Способ измерения неметановых углеводородов в газах и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК G01N27/62 

Изобретение относится к способам измерения концентрации углеводородов в газах, в частности измерения неметановых углеводородов в атмосферном воздухе, воздухе производственных помещений и других .средах, и устройствам для их осуществления Устройство может быть использовано в газоанализаторах с плс1менно-ионизационными, спектрофотбметрическими., фо- тоиоиизационными и другими -детекторами;

Известен способ измерения неметановых углеводородов в атмосферном воздухе на основе селективного каталитического окисления всех углевоДородов за исключением метана.

Согласно данному способу часть потока анализируемого воздуха проходит через разогретый каталитический , реактор, в котором окисляются все углеводородь за исключением метана, и поступает в пламенно-ионизационный детектор. Информация о содержании в пробе неметановых углеводородов получается путем вычитания значения сигнала концентрации метана из сигнала о сумме углеводородов 1. .

Однако данный способ не позволяет .с высокой точностью отделить мета от других углеводородов, в первую

очередь ближайшего гомолога метанаэтана. Кроме того,,возникает погреш кость йэмерения, обусловленная пирбт лизом вйоокомолекулярных углеводородов на катализаторе до мётана, а так-. же погрё,щш5сть, обусловленная потерей активйЬе«1 (отравлением) катализа- ; тора.. ;.

10

Наиболее близким к изобретению является способ измерения неметановых углеводородов в газах, при котором одну часть анализируемого газового потока пропускают через адсорбер, , nornQus wtessXi все углеводородов, кроме

15 Me atftaV и измеряют концентрацию выходай|е1чэ из адсорбера метана, одноврёЦёнво из-меряют концентрацию всех углеводородов во вторичной части потока аагишзируемого газа и путем

20 сравнения измеренных .концентрацией суммы углеводородов и метана определяют концентрацию меметановых углеводородов. При этом после насыщения адсорбера очищаемую часть анализи25руемого газового потока подают во второй адсорбер, используемый поочередно с первым, а первый адсорбер регенерируют 12).

