Способ определения кислорода в смеси Советский патент 1981 года по МПК G01N25/24 

I

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и является методом анализа состава газовых смесей, более конкретно - определения количества кислорода в газовых смесях, в том числе и в случае, когда остальные компоненты смеси представляют собой негорючие газы Изобрьтение может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьпиленности, где необходимо производить количественные измерения состава газовых потоков.

. Известен термохимический метод определения горючего компонента газовой смеси, основанный на измерении теплового эффекта химической реакции окисления определяемого компонента в присутствии катализатора. В этом способе газовая смесь, содержащая горючий компонент и кислород, например воздух производственного Помещения, содержащий примеси углеводородных газов, вступает в контакт с наг1эетой током пластиковой нитью, являющейся одним из плечей измерительного моста. На нагретой пластиковой нити происходит каталитическое сгорание определяемого компонента. Выделяемое при этом тепло вызывает разбаланс измерительного моста, по величине которого можно судить о количестве горючего компонента в смеси fl.

Однако этот способ Позволяет определять кислород только в смеси, содержащей горючие компоненты, а точность результатов измерений зависит от колебаний скорости потока анализируемой смеси через камеру с нагретой нитью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения кислорода в смеси, заключающийся в подаче анализируемой смеси и горьючего газа в камеру каталитического окисления и измерении образующегося при каталитическом окислении горючего газа кислородом анализируемой смеси коли чества тепла, по которому судят о к личестве кислорода в смеси..Этот способ позволяет проводить количест венное определение горючего компо нента в смеси, не содержащей кислород, и наоборот - определять кислород в газовой смеси, не содержащей горючих компонентов 2}. Недостатком известного способа является низкая точность определеНИН кислорода вследствие влияния нестабильности газовых потоков, стабилизировать которые в условия54 промышленных установок практически невозможно. Цель изобретения - повышение точности количественного определени кислорода в смеси газовых компонентов. Поставленная цель.достигается тем, что в известном способе опреде ления кислорода в смеси, заключающе ся в подаче анализируемой смеси и горючего газа в камеру каталитического окисления и измерении образующегося каталитическом окислении горючего газа кислородом анализиру.х--./ емой смеси количества тепла, по которому судят о количестве кислорода в смеси, анализируемая смесь и горючий газ подаются в измеритель ную камеру впотоке инертного газа в виде стабилизированных по температуре и давлению дискретных доз. Схема устройства, реализующего способ, представлена на чертеже. Устройство включает два коммутатора 1 и 2 потоков, к первому из которых подключена доза 3 анализиру емой смеси, а ко второму - доза 4 горючего газа. Выходы коммутаторов 1 и 2 соединены вместе и подключены к измерительной ячейке 5, в которой расположен термочувствительный элемент 6, измеряющий количество тепла образующегося в процессе реакции. Коммутаторы и 2 вместе с дозами 3 и 4 и измерительной ячейкой 5 пом щены в термостат 7. К коммутатору 1 подключена линия 8 анализируемой смеси, а к коммутатору 2 - линия 9 горючего газа. На линиях 8 и, 9 уста новлены регуляторы 10 давления, обеспечивающие постоянство давления в дозах 3 и 4. Газовые потоки через устройство перемещаются по разным путям в зависимости от положения коммутаторов 1 и 2. Одно положение каналов этих коммутаторов показано сплошными линиями, второе пунктирными. Способ количественного определения кислорода в смеси негорючих газовых компонентов осуществляется следующим образом. При положении коммутаторов, показанных сплошными линия{ и, происходит заполнение доз 3 и 4 соответственно анализируемой смесью и горючим газом. При переключении коммутаторов 1 и 2 дозы 3 и 4 подключаются в поток инертного газа, и пробы анализируемой смеси и горючего газа поступают в измерительную ячейку 5. В измерительной ячейке 5 происходит каталитич кое сгорание горючего газа на термочувствительном элементе, повышение его температуры и измерение количества выделяющегося тепла. Необходимое для полного использования кислорода в пробе анализируемого газа количество горючего газа обеспечивается за счет выбора объема дозы 4 или концентрации горючего.газа, подаваемоего в дозу 4. - . Поскольку коммутаторы I и 2 вместе с дозами 3 и 4 помещены в термостатируемый объеМ|происходит стабилизация температуры газовых смесей в дозах. Стабилизируется также давление газов в дозах благодаря регуляторам 10 давления. Таким образом, проба анализируемого вещества поступает в измерительную камеру стабилизированной по объему, температуре и давлению, что обеспечивает стабильность результатов анализов. Каждому дискретному вводу пробы соответструет пик, площадь и амплитуда которого характеризуют количественное содержание кислорода в смеси. Пример. Проводят анал1 з производственной смеси, содержащей кислород, азот и углекислый газ. Необходимо определить количество кислорода в смеси, содержание которого колеблется в пределах 0-1%. В качестве горючего газа принят пропан чистоты 99,6%. Количество пропана, вводимого в измерительную камеру вместе с пробой анализируемой смеси, обеспечивает использование в реакции всего кислорода. Использование предлагаемого спо соба количественного определения кислорода в смеси негорючих газовых компонентов по сравнению с существующими дает повьшение точности количественного определения кис лорода за счет исключения влияния на результаты измерений нестбильности газовьрс потоков; существенно сокращение расхода горючих газов, поскольку он отбирается в небольши дозированных количествах, что значительно упростит использование предлагаемого способа непосредстве но в производственных условиях на потоке. Формула изобретения Способ определения кислорода в смеси, заключающийся в подаче анал -6 зируемой смеси и горточего газа в камеру каталитического окисления и измерении образующегося при каталитическом окислении горючего газа кислородом анализируемой смеси количества тепла, по которому судпт о количестве кислорода в смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измереНИИ, анализируемая смесь и горючий газ подаются в камеру в- потоке инертного газа в виде стабилизированных по температуре, и давлению дискретных доз. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Тхоржевский В.П. Автоматический анализ газов и жидкостей на химических предприятиях. Химия, 1976, с. 76. 2.Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей. Энергия, 1970, с. с. 163-1-64 (прототип).

О:--

Поток инертного

газа

Поток анализируемай смеса В

чего газа $