Пробоотборник Советский патент 1981 года по МПК G01N1/22 

(54) ПРОБООТБОРНИК

Изобретение относится к области контроля загрязнения атмосферы коксохими ческих заводов, а более конкретно - к пробоотборникам для отбора проб парогазовых выбросов в атмосферу коксохим заводов. Известна ловушка, включающая корпу в который погружена гаэоподводящая трубка, заполненные твердым адсорбен-. том и погружаемые в сосуд Дьюара с жидким кислородом l. При использовании этих ловушек для отбора проб паров коксохимических про дуктов требуется последовательная установка нескольких ловушек,чтобы обес-печить полное вымораживание компонентов из смеси. Это увеличивает трудоемкость проведения отбора проб на тер ритории завода и приводит к необходимости количественного извлечения вымороженных компонентов из нескольких ловушек. При высоких содержаниях воды и нафталина в исследуемых парогазоетх смесях ловушки быстро забиваются продуктами конденсации. Известен аппарат, содержащий корпус с расположенным снаружи змеевиком и патрубками подвода и отвода газа, погружаемый в сосуд Дьюара с жидким кислородом 2. Этот аппарат при отборе проб парогазовых выбросов в атмосферу коксо - химических заводов быстро забивается продуктами конденсации паров и воды и органических веществ, что не позволяет провести концентрирование компонентов смеси из достаточно большого объема паров и получить представительную пцобу для последующего анализа.Это ведет к снижению эффективности процесса пробоотбора. Целью изобретения является повышение эффективности процесса пробоотбора. Указанная цель достигается тем, что пробоотборник,- содержащий корпус с расположенным снаружи змеевиком и патруб,ками подвода и отвода газа ,снабжен дополнительным змеевиком и камерой, расположенной внутри корпуса,при этом камера размещена в нижней части.корпуса и соединена со змеевиками, а верхняя часть дополнительногозмеевика соединена с патрубками отвода газа. На фиг. 1 изображен пробоотборник, общий вид; на фиг. 2 - пробоотборник при извлечении из него пробы в исходном положении; на фиг. 3 - то же, в рабочем положении В корпус 1 пробоотборника впаян патрубок 2 подвода газа. Верхняя часть

корпуса 1 сообщается со .змеевиком 3, .нижний конец которого впаян в корпус и присоединен к камере 4, размещенной в нижней части корпуса 1. К камере 4 присоединен дополнительный змеевик 5/ сообщающийся в верхней части с патрубком 6 отвода газа. В верхнюю часть КОР-. пуса 1 впаяна трубка 7 с краном 8. Пробоотборник устанавливают в сосуде Дьюара 9, заполненным жидким воздухом или азотом. Патрубок 6 присоединяют к электроаспиратору (на чертеже не показан), а патрубок 2 сообщается с зоно9 выброса или окружающим воздухом с помощью стеклянных трубок (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении кран 8 закрыт Включают электроаспиратор, устанавливают необходимый расход воздуха и отмечают время начала отбора. Отбираемая парогазовая смесь по патрубку 2 поступает в нижнюю часть корпуса 1, где соприкасается с внутренней поверностью корпуса, наружными поверхностями камеры 4 и дополнительного змеевика 5. в этой области струя парогазовой смеси изменяет направление своего движения на противоположное, скорость ее резко падает. Все это приводит к практически полному вымора-) живанию водяных паров и основной массы нафталина и других высококипящих компонентов из смеси, которые накапливёиотся в нижней части корпуса. Объем пространства между стенками корпуса 1, камеры 4 и змеевика 5 позволяет накапливать значительные количества продуктов конденсации компонентов из смеси, причем остается свободное сечение для прохода новых порций смеси и сопротивление пробоотборника не возрастает.

