Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Измерение кониснтрзини кислорода с использованием нврнмнгнитиого свойства Ое (метод «мзгнитного встрав) 16661: т — мвтпктт|ое попс; 2 — детектор; 3 — по впке переменном током. 1 ' 1 76 Прибор был автоматизирован, например аппарат «Моно Дуплекс» (изготовнтель фирма Джеймс Гордон энд К'з ЛТД), в котором вначале поглощается СОь определяется уменьшение объема, пз затем проводят дожигание несгоревших газов (водорода и СО) и определяют повторное поглощение СОм причем второе уменьшение объема приходится на содержанне несгоревших газов в образце. Более изягцный метод, применяемый и прн значительно меньшем содержании, состоит в измерении электропроводимостн з~ 1 щелочно-карбонатного раствора до и паоле абсорбции оксида углерода (1Ч). Кислород †парампгнет, т.
е. ои втягивается внешним магнитным полем, тогда как большинство известных газов — днамагнетики, т. е. они выталкиваются магнит. ным полем. Этот принцип используется в приборе, разработанном Лером (рис. 11-11) 15661. Анализируемый газ отбцрают в ячейку, он проходит кольцо н выходит с противоположной стороны. Б ячейке расположена горизонталнная трубка, на которой имеются две идентичные платино.
вые обмотки, присоединенные к мостику Уинстона, обмотки нагреваются при приложении нап|ряжения к мостику. К части трубки приложено магнитное поле, причем полюса расположены таким образом, что магнитный поток сконцентрировав вокруг одной обмотки. Кислород из газового потока втягивается в это поле, его восприимчивость уменьшается, что ведет к поступлению новых порций кислорода в трубку и к постоянному току кислорода вдоль трубки слева направо. Леван платиновая обмотка, иагревающая газ, становится холоднее правой, и происходит разбалансировка мостика, по которой можно определить содержание кислорода в газе.
Промышленное применение этого метода детально описано в обзоре Стерлинга и Хо (8131. Газы, содержащие радиоактивные компоненты, пропускают через специальные ячейки со счетчиками Гейгера — Мюллера или со специальными счетчиками с фотоумножителями, которые соединены с регистрирующими устройствами и самописцами.
Все описанные пьцпе методы относятся к непрерывному отбору и анализу газов, Однако, во многих случаях это оборудование ие- доступно либо а|нализ невозможно проводить на месте отбора пробы. Тогда пробу газа переносят в газоотборную стекли~иву!о или металлическую емкость (склянку). Газоотборныс емкости представляют собой баллоны объемом от 25 до 500 мл с напорными «ранамн на обоих концах. Перед использованием емкость промывают и заполняют жидкостью, которая не поглощает ч!и один из компонентов анализируемой газовой смеси.
При анализе дымовых газов с этой целью обычно используют воду, подкисленную сильной кислотой для уменьшения поглощения СОт. В других случаях удовлетворительные результаты получа!от пра применении ртути, хотя она тяжелая и доставляет затруднения в работе. Во время отбора пробы жидкость вытесняется газом, н если давление в газовой линии не слишком мало, то с поступаюшсй из баллона жидкостью проба газа может втянуться в баллон. Пробы могут быть также отобраны с помощью шприца; этот метод наиболее удобен, если последующий анализ проводят методом газовой хроматографии. Если же этот метод недоступен или нс»римспим для анализа газовой смеси, то можно использовать метод абсорбцииз, причем применяют либо аппараты постоянного давлсния (типа Орса), либо постоянного объема (типа Боуна и Вилера).
Необходимо отметить, что окспды серы (1Ч) и углерода (!Ч) обычно поглоща!отея вместе гцелочными растворителями, » для их раздельного определения требуются специальные меры предосторожности и специальные методы. 6. ОТБОР И АНАЛИЗ ПРИМЕСЕЙ Большинство методов, применяемых для определения основных газовых компонентов,— абсорбция, ИК-абсорбция и др., могут быть использованы и для определения примесных компонентов с в»есеннем в методы некоторых изменений. Особое место среди методов анализа слсдовых концентраций (я частности, углеводородов) занимает газовая хроматография.
ИК-абсорбция позволяет получить абсолютное значение объемной концентрации табулнрованных веществ для конкретного се.рий»ого прибора, который может работать в непрерывном режиме. Н»жс приведены абсолютные значения отклонений прибора при мзкснмальной его чувствительности: Газ (пар)... СО СОа 1зОа СН, Н,О Органические вегцества % (об.) . . . 0,05 0,01 0,01 0,1 0,25 От 0,1 до 1,0 При использовании газовой хроматографии отбирают небольшое количество газовой смеси, которое затем анализируется. Если отбирать большое число проб через малые промежутки времени, ' Методы, которые необходимо применять при анализе дымовых газов, Указаны в Британской Спецификации Стандартов. становится возможным найти изменения следовых концентраций.