Недостатком известного способа И9

30 мерения является прерывность ангцшза которая появляется в начале каждого цикла измерения при переходе на нов (очередной) адсорбер, и возникающая в этой связи погрешность измерения. Причиной прерывности анализа является то обстоятельство, что время выхода метана из адсорбционной коло ки имеет конечную величину. Так, -на пример, при работе с адсорбером, на полненным активированным углем марк СКН при времени выхода этана из адсорбера 1 ч 40 мин, соответственно время выхода метана составляет 4 ми При работе каждого адсорбера для вы деления метана в течение 1 ч информация о концентрации метана на выхо прибора отсутствует 4 мин. Известно устройство для осуществ ния указанного способа, содержащее два параллельно подключенных адсорбера, электромагнитные клапаны, установленные на входах и выходах адсорберов, два пламенно-иониз.ационны детектора, один из которых установлен на выходе адсорберов, трубопровод для подачи анализируемого газа, именвдий дёЛнтель потока, один из вы ходов которого соединен через электромагнитный клапан с одним из адсор беров, а другой выход - соединен с одним из пламенно-ионизационных детекторов, нагреватели, установленные на адсорберах, два электрометрических усилителя, подключенные к выходам пламенно-ионизационных детекторов, дифференциальный усилитель, подключенный к выходам электрометрических усилителей, программное и регистрирующее устройства 2. Недостатком известного устройства является наличие в составе прибора каталитического реактора, с помощью которого очищается от углево.дородов воздух для, ббратной продувки при регенерации адсорберов. Цель изобретения - повышение точности и обеспечение непрерывности анализа. Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения неметанойых углеводородов в газах, ПРИ котором одну часть анализируемог газового потока пропускают через пер вый адсорбер, поглощающий все углево дороды, кроме метана, и измеряют концентрацию метана, выходящего из адсорбера, одновременно измеряют концентрацию всех углеводородов во второй части потока анализируемого газа и путем сравнения измеренных концентраций суммы углеводородов - и метана определяют концентрацию неметановых углеводородов, причем после насыщения первого адсорбера очищаемую часть анализируемого газового . потока подают во второй адсорбер, используемый поочередно с первым, а первый адсорбер регенерируют, регенерацию одного из ащсорберов осуществляют путем обратной продувки частью газового потока, выходящего из другого адсорбера. Кроме того, в устройстве для измерения неметановых углеводородов в газах, содержащем два параллельно подключенных адсорбера, электромагнитные клапаны, установленные на входах и выходах адсорберов, нагреватели, установленные на адсорберах, два пламенно-ионизационных детектора, один из которых установлен на выходе адсорберов, пневматическое сопротивление, один конец которого соединен через электромагнитный -клапан с выходами адсорб.еров, а другой конец соединен с одним из пламенно-ионизационных детекторов, трубопровод для подачи анализируемого газа, имеющий делитель потока, один из выходов которого соединен через электромагнитный клапан с одним из адсорберов, а другой выход соединен с одним из пламенно-:-ионизационных детекторов, нагреватели, установленные на адсорберах, два электрометрических усили.теля, подключенные к выходам пламенноионизационных детекторов, дифференциальный усилитель, подключенный к выходам электрометрических усилителей, программное и регистрирующее устройства, выходы адсорберов соединены трубопроводом, в котором установлено пневмосопротивление. За счет использования для регенерации адсорберов анализируемого газа, очищенного от всех углеводородов, кроме мет.ана, исключается прерывность и повьошается точность анализа. На чертеже представлена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Устройство содержит два регенерир емых адсорбера 1 и 2,. два нагревателя 3 и 4, .электромагнитные клапанй 5,6 и If программное устройство 8, пневматические сопротивления 9, 10., и 11, пламенно-ионизационные детекторы 12 и 13, электрометрические уси лители 14 и 15, дифференциальный усилитель 16 и регистрирующий приббр 17. . Устройство работает следующим образом. Анализируемый воздух через клапаны 5 и 6 поочередно (в соответствии с сигналами программного устройства 8) поступает на один из адсорберов 1 или 2, где поглощаются все углеводороды, кроме метана. Поток газовой пробы через электромагнитный клапан 7 и пневматическое сопротивление 10 поступает на пламенно-ионизационный детектор 12, где производится преобразование концентрации йетана в электрический сигнал. Ток детектора усиливается электрометрическим усилителем 14, Усиленный сигнал, соответствующий концентраций метана в анализируемом газе регистрируется прибором 17. Одновременно часть очищенной от высших углеводородов и содержащей метан пробы газа через пневматическое сопротивление 9 -поступает на обратную продувку адсорбера 2 и чере электромагнитный клапан 6 сбрасывается в атмосферу. Во время обратной продувки адсорбер 2 интенсивно нагревается с помо,щью нагревателя 4 адсорбера. Програм мное устройство 8 управляет работой нагревателя таким образом,что только половину цикла десорбции адсорбер нагрет,, вторую половину он охлаждается до температуры окружающей среды для оптимального разделения углеводородов . В следующем цикле разделения рабо чим является адсорбер 2 и устройство по предложенной схеме работает аналогично. На детектор 12 непрерывно поступа ет газовая проба, содержащая метан. Суммарная концентрация углеводоро дов в анализируемом газе измеряется с помощью детектора 13 и электрометрического усилителя 15. С помощью дифференциального усилителя 16 вычис ляется суммарная концентрация углево дородов без метана или неметановые углеводорода в анализируемом газе. Предлагаемый способ измерения неметановых углеводородов позволяет повысить точность измерений, добиться непрерывности анализа, а устройство для его осуществления обладает повышенной надежностью по сравнению с существующими. В предлагаемом устройстве исключаются искажения состава анализируемой пробы при транспортировании ее к датчику, не требуется корректировки показаний прибора при каталитическом выжигании.углеводородов и в результат измерений не вносится ошиб ка за счет пиролитических процессов в каталитическом реакторе. Формула изобретения 1, Способ измерений неметановых углеводородов в газах, при котором одну часть анализируемого газового потока пропускают через первый адсор бер, поглощаю1дий все углеводороды. кроме метана, и измеряют концентрацию выходящего из адсорбера метана, одновременно измеряют концентрацию всех углеводородов во второй части потока анализируемого газа и путем сравнения измеренных концентраций суммы углеводородов и метана определяют концентрацию неметановых углеводородов, причем после насыщения первого адсорбера очищаемую часть анализируемого газового потока подают во второй адсорбер, используемый поочередно с Пчзрвым, а первый адсорбер регенерируют, отличающий-, с я тем что, с целью повышения точности и обеспечения непрерывности анализа, регенерацию одного из адсорберов осуществляют путем обратной продувки частью газового потока, вы- ходящего из другого адсорбера. 2. Устройство для измерения неметановых углеводородов в газах, содержащее два параллельно подключенных адсорбера, электромагнитные клапаны, установленные на входах и выходах адсорберов, нагреватели, установленные на адсорберах, два пламенно-ионизационных детектора, один из которых установлен на- выходе адсорберов, пневматическое сопротивление-, один конец которого .соединен через электромагнитный клапан с выходами адсорберов, а другой конец соединен с одним из пламенно-ионизационных детекторов, трубопровод для подачи .. анализируемого газа, имеющий делитель потока, один из выходов которого со1 единен через электромагнитный клапан с одним из адсорберов, а другой выход соединен с одним из пламенно.ионизационных детекторов, нагреватели, установленные на адсорберах, два электрометрических усилителя, подклю.ченных к выхрдс1м пламенно-ионизаци- Ънных детекторов, дифференциальный усилитель, подключенный к выходам электрометрических усилителей, программное и регистрирующее устройства, отличающееся тем, что, с целью повшиения точности и обеспвч1в- ния непрерывности анализа, выходы адсорберов соединены трубопроводом, в котором установлено пневмосопротивление. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1.Патент США № 3558283, кл. 23-232, опублик. 1971. 2.Патент США . 4102648, кл. 23-254, опублик. 1978 (прототип).

ы

ша