Парогазовая- смесь, из которой выделены вода и нафталин, поднимается в верхнюю часть корпуса 1, при этом продолжается вымораживание компонентов из смеси на внутренней поверхности корпуса 1 и внешней поверхности дополнительного змеевика 5. Затем парогазовая смесь поступает в змеевик 3, на внутренней поверхности которого происходит окончательное вымораживание органических компонентов из смеси и конденсация некоторых компонентов (газов). Парогазовая смесь на выходе из змеевика 3 представляет сухую азото-кислородную смесь, охлажденную до температуры жидкого воздуха. Эта смесь поступает из змеевика 3 в камеру 4, из нее в дополнительный змеевик 5, где отдает свой холод свежей парогазовой смеси, поступающей по патрубку 2.

В камере 4 скорость азото-кислородной смеси падает, происходит изменение направления ее движения, что способствует отделению мелких частиц сконденсированных компонентов,вынесенных потоком из змеевика 3. Азото-кисло-. одная смесь из дополнительного змеевика 5 через патрубок 6 отсасывается электроаспиратооом.

По окончании отбора отмечают время отбора смеси, пробоотборник извлекают из сосуда Дьюара, закрывают заглушкой патрубок 2, к патрубку б присоединяют резиновую грушу 10, открывают кран 8 и проводят оттаивание намороженных продуктов. В результате оттаивания в нижней части корпуса 1 скапливается вода, над которой располагается слой органических продуктов. Открывают заглушку на патрубок 2, закрывают кран 8. Пробоотборник переворачивают, одновременно грушей 10 нагнетают воздух, вытесняющий, продукты конденсации из змеевика 5 и камеры 4 в змеевик 3, по которому они сливаются в корпус 1 После отстаивания водный и органический слой через трубку 7 сливают в отдельные мерные сосуды 11 и подвергают анализу. ПрЙ отборе проб смесей с низким содержанием углеводородоВ/ органический слой не образуется, поэтому вводят через патрубок 2 известное количество чистого органического растворителя, достаточное для растворения твердых органических веществ.

Пример. Пробоотборник промывают, сушат и погружают в сосуд Дьюара с жидким азотом или воздухом. Исследуют парогазовую смесь, имеющую температуру 80-82с, насыщенную парами воды и органическими продуктами, в том числе нафталина и антрацена, при скорости отбора проб 10-15 л/мин су5срй азото-кислородной смеси, проходящей через аспиратор.iПройедбнные испытания показали,что пробоотборник обеспечивает отбор 1000J500 л. Проскока органических компонентов через пробоотборник не наблюдалось, что подтверждают :эксперимёнты с установкой контрольных поглотителей.

Предварительное вымораживание основной части паров воды и органических компонентов иэ смеси в нижней части корпуса, где объем позволяет накапливать значительное количество продуктов конденсации, обеспечивает возможность отбора значительных объемов пробы, накопление, концентрирование компонентов из разбавленных парогазовых смесей без снижения пропускной способности пробоотборника, так как в змеевике прОбоот.борника вымораживается только остаточное количество компонентов из смеси.

Контроль вредных выбросов в атмосферу на коксохимическом заводе с помощью пробоотборника позволяет получить исчерпывающие сведения о составе и количестве выбросов при существенно меньших затратах труда, так

как полученную при однократном отборе концентрированную пробу можно подвергать многократному анализу с использованием различных методов определения.

Известные методы определения не позволяют проводить эффективный контрольный содержания индивидуальных веществ в парогазовых смесях этих соединений.

Применение пробоотборника с последующим хроматографическим ангшизом полученной концентрированной пробы позволяет выявить индивидуальные особенности различных источников выбросов в атмосферу, что определяет характер мероприятий по борьбе с выбросами .

Формула изобретения

Пробоотборник, преимущественно для отбора проб парогазовых выбросов коксохимических предприятий, содержащий корпус с расположенным снаружи змее:виком и патрубками подвода и отвода газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса про5 боотбора, он снабжен дополнительным змеевиком и камерой, расположенными .внутри корпуса, при этом раз- мещена в нижней части корпуса и соединена со змеевиками, а верхняя часть дополнительного змеевика соединена с

патрубком отвода газа.

(

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

2.Глизманенко Д.Л. Получение кислорода., М., 1965, с. 663-664.