Способ получения газового потока с заданной влажностью Советский патент 1981 года по МПК C01C3/00 C01B23/00 

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА С ЗАДАННОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ

1

Изобретение относится к химичес- кой технологии, а именно к получению влажных газовых потоков как калибровочных стандартов, и может быть использовано в химической промышленности, металлургии и других отраслях народного хозяйства.

Известен способ приготовления калибровочных газовых смесей путем пропускания газового потока через слой сорбента, предварительно насыщенного калибровочным веществом, например влагой DlОднако этот способ не обладает достаточной надежностью и не обеспечивает постоянство концентрации влаги в газовом потоке в течение длительного времени.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения газового потока с заданной влажностью пропусканием газового потока, содержащего водород через оксид металла при повышенной температуре 2.

Однако известный способ не обеспечивает точности получения и поддержания влажности газового потока, пригодной для использования его, как калибровочного стандарта.

Цель изобретения - повышение точности получения и поддержания влажное ти газового потока.

10

Поставленная цель достигается путем пропускания газового потока через оксид меди ( Н ) „ процесс проводят при «50-500 С и дополнительно дозируют водород в потоке газа-носителя по-за15висимости

ДпН 0

КлСнг

где AnHfj O -- изменение влажности газо20вого потока за слоем оксида меди (Н), ррт; Сц. - объемная концентрация водорода, дополнительно дозируемого в поток газаносителя, об.%; константа, равная 10 при концентрации водорода в потоке газа-носителя ЫО - 1 10- обД и скорости газового потока lOOO-UOOO 4- . При 450-500°С обеспечивается максимальный выход реакции окисления водорода на оксиде меди (II), исключается адсорбция влаги и кислорода в процессе окисления оксида и на ход процесса окисления не оказывают существенного влияния температурные аномалии. Снижение температуры процесса ниже 50С приводит к проскоку водорода че рез слой, загрязнению водородом газа, , подаваемого потребителю и неоправданному расходу водорода, а повышение температуры выше 500 С вызывает расложение оксида меди (И ) с выделением кислорода. Пример 1. Для тарировки шкалы гигрометра требуется иметь газовый поток с концентрацией в нем влаги 15 500 ррт. В качестве газа-носител используют аргон особой чистоты по МРТУ 6-02-377-66. Пропускают газовый поток из баллона через реактор с окси дом меди (И), нагретым до 75 С. Контролируют скорость и влажность газаносителя. В соответствии с указанными техническими требованиями в аргоне особой чистоты концентрация влйги соответствует 10 ррт. Задаются требуемым значе нием влажности газового потока, напри мер 15 ррп, для тарирования первой точки шкалы гигрометра. По предварительно построенному графику зависимости влажности газового потока за слоем оксида меди (11) от концентрации водсфода в газе-носителе для заданной скорости газового потока определяют объемную концентрацию водорода, дополнительного в поток газа-носителя в качестве дозатора водорода исяользуют, например, динамический ми родозатор шпрмцевого типа. Определяют расход дозируемого водорода q , необходимого для получения заданной влажности газового потока за слоем :оксида меди (Н ) по формуле q Q, где Q - объемная скорость потока газ носителя, . Затем по формуле q где п - скорость вращения вала электродвигателя дозатора водорода, об/мин; S - площадь поперечного сечения поршня шприца, t - шаг винтовой пары, см/об; i - передаточное число редуктора, определяют скорость вращения вала электродвигателя дозатора водорода, которая задается, например, с помощью генератора звуковой частоты. Изменяя скорость вращения вала электродвигателя дозируют в поток газа-носителя требуемое количество водорода. Так, для тарирования первой точки гигрометра требуется концентрация влаги в газовом потоке, соответствующая 15 ррт„ Концентрация влаги в полученном потоке 10 ррт. Следовательно, unHij O 5 ррт. Тогда из соотношения дпН КдС Н(2 концентрация водорода, добавляемого в поток перед слоем оксида меди (II), будет CH 0,005 об Л. Концентрацию влаги в газовом потоке за слоем оксида меди (II) определяют контрольным влагоанапизатором. Полученный газовый поток направляют в тарируемый гигрометр. Для тарировки следующей точки шкалы гигрометра добавляют в газовый поток требуемое количество водорода по описанной методике. Пример 2. При проведении термической обработки конструкционных легированных сталей, например, в среде эндогаза для получения требуемых свойств (микроструктура, твердость поверхности) точность поддержания влажности эндогаза в печи должна быть±1с по точке росы. Соответствующей циркуляцией газа через печь и реактор с нагретым до 50-500с оксидом меди (II) и дозированием в поток газа-носителя перед реактором определенного количества водорода устанавливают в печи требуемую влажность рндогаза При отклонении влажности газа в печи от заданного значения фиксируют с помощью влагоанализатора это отклонение и по нему определяют величину Сн, добавлением или уменьшением которой в поток газа-носителя перед реактором с оксидом меди (II) восстанавливают требуемое значение влажности эндогаза в печи. Например, концентрация влаги в печи была Ь ррт, а стала 5 ррт. Тогда йп 1 ррт и концентрацию во дорода дозируемого в поток следует увеличить на 0,0001 обЛ. Таким образом, предлагаемый способ повьниает точность получения и обеспечивает поддержание влажности газового потока до d-(0,005-0,1) ррт. Формула изобретения Способ получения газового потока с заданной влажностью путем пропускания газового потока, содержащего водород через оксид металла при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности получения и поддержания влажности газового потока, в качестве оксида металла используют оксид меди (И ), процесс проводят при tSO-SOO C и дополельно дозируют водород в поток газаителя по зависимости AnHij O КдСн2. дпНяО - изменение влажности газового потока за слоем оксида меди (II), ррт: CH - объемная концентрация дополнительно дозируемого в поток газаносителя, обД; Кд - константа, равная 10 , при концентрации водорода в потоке газа-носителя и скорости газового потока 100011 000 ц-. Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Автс ское свидетельство СССР 72652, кл. G 01 N, 1970. 2,Патент США N«3630956,кя.252-372, 1 (прототип).