Способ сжигания органических веществ в индукционной печи и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01N7/16 

Изобретение относится к приборо- строению и может быть использовано для сжигания органических веществ в индукционной печи, для последующего анализа продуктов сгорания на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промьЕшенности, связанных с производством и использованием нефтепродуктов.

Известно устройство, содержеицее индуктор, помещаемый внутри него реактор, затвор реактора, толкатель тигля и тигель с крынкой, в который, помещена навеска сжигаемого вещества с инициатором нагрева.

Однако отсутствия устройства дожигания паров легких фракций, область применения его ограничена сжиганием для последу мдего анализа только неорганических веществ, например металлов .

Наиболее близким к предлагаег ому по технической сущности и достигаемому результату является способ сжигания органических веществ в индукцибнной печи, заключающийся в том, что тигель с навеской вещества и электропроводным инициатором внутри реактора помещают в высокочастотное поле с дожиганием выделяемых в начальный период паров ве- щества при контакте их с герметичной ампулой с запаянным в ней металлом, разогреваемым тем же высокочастотным полем (2.

Способ осуществляется устройством для сжигания, содержащим индуктор, помещаемый внутри него, затвор

10 реактора, герметичную ампулу с запаянным в ней металлом, толкатель тигля и тигель с крышкой, в котором помещена навеска сжигаемого вещества с электропроводным инициатором

15 нагрева.. .

Указанный способ имеет высокие энергозатраты за счет тепловой инерции ампулы из-за того, ч то ампула с металлом постоянно находится в зоне ин20дуктора индукционной печи и нагревается как в течение всего времени сжигания навески,составляютего 10-15 мин, так и в период между сжиганиями навесок . Необходимость же наличия разогре25той ампулы в токе газа определяется временем вьвделения невоспламенившихся паров, которое не превышает одной минуты. Все остальное время ё1мпула потребляет энергию без необходимости,

30 причем.потребление энергии составляет порядка половины всей мсядности, .вьщеляемой индуктором. Цель изобретения - снижение энергозатрат за счет тепловой инерции ампулы. Указанная цель достигается тем, что согласно способу сжигания органических веществ в индукционной печи путем помещения тигля с навеской вещества и электропроводным инициатором нагрева внутри реактора в высокочастотное поле с дожиганием выделяемых в начальный период паров вещестйа при контакте их с ге мети дной ампулой с запаянным в ней металлом, разогреваемым тем же высокочасTOTHbiM полем, в промежутках между сЗкиганиями навески ампулу вводят в зону высокочастотного поля, а в момент сжигания навески ампулу выводя из зоны. Такой способ может быть реализован в устройстве, содержащем индук тор, помещаемый внутри него реактор затвор реактора, герметичную ампулу с запаянным в ней металлом , толкател тигля и тигель с крышкой, в котором помещена навеска сжигаемого вещества с электропроводным инициатором |нагрева, где ампула- снабжена в верх ней части ограничителями, на которых она свободно подвешена в реакто ре, и упорами в нижней части, контактирующими с крышкой тигля. На фиг. 1 представлено устройств для рсуществления предлагаемого спо соба сжигания органического вещества в индукционной печи в состоянии подготовки к сжиганию навески; на Фиг. 2 - то же устройство в состоя нии, соответствукнцем сжиганию навеск Устройство содержит индуктор i, питаемый: током высокой частоты, реактор 2I помещенный внутри витков индуктора и выполненный из неэлектр проводного огнеупорного материала (кварц, алунд и т.п.). Внутри реактора свободно подвешена герметичная ампула 3, опираясь на ограничители с металлом 5, помещенным в ее нижней части. Нижний конец ампулы приближен к геомет даческому центру индуктора. Ампула может свободно перемещаться вверх вдоль оси индуктора и возвращаться в исходное состояние под действием своего веса. На нижнем конце ампулы- имеются упоры 6 С толкателем 7 конструктивно совмещен затвор 8 и штуцер для подачи кислорода. Толкатель снабжен площад кой , на которую; ртавится сменный тигель 9 с навеской йродукта и другими необходикыми компонентами (металл, катализатор и т.п.). Тигель закрыт крышкой 10 с отверстием в центре. Устройство работает следующим об разом. ,. На индуктор 1 устройства (см. фиг. 1), находящийся в состоянии подготовки к сжиганию навески. Подается ток высокой частоты. Металл 5, запаянный внутри ампулы 3 и находящийся вблизи геометрического центра ин.дуктрра под воздействием высокочастотного поля разогревается и разогревает ампулу. Затем толкателем 7 сменный тигель 9 с навеской нефтепродукта и закрытый крышкой 10 вводят в реактор (см. фиг. 2}. При этом крыш ка. 10 тигля входит в соприкосновение с упорами 6 на ампуле 3 и при .дальнейшем перемещении толкателя с тиглем поднимается с ним совместно. Одновременно затвором 8 герметизируется вход в реактор и через него начинает продуваться кислород. В ре|зультате этих действий тигель 9 зайр ет положение в центре индуктора, hiTo вызывает интенсивное нагрёван металла в тигле и навеске сжигаемого вещества. Ампула 3 выходит из зо-. ны индуктора и перестает нагреваться. Однако из-за своей тепловой инерции, ампула некоторое время сохраняет температуру, достаточную для воспламенения паров легких фракций,выделяющихся из навески. Пламя горя11и1х паров также препятствует остыванию ампулы. Как только металл в тигле разогреется выше температуры воспламенения паров легких фракций, необходимость в устройстве дожига паров, каким является ампула 3, отпадает. Лишенная источников поддержания температуры ампула остывает. Находясь вне зоны индуктора она не потребляет энергии. Металл, содержащийся в , находясь в зоне индуктора, будучи единственным потребителем энергии этого поля, станет разогревать пробу по требуемому режиму . В процессе сжигания навески ампула не потребляет мощности, а в промежутках между сжиганиями в зоне индуктора отсутствует тигель. Таким образом, мощность индукционной печи может быть сниженадо 50%. Формула, изобретения 1. Способ сжигания органических веществ в индукционной печи путем помещения тигля с навеской вещества и электропроводньм инициатором нагрева внутри реактора в высокочастотное пЬле с дож|1ганием вьщеляекых в начальный период паров вещества при контакте их с герметичной ампулой с запаянным в ней металлом, разогреваемым тем же высокочастотным полем, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет тепловой инерции ампулы, в промежут

,ках между сжиганиями навески ампулу вводят в зону высокочастотного поля, а в мрмент сжигания навески ампулу выводятиз зоны.

2. Устройство для осуществления способа, содержащее индуктор, помещаемый внутри него реактор, затвор реактора, герметичную ампулу с запаянным в ней металлом, толкатель тигля и тигель с крышкой, в котором помещена навеска сжигаемого вещества с электропроводньш инициатором нагрева, отличающееся тем,

что ампупа снабжена в верхней части ограничителями, на которых она свободно подвешена в реакторе, и упорами в нижней части, контактирующими с крышкрй тигля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СССР 542283, кл. G 01 N 7/16, 1977.

2.Стандарт ASTM : Д1552-64, США. Стандартный метод испытания на содержание серы в нефтепродуктах