Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 15
Текст из файла (страница 15)
В некоторых случаях желательно, с точки зрения контроля процесса, проводить непрерывные измерения какого-либо компоцспта, напрпмср кислорода в отходящих топочных газах или следы опасных веществ, однако чаще всего отбор газов является подготовительной стадией, позволяющей выбрать соответствующис метолы очистки и предложить необходимые конструкционные материалы. Прп отборе пробы часть газового потока отводится через пробоотборпнк, устройство которого показано на рис. П-9. Пробоот. 75 логт- ттлвлд1 /1тзк оу Ркс. 11-9, Устройство пробоотйорвкка: - насадка; 2 — трубка; д — устройства дли отбора пыли; с — раскодонер; б — клаиаи. борник состоит из насадки, помещенной в газовый поток (обычно навстречу движению), сборника, расходомера (который может быть регистрирующим или лнтсгральным) и устройств (насоса или зжектора) для прокачивания газов через пробоотборник.
В зависимости от того, какие параметры необходимо определить при анализе, выбирают соответствующий метод. Б. ОТБОР И А!1ЛЛИЗ ОСНОВНЫХ ГАЗОВЫХ КОМПОНЕНТОВ Прн введении пробоотборника в газоход необходимо принять все меры к тому, чтобы проба была отобрана пз основной части газового потока, и не нз «мертвой» зоны, где нет потока, или из зоны с неперемешивающимися слоями газа.
Необходимо также не допускать подсоса внешнего воздуха в образец. Если проба отходящих топочных газов или технологических газов отбирается в мо. мент, когда реакция еше не закончилась, необходимо принять меры к тому, чтобы реакция не продолжалвсь в пробоотборнике; иногда пробоотборная трубка может действовать как катализатор дальнейшего процесса. Чтобы исипочлть зто явление, используют пробоотборник с вадяным охлаждением либо другое устройство, позволяющее «заморозить» реакцию. Поскольку нежелательная конденсация может привести к избирательной абсорбции кондеисатом одного из газовых компонентов, целесообраано отбирать пробу при температуре выше точки росы. Если в газе присутствует пыль, она должна быть атфнльтрована перед сборником. Для газов пробоотборником является простая трубка.
До температуры 300'С можно использовать,малоуглеродистую сталь, до 500'С вЂ” эту же сталь с кера1мической футеровкой, и до 800'С- нержавеющую сталь, содержащую 18оуй хрома и 8Тй никеля. Пробоотборники с водяйым охлаждением могут применятнся при гораздо более высоких температурах (медь — до !250'С, нержавеющая сталь — до !600'С), тогда как керамические трубы имеют очень долгий срок службы при самых высоких температурах, встречающихся в промы|пленности !металлургические печи). Очень часто наблюдаются случаи закупоривання пробоотборной линии пылью прн ее высокой концентрации в потоке илл кондеисаппя паров в ней, поэтому необходимо принять меры предосто.
рожностп, например, прогрев линни и частую илн непрерывную смену пылевого фильтра. Для предотвращения коррозии пробоотборпой линии, обусловленной присутствием в отходящих топочных газах серной кислоты, образующейся из БОз и сконденсированной влаги, нсобходимо использовать специальные материалы для изготовленяя пробоотборной линии, особенно если она жестко смонтирована па газоходе для осуществления непрерывного анализа. Методы отбора проб для постоянного контроля за ходом реакципа применимы и для анализов, нсобходнмых для разработки газоочистительного оборудования. Основой анализа является определение плотности, теплопроводности, ИК-спектроскопии, дифференпиальная абсорбция в растворителях, изменение электропроводпостп растворителей и специфических физических свойств, таких как парамагннтные свойства кислорода или радиоактивность некоторых газов от радноактивмых источников.
Приборы для измерения плотности основаны на определении компонента, масса 1 моль которого выше, чем масса ! .моль газовой смеси без этого компонента. Наиболее типичным примером япляетсп определение опоила углерода (1Ъ') в отходящих газах. Плотность СОя с асассой 1 моль, равной 44, значительно выше плотности других компопептов: кислорода (32), азота !28) и СО !28). Плотномер обычно представляет собой прибор сравнения, в котором две мешалки, помещенные соответственно в воздушную среду и в анализируемый газ напротив двух дисков быстро вращаются в противоположных направлениях, диски связаны со стрелкой лгкалы прибора. Такой прибор, известный в промышленности как Рснарекс или Пирорекс, может использоваться и для определения плотности других тяжелых газов в воздушных смесях.
