Способ измерения неметановых углеводородов в газах и устройство для его осуществления

 

.Ю.H.Èåäÿíoâñêèé, A.È.Ìàêñèìoâè÷, «ВЛФ:.Барй3сийа», Ф.С.Максимова, В.В.Чопоров, Л.).КравчЕйкс . " .„., / и О..А.Шиманов 4@„. (72) Авторы мзобретеиия

Киевское научно-производственное объединение

"Аналитприбор" (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЙ HENETAHOBblX УГЛЕВОДОРОДОВ

В РАЗАХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам измерения концентрации углеводородов в газах, в частности измерения неметановых углеводородов в атмосферном воздухе, воздухе производственных, помещений и других .средах, и устройствам для их осуществления. устрой- ство может быть использовано в гаэоанализаторах с пламенно-ионизационными, спектрофотометрическими., фо-тоионизационными и другими детектоpcLMH .

Известен способ измерения неметановых углеводородов в атмосферном воздухе на основе селективного ката.литического окисления всех углево дородов за исключением метана.

Согласно данному способу часть потока анализируемого воздуха проходит через разогретый каталитический . реактор, в котором окисляются все углеводороды,. эа исключением метана, и поступает в пламенно-иониэационный детектор. Информация о содержании в пробе неметановых углеводородов нолучается путем вычитания значения сигнала концентрации метана из сигнала о сумме углеводородов g1) .

Однако данный способ не позволяет .с высокой точностью Отделить метан п других углеводородов, в первую очередь ближайшего гомолога метанаэтана. Кроме того, возникает погреш ность изйерения, обусловленная пирЬ-...

5 zmsoM высокомолекулярных углеводородов на катализаторе до метана, а так, же погрецщость, обусловленная потерей активйости (отравлением ) катализатора.

10 Наиболее близким к изобретению является способ измерения неметановых углеводородов в газах, при котором одну часть анализируемого газового потока пропускают через адсорбйр;., поглощающий все углеводороды, кроме метана, и измеряют концентрацию выходуйфеГо иэ адсорбера метана, одновременно измеряют концентрацию всех углеводородов во вторичной части по-. тока анализируемого газа и путем сравнения измеренных, концентрацией суммы углеводородов и метана определяют концентрацию.неметановых углеводородов. При этом после насьа ения адсорбера очищаемую часть анализируемого газового потока подают во второй адсорбер, используемый пооче- редно с первым, а первый адсорбер ре-. генерируют f 2 .

Недостатком известного способа измерения является прерывность анализа

1004858 которая появляется в начале каждого цикла измерения при переходе на новый (.очередной) адсорбер, и возникающая в этой связи погрешность измерения.

Причиной прерывности анализа является то обстоятельство, что время выхода метана из адсорбционной колонки имеет конечную величину. Так, -например, при работе с адсорбером, наполненным активированным углем марки

CkH при времени выхода этана из ад- 10 сорбера 1 ч 40 мин, соответственно время выхода метана составляет 4 мин.

При работе каждого адсорбера для вы" деления метана в течение 1 ч информация о концентрации метана на выходе 15 прибора отсутствует 4 мин.

Известно устройство для осуществле-. ния указанного способа, содержащее два параллельно подключенных адсорбера, электромагнитные клапаны, ус- 2п тановленные на входах и выходах адсорберов, два пламенно-ионизационных детектора, один иэ которых установ" лен на выходе адсорберов, трубопровод для подачи анализируемого газа, имеющий датель потока, один из выходов которого соединен через электромагнитный клапан с одним иэ адсорберов, а другой выход - соединен с одним из пламенно-иониэационных детекторов, нагреватели, установленные на адсорберах, два электрометрических усилителя, подключенные к вы-. ходам пламенно-ионизационных детекторов, дифференциальный усилитель, подключенный к выходам электрометри ческих усилителей, программное и регистрирующее устройства $2).

Недостатком известного устройства является наличие в составе прибора каталитического реактора, с по" 4О мощью которого очищается от углево,дородов воздух для обратной продