Способ анализа газов

Способ анализа газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Соцналнстнческнк

Республнк

ОП ЫСАНИЕ изоь етиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 815613 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.10.77 (2l ) 2536341/25-25 с присоединением заявки М— (23) П рноритет—

Опубликовано 23,03.81. Бюллетень рй. 11 (5l)N. Кл. (j 01 К 28/00

Гоондарстеенный комитет

СССР оо делам изобретений н отнятий (5 ) УДК 543.544 (088.8) Дата опубликования описания 25.03.81

М. А. Авербух и B. И, Бахмутов /

I, 7..": . :. у= - „, »»»

Опытный завод средств автомати ции и приборов?

"ОЗАП Мосэнерг (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ГАЗОВ.10

Известен хемилюминисцентный способ анализа газа, основанных на образовании электронновозбужденной двуокиси азота при реакции окиси азота с озоном. Интенсивность излучения этой цвуокиси азота является критерием, по которому судят о концентрации окиси азота в анализируемом газе. Это излучение может быть измерено фотоэлектронными приборами (1 (.

Оцнако этот способ очень чувствите- 20 лен ко всем загрязнениям анализируемого газа, а ряц узлов выпускаемых газоанализаторов не обладает достаточной надежи остью.

Изобретение относится к способам анализа газов, преимущественно топочных ,и цымовых газов, в которых необходимо определять окись и двуокись азота.

Контроль с оде ржания окислов азота необходим для зашиты биосферы. Он также является существенным критерием при . отработке оптимальных. режимов крупных эне ргоблоков.

Известен также фотоколориметричес кий способ, основанный на поглощении индикаторным реактивом двуокиси азота, содержащейся в пробе анализируемого газа„с послецуюшим измерением интенсивности окраски образующегося азокрасителя (2J.

Недостаток этого способа заключается в том, что он для каждого измерения концентрации требует свежей порции реактива, что весьма усложняет реализацию спосо ба, особенно цля автоматического анали за. На точность способа сильно влияют нитросоединения, которые могут присутствовать в анализируемом газе. Помимо этого возникают сложности при обеспечении полного поглощения реактивом (азокрасителем) двуокиси азота, содержащейся в пробе анализируемого газа.

Большинство известных способов онрецеленчя концентрации окислов азота реагирует на присутствие в анализируемом газе таких компонентов, как Н, СО, СОъ, Н2Я, 5О2, СН4 и цр.

815613 и» 55

Суммарное содержание окислов азота в продуктах горения котельных установок порядка 200-2000 мг/м, а боль

3 шннство известных способов контроля окислов азота могут обеспечить измерение с требуемой точностью только микроилн уаьтрамикроконцентрации порядка

0-200 мгlм .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ газового анализа путем измерения периода колебаний вибратора, помещенного в поток предварительно очищенного от механических примесей и осушенного анализируемого газа 3 .

Однако все известные вибрационные способы определения плотности газов применяются с целью определения концентрации газовых компонентов только в тех случаях, когда концентрация контролируемого компоненте среды настолько влияет на величину ее плотности, что это изменение с достаточной точностью аппаратурно может быть обнаружено. При этом влияние изменения .концентрации остальных комионентов анализируемого газа на величину измеряемой плотности должно бить пренебрежимо мало. B рассматриваемом случае это не имеет места. Изменеwe величины плотности за счет неконтролируемых компонентов газа по величине сравнимо с изменением плотности, обусловленным концентрацией окислов азота.

Следовательно, известные вибрационные способы измерения плотности топочных, дымовых и подобных газов не позволяют определять в них концентрацию окислов азота.

Цель изобретения - расширение области применения способа измерения плотности путем измерения периода колебаний вибратора в анализируемой среде для определения концентрации двуокиси азота

К Оа в топочных, дымовык, выклопнык и другик газах.

Поставленная цель достигается тем, что анализируемый rag оклаждают ниже температуры замерзания двуокиси азота (И О } в месте установки вибратора и по изменению периода колебаний вибра» тора судят о концентрации КО 2 в анализируемом газе. Подвод колода осуществляется непосредственно к вибратору таким образом, что колеблющийся элемент вибратора покрывается слоем двуокиси азота, переше

tueR в твердую фазу, Это ведет к изменению частоты колебаний вибратора. По

)истечении заданного интервала времени производится измерение периода или частоты колебаний вибратора, по которой судят о содержании Ц О в анализируемом газе.

Характер зависимости частоты (пери-. ода) колебаний вибратора от содержания двуокиси азота, обусловленный конструкцией датчика вибратора и системы отвода тепла, определяется экспериментально.

