СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛЫХ ПРИМЕСЕЙ В ГАЗЕ Советский патент 1965 года по МПК G01N31/00 

Известен Способ определения примесей в газе путем образования из них ядер конденсации за счет какой-либо гомогенной реакции. Дающей малолетучие продукты. Образованные ядра укрупняют при помощи пересыщенных паров высококипящего вещества до монодисперсного аэрозоля, концентрацию частиц которого определяют пефелометрически.

Однако этот способ можно применить только для определения таких примесей, которые удается перевести в ядра конденсации за счет какой-либо гомогенной реакции, выбор которой для некоторых примесей затруднителен. Кроме того, в некоторых случаях известный способ не обеспечивает достаточной селективности.

Указанные недостатки устраняются в предлагаемом способе тем, что предварительно образованные ядра конденсации перед их укрупнением в аэрозоль вводят в поток анализируемого газа и по изменению числа или размеров ядер конденсации, вызванному взаимодействием их с анализируемой примесью, судят о концентрации примеси.

На чертеже изображена одна из возможных схем устройства, осуществляющего предлагаемый способ.

поток направляется по одной из следующих трех ветвей: а) через фильтр 4, улавливающий все газовые и дисперсные примеси; б) через фильтр 5, улавливающий только дисперсные примеси; в) через коммуникацию без фильтров. В смесителе 6 анализируемый поток смешивается с вспомогательным потоком, содержащим ядра конденсации, генерируемые в источнике 7 ядер. Смешанный с ядрами

конденсации поток проходит реактор 8, в котором определяемая примесь реагирует с ядрами, и через уловитель 9 поступает в прибор 0. Здесь, за счет введения вспомогательного потока с парами высококипящего вещества и

пересыщения этих паров, ядра укрупняются, образуя монодисперсный аэрозоль, концентрация которого определяется прибором 11, представляющим собой, например, нефелометр. Вспомогательные потоки для введения ядер

конденсацни и пересыщенных паров, укрупняющих эти ядра, контролируются соответственно реометрами 12 и J3 и очищаются от всех примесей в фильтрах 14 и 15. Для шунтирования уловителя при определении коэффициента проскока ядер служит коммупикация, включаемая краном 16. Та же шунтирующая коммуникация, переключаемая краном 17 на ветвь с реометром 18 и фильтром 19 ядер, позволяет варьировать скорость

нужной степени осаждения в нем ядер. При этом поток, проходящий через прибор 10, сохраняется неизменным. Сопротивление параллельных ветвей потока регулируется так, чтобы переключения кранами 2, 3, 16 и 17 не изменяли общей скорости потока.

Концентрация ядер до и после уловителя 9, соответствующая чистому газу, определяется при пропускании газа через фильтр 4. Затем проверяется загрязненность газа дисперсными примесями. Для этого источник 7 ядер отключается, а анализируемый газ подается в систему, минуя фильтры 4 и 5. Если концентрация дисперсной примеси по показаниям прибора 11 мала по сравнению с концентрацией укрупненных ядер и постоянна во времени, то определение примеси ведут без исключения дисперсной фазы, а ее концентрацию учитывают. В противоположном случае определение ведется в потоке, освобожденном от дисперсной фазы с помощью фильтра 5. Градуировка зависимости проскока ядер через уловитель 9 от концентрации определяемой примеси производится в том же варианте схемы, в котором производятся измерения.

Способы получения ядер в источнике 7 могут быть весьма разнообразны в зависимости от требуемого вещества ядер и их дисперсного состава. Для превращения определяемых примесей в ядра конденсации могут быть использованы гомогенные химические (в том числе фотохимические, термические и т. д.) реакции, дающие малолетучие продукты. Концентрация превращаемой примеси в источнике ядер выбирается постоянной н отвечающей оптимальным условиям образования ядер. Кроме того, ядра конденсации в источнике 7 могут получаться непосредственно из твердых веществ путем их нагрева в патоке газа или за счет распыления в слабом искровом разряде. Во всех случаях расход вещества на ядра конденсации ничтожно мал (в пределах IQ-it-10-8 мг/л анализируемого газа), поэтому для источника ядер могут применяться при необходимости и весьма дорогие вещества.

Улавливание ядер также осуществляется

различными способами. В качестве уловителя могут служить наборы волокнистых фильтров различной эффективности фильтрации ядер. Для количественных измерений дисперсности ядер используют диффузионные батареи, состоящие из набора параллельных каналов. В тех случаях, когда необходимо усилить эффект изменения летучести вещества ядер после вступления их в реакцию с примесью, в качестве элемента уловителя может быть применен термостатированный при повыщенной температуре патрон со слоем зерненого сорбента. Даже при незначительном изменении летучести вещества ядер условия испарения

их в таком патроне могут быть подобраны так, что эффект изменения испаряемости ядер будет выражен весьма резко.

Предлагаемый способ определения примесей в газе может найти применение в тех случаях, когда требуется максимальная чувствительность определения примеси в непрерывном потоке газа и большая скорость измерений. Измерения легко автоматизируются, если в качестве прибора 11 применяются фотоэлектрические нефелометры для аэрозолей (например, ФЭН-58 или ФЭН-90).

Кроме своего прямого назначения, предлагаемый способ может быть нолезен при ,изучении кинетики гетерогенных реакций между

газом (паром) и твердым телом.

Предмет изобретения

Способ определения малых примесей в газе цутем образования ядер конденсации, укрупнения их с помощью пересыщенного пара высококипящих веществ до монодисиерсного аэрозоля с последующим нефелометрическим определением концентрации аэрозоля, отличающийся тем, что, с целью увеличения селективности определения и расширения круга анализируемых примесей, образованные ядра конденсации перед их укрупнением вводят в поток анализируемого газа и по изменению числа или размеров ядер конденсации, вызванному взаимодействием их с анализируемой примесью, судят о концентрации примеси.