Применение газовой хроматографии к таким видам анализа является сложной <зроблемой и не может быть описало в упрощенном виде; желающие изучить этот вопрос должны обратиться к книгам и специальным монографиям, таким как книга Эттра о применении газовой хроматографии в исследованиях по загрязнениям воздуха [2461. Наиболее широко распростране<тнымн являются методы поглощения, в которых газовый поток проходит через поглотительный раствор (нли, н ряде случаев, через слой твердого поглотителя), и отбираемый для анализа объем газа проходит через расходомер и измеряется нм до тех пор, пока масса поглощен«ого материала не станет достаточной для анализа, Основным недостатком метода является то, что с его помощью можно определить только среднюю концентрацию за время отбора и анализа.
ИК-абсорбция лишена этого недостатка, а с помощью газовой хроматографии его можно преодолеть — по крайней мере частично — в связи с быстротой отбора небольших количеств газа. Подробно методы анализа* рассмотрены в недавних обзорах Кея [4281, и книгах Джекобса [3941, Штерна [8151 и Лейта [5031, Наиболее часто встречающтзмся в топочных газах загрязнением является сернистый ангидрид, и здесь будут описаны некоторые из наиболее распространенных,методов его определения. При низких концентрациях (около 0,05 млн-') 80з можетбыть поглощен йод-крахмальным раствором в противоточной колонне, Поглощение света в первоначальном и частично обесцвеченном .реактиве сравнивается с помощью фотоэлвктричеакой ячейки, соединенной с гальванометром [1891.
Концентрация около 5 млп-' может быть определена калориметрнчеоки с использованием соляиокисдого и-розанилина и формальдегида, которые при взанмодейст<вии с 80з дают соединение красно-фиолетового цвета [3611. Был предложен также более сложный метод, заключающийся в восстановлении сернистого ангндрцда„адсорбированного на силн н<агеле, водородом с последующим образованием молибденового голубого [11.
Были предложены н другие методы, основанные на окислении ЬОз до 80з и последующем определении образующейся серпой кислоты, но в настоящее время наиболее широко применяемыми аналитическими методами являются методы ЕЕГТЛ. Для непрерывного анализа содержания оксида серы (1Ч) были разработаны и широко используются кондуктометрическне методы. Лппаратуру для определения 80з изготовляют многие страны, в том числе СШЛ, Япония, ФРГ, Франция, Лпглия и др.
Основная сложность зач<лючается в том, что 80з — не единственный кислый (или ионный) газ, присутствующий в атмосфере. Его определению мешают окснд азота (ГУ) и аммиак, приводя к несколько завы- з Анализ примесей а дымовых газах пронедеп с помон<ью Британской Спецификации Стандартов. шенным результатам при кондуктометрическом методе по сравнению с колориметрическими (по Вест — Гаеке) или другими копдуктометричеокими методами [99, 498, 853].
Кроме того, расхождение между двумя методами зависит от времени года: летом оно больше, чем зимой. Зейдман [7491 описал метод определения оксида серы(И) в присутствии 50з., однако он представляет значительные затруднения из-за значительно большого содержания 50з и ее постоянного медленного окисления. Рекомендуемый метод одвовременного определепия 50э и 50з в дымовых газах состоит в том, что ЬОз взаимодействует с парами воды и конденсируется в виде серпой кислоты при пропускапии газовой смеси через охлаждающий змеевик при 60 — 90'С, что памного ниже точки росы. Оксяд серы(!Т') затем поглощается раствором перекиси водорода.
Этот метод широко используется и дает воспроизводимые результаты [306). Постоянный метод определения 50з и 50з в потоке был разработан также Наковскям [5911, который использовал тот же самый принцип. Непрерывное определение содержапия этих примесей может быть основано па язмерепни электропроводимости. Сероводород определяют пропусканием газов через влажпую полосу бумаги,,пропиташюй уксусцокислым свинцом. Потемнение полосы может быть измерено и соотпесепо с концентрацией сероводорода.
Если в газовом потоке присутствуют одновременно и сероводород, и 50м необходимо разделить их подходящим апалитическим методом. Такое разделение возможно путем пропускапия смеси через колонку, паполпеппую силикагелем, пропитанным сульфатом серебра (Адг504), или кварцевыми волокнами, смоченными раствором КН504 и Айг804, после чего остававшийся сернистый ангидрид поглощается подкисленным разбавлепным раствором перекиси водорода [105, 1391. Сероводород, адсорбираваниый силиквгелвм, может быть десорбировап раствором хлорида олова (г.пС)з) и коццецтрмровапиой соляной кислотой с последующим определением серы в присутствии индикатора моли4лепового голубого [1391, тогда как ЬОз в растворе перекиси водорода лучше всего определять по методу Перссона [6341.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