На чертеже представлена блок-схема анализатора окислов азота, реализующего предлагаемый способ.

Анализатор содержит фильтр 1, осушитель 2, поглотитель 3, побудитель 4, расходомер 5, эапорные элементы (вентили) 6, доокислитель 7, датчик 8, реак« тор 9, криостат 10, вибратор 11, измерительный блок 12, вторичный прибор 13 и программное устройство 14.

Анализируемый газ с постоянным расходом принудительно пропускается через фильтр 1, осушитель 2, поглотитель 3 под действием побудителя 4, который обеспечивает постоянство раскода

raga через систему анализатора. Контроль постоянства расхода осуществляется расходомером 5. В случае анализа двуокиси азота верхний вентиль 6 закрыт, а нижний — открыт . При этом поток ана Iизи» руемого газа, минуя доокислитель 7, поступает в датчик 8, а далее в реактор

9, t-qe окислы азота связываются в безвредные соединения и следуют иа сброс в атмосферу.

Датчик 8 помещен в криостат 10, который обеспечивает охлаждение анализируемого газа в цатчике ниже температуры замерзания двуокиси азота. При этом двуокись азота, замерзая, частично оседает на поверхности вибрирующего элемента вибратора 11. По истечении заданного интервала временп Т пропускания анализируемого газа через датчик производится измерение частоты вибратора 11 цри помощи измерительного блока 12.

Выходной сигнал измерительного блока

l2 поступает на вторичный прибор 13, гце он может указываться, регистрироваться и использоваться в АСУ.

После фиксации величины частоты вибратора вторичным прибором, т. е. после окончания анализа, программное устройства 14 переключает криостат 10 на режим подогрева датчика до температуры выше температуры испарения К Оо. Потоком анализируемого газа при помощи побудителя 4 производится продувка датчика 8 до полного удаления иэ датчика цвуокиси азота, накопленной во время

81561 предыдущего измерения. Затем програм- мное устройство 14 опять переводит криостат 10 на режим охлаждения, и система готова для следующего анализа.

В случае анализа моноокиси азота (g О) верхний вентиль 6 открыт, а нижний - закрыт. При этом весь газовый поток, отбираемый на анализ, проходит через доокислитель 7, в котором моноокись азота любым известным способом о полностью доокисляется до двуокиси азота. Двуокись азота определяется предлагаемым способом и разность результатов двух измерений с доокислением и без него есть мера содержания И О в анали- >s зируемом газе.

Продолжительность Т пропускания газа через датчик определяется требуемой точностью анализа. С ростом величины

Т растет точность анализа Я. В каж- ре дом конкретном случае подбирается оптимальное сочетание величин Т и Ь Я

Предлагаемый способ независим от присутствия в анализируемом газе большинства примесей, входящих в анализиру- 25 емый газ, как то: И >, H, СО . СО,502

Я, Q, Я Й q, CH g . и ap., температура замерзания которых значительно ниже температуры замерзания двуокиси азота.

Охлаждение анализируемого газа ниже температуры замерзания двуокиси азота и осаждение последней на колеблющемся элементе вибратора позволяет резко повысить избирательность этого метода по отношению к двуокиси азота, которая за счет этого эффекта с высокой точностью определяется,в составе газовой смеси, обладающей большим количеством переменных компонентов.

Способ может быть реализован в лаборатор ат рных полуавтоматических и автомати3 б ческих приборах с любым видом индикации и регистрации результатов измерений.

Анализатор на основе предлагаемого способа может быть использован в АСУ.

Формула изобретения

1.Способ анализа газов путем измерения периода колебаний внбратора, помещенного в поток предварительно очищенного от механических примесей и осушенного анализируемого газа, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения для определения концентрации двуокиси азота (Я О ), анализируемый газ охлаждают ниже температуры замерзания Й Og в месте установки вибратора и по изменению периода колебаний вибратора судят о концентрации

К О в анализируемом газе.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения для определения концентрации моноокиси азота (Я ), КО всю содержащуюся в анализируемом газе

N О предварительно доокисляют до N OZ и вычитают иэ полученной величины периода колебаний вибратора величину периода колебаний вибратора, полученную при измерении без операции доокисления, а по разности этих величин судят о концентрации К О в анализируемом гвэе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии Ж 1343858, кл. С 1 5> 1976.

2. Известия АН Казахской CCP„ сер. хим. 1972, с. 60-63.

3. Патент ФРГ М 2249269, кл. 42 8 1/03, 1974.

ВНИИПИ Заказ 1026/73 Тираж 907

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4