1епдопроводность измеряется с помощью компенсационных приборов, работающих на принципе мостика Уинстона. Теплопроводность СОх составляет 60оаа тсплопроводности воздуха, в то время как тсплопровппность СО лишь пе намного ниже теплопроводности воздуха. К сожалению, теплопроводность оксида серы (1Ъ') составляет лишь треть от теплопроводностн воздуха; таким образом, есла дымовые газы содержат несколько процентов 50а !при сжпгшшп сернистого топлива), то измеренное содержание СОх будет значительно выше, чесс оно было бы в отсутствие оксида серы. ИК-абсорбция представляет собой иаящный метод, разработанный в последние годы для повседневного промышленного примепе* Г>рятапскпй комптст по стандартам подготовил стандарт ва непрернвнмй авгсматиясскяй апаляз отходягдах газов. тз ит ! 1 Рис.
П-1О. Устройство прецизионного фотометра (модедь Дюпон 400) 1686а1т 1 — отделения источника света; П вЂ” отделения для отбора пробы; Пт — отделения для де тектора; уу — контрольиЫй пункт; р — записывающее устройство; > — лииза; у — ячейка для пробы; 8 — разделитель луча; 4 — фототрубка; б — измерительный фильтр; б — зернало; У иоптрольный у-фильтр; б — оптический фильтр; у — «онтрольная ячейка. вия [5531 для анализа разнородных газо~в, например, 50в СО, СОйь НеО, ИеО, СН4 и паров органических соединений. Некоторые из этих газов могут находиться в смеси одновременно, если только их абсорбционные полосы не перекрьйвают полосу определяемого газового компонента. Но даже и в этом случае могут быть найдены такие оптические траектории для фотоэмиосионных трубок и фильтров, что в их спектр излучения будет входить излучение с длиной волны абсорбироваиного определяемого газа, содержащего ся в пробе.
Такое устройство, в котором применяется либо расщепляющийся пучок, либо двойной пучок волн, показан на рнс. 11-10. Если нужно измерить разницу в абсорбции при двух различных длинах волн, используется расуцепнтельюветового,потока, компенсирующий влияние интерферирующих газов и твердых частиц. С другой стороны, прибор с двойным пучком измеряет поглощение при одной длине волны в двух пучках (один измерительный, второй — сравнения), давая точную разницу в поглощении. 76 гльлицл п-б Иал(ерптельная способность промышленного УФ-аналпеатора Кеицентрация иа выхепе.
или Кеицеитрация иа выхепе, мия -е Чу встиительнесть, илн -е Чувствитель- ная, нлнза Гаа (или пар) Газ (или пар) М)00 От 50 до 500 20ОО в 2 (0 )Ооо 2ООО 20О0 Г(Н, с,н, Днметнлформ- амнд Фурфурол Толуол Цнкногекеанон Фенол 50 5 12 5О, 5О, с), )000 2ООО (000 (ОО0 4 (00 50 1000 20О0 2000 0,) до (0 0,04 50 0,002 Втт Гт Н,з Лцетон Абсорбция в ультрафиолетовой области спектра с успехом была использована для непрерывного анализа газов в технологических потоках (включая отходящие газы). С помощью этого метода определялись такие газы, как оконцы серы (1()) и азота (1Ъ'), хлор, бром, фтор, сероводород, ацетон, аммиак, бензол, диметилформамад, фурфурол,,толуол, циклогексанон и фенол.
Типичные концентрации и пределы чувствительности одного из таких приборов приведены в табл. 11-5. Для типичного анализа дымовых газов с целью определения ЯОе и к)Оу пргоменяется прибор с расщепля(ощимся пучком: $0т сально поглощает прп длине волны 302 нм, тогда как практически не поглощает при длине волны сравнения — 546 нм. Интерфцренция с )чОе, присутствующим и газе, минимальна, поскольку окснд азота (1Ъ') поглощает практически одинаково при обеих этих дли((ах волн.
Для определения ХОе в качестве иамеряющей выбрана длина волны 436 нм, а волны сравнения — 546 нм, поскольку 50е не поглощает ни при одной из этих волн и, следовательно, не интерферпрует. Для отсечения всех волн с длиной менее 436 нм между лампой и кюветой с образцом устанавливают оптический фильтр, что препятствует возникновению фотохимических реакций. Можно ,предусмотреть ручное илн авто(матичеокое перекл)очение фильтров, н таким образом оба газа могут быть определены поочередно. Для того, чтобы получить линейный сигнал, на выходе фотомстра используют логарифмический умножитель.
11збирательная абсорбция одного из компонентов газовой смеси является, естественно, классическим методом газового анализа. Оксид углерода (1Ъ) быстро поглощается раствором едкого кали, кислород — щелочным, раствором пирогаллола, а оксид углерода (И) — одним из нескольких растворителей, например зм~миачпым раствором хлорида меди. Все эти распворы применяются последовательно при анализе отходящих газов либо в аппарате Орса, либо в одной из многочисленных его модификаций; при этом проба газа постоянно уменьшается в объеме вследствие последовательного поглощения компонентов. Рис. И.11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
