自动化程度高

• 自动进样：支持连续自动进样，提高分析效率。

• 自动校准：内置校准功能，确保测量结果的准确性。

• 自动清洗：分析完成后自动清洗系统，避免交叉污染。

3.3 宽测量范围

适用于从超纯水到高浓度废水的TOC分析，满足不同行业的需求。

3.4 低维护成本

模块化设计，易于维护和更换部件，降低使用成本。

4. 应用实例

4.1 环境监测

用于监测地表水、地下水和废水中的TOC浓度，评估水体污染状况。

4.2 制药行业

用于检测注射用水（WFI）和纯化水中的TOC浓度，确保药品生产用水的质量。

4.3 化工行业

用于监控工艺用水和废水处理效果，优化生产过程。

4.4 食品饮料行业

用于检测生产用水的纯净度，确保产品质量和安全。

结论

TORAY东丽总有机碳自动分析仪（TOC计）通过高温催化氧化或紫外-过硫酸盐氧化法将水样中的有机碳转化为CO₂，

并采用非分散红外检测法或电导率检测法测量CO₂浓度，从而计算出TOC值。

其高精度、高灵敏度和自动化程度使其成为水质分析领域的理想选择。

通过深入了解其工作原理，用户可以更好地发挥其性能优势，提升水质监测的效率和准确性。