Способ анализа газов Советский патент 1981 года по МПК G01N29/00 

1

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

Контроль содержания окислов азота необходим для защиты биосферы. Он также является существенным критерием при отработке оптимальных: режимов крупных энергоблоков.

м

Известен хемилюминисцентный способ

анализа газа, основанн1 1х на образовании электронновозбужденной двуокиси азота при реакции окиси азота с озоном. Интенсивность излучения этой двуокиси азота является критерием, по которому суцят о концентрации окиси азота в анализируемом газе. Это излучение может быть измерено фотоэлектронными приборами i

Однако этот способ очень чувствителен ко всем загрязнениям анализируемого газа, а ряд узлоЬ выпускаемых газоанализаторов не обладает достаточной на- дежностыб.

Известен также фогоколоримегрнчвский способ, основанный на поглощении индикаторным реактивом двуокиси азота содержащейся в пробе анализируемого газа, с последующим измерением интенсивности окраски образующегося аэокра- сителя 2.

Недостаток этого способа заключается в том, что он для каждого измерения кон центрации требует свежей порции реактив что весьма усложняет реализацию способа, особенно для автоматического анализа. На точность способа сильно влияюг нитросоедиНения, которые могут присутствовать в анализируемом газе. Помимо этого возникают сложности при обеспечении полного поглощения реактивом (азокрасителем) двуокиси азота, совер- жащейся в пробе анализируемого газа.

Большинство известных способов определения концентрадии окислов азота реагирует на присутствие в анализируемом газе таких компонентов, как Н. СО, СО2 , Н25, SOj. СН4 и др. 38 Суммарное содержание окислов азота в проауктах горения котельных установ ж порядка 2ОО-2ООО мг/м а большинство иавестнык способов контроля окислов азота могут обеспечить измерение с требуемой точностью только микровпи уйьтрамикроконцентрации порядка OU.2OO мг/м. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ газ( анализа путем измерения пери- оаа колебаний вибратора, помещенного в поток предварительно очищенного от меканическиж примесей и осушенного аналиаируемого газа . Оанако все известные вибрационные способы определения плотности газов применяются с целью определения концен трации газовых компонентов только в тех случаях, когда концентрация контролируемого компонента среды настолько влияет на величину ее плотности, что это изменение с достаточной точностью аппаратур но может быть обнаружено. При этом влияние изменения концентрации остальных компонентов анализируемого газа на величину измеряемой плотности должн быть пренебрежимо мало, В рассматриваемом случае это не имеет места. Измене ние величины плотности за счет неконтро лируемык компонентов газа по величине сравнимо с изменением плотности, обусловленным концентрацией окислов ааога. Следовательно, известные вибрационные способы измерения плотности топочных, дымовых и подобных газов не позволяют определять в них концентрацию окислов азота. Цель изобретения - расширение облас ти применения способа измерения плот ности путем измерения периода колебаний вибратора в анализируемой среде дл определения концентрации двуокиси азота N Оо в топочных, дымовых, выхлопных и других газах. Поставленная цель достигается тем, что анализируемый газ охлаждают ниже температуры замераания двуокиси азота (МО) в месте установки вибратора и по изменению периода колебаний вибратора судят о концентрации N О 2 з анали зируемом газе, Поавоа холода осуществляется непосредственно к вибратору таким образом, что колеблющийся элемент вибратора по крывается слоем двуокиси азота, переше ш&й в твердую фазу. Это ведет к изменвнию частоты колебаний вибратора. По

истечении заданного интервала времени

двуокиси азота, накопленной во время 3 производится измерение периода или частоты колебаний вибратора, по которой судят о содержании Ц Оя в анализируемом газе, Характер зависимости частоты (пери-, ода) колебаний вибратора 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, осущитель 2, поглотитель 3, побудитель 4, расходомер 5, запорные элементы (вентили) 6, доокислитель 7, датчик 8, реактор 9, криостат Ю, 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 расхода газа через систему анализатора. Контроль постоянства расхода осуществляется расходомером 5. В случае анализа двуокиси азота верхний вентиль 6 закрыт, а нижний - открыт . При этом поток анализируемого газа, минуя доокислитель 7, поступает в датчик 8, а далее в реактор 9, гце окислы азота связываются в безвред{|ые соединения и следуют на сброс в атмосферу. Датчик 8 помещен в криостат 1О, который обеспечивает охлаждение анализируемого газа в датчике ниже температуры замерзания двуокиси азота,. При этом двуокись азота, замерзая, частично оседает на новерхности вибрирующего элемента вибратора 11, По истечении заданного интервала времени Т пропускания анализируемого газа чересз датчик производится измерение частоты вибратора 11 при помощи измерительного блока 12. Выходной сигнал измерительного блока 12 поступает на вторичный прибор ЬЗ, где он может указываться, регистрироваться и использоваться в АСУ. После фиксации величины частоты вибратора вторичным прибором, т, е, после окончания анализа, программное устройство 14 переключает криостат Ю на режим подогрева датчика до температуры выше температуры испарения N Ол, Потоком анализируемого газа при помощи побудителя 4 производится продувка датчика 8 до полного удаления из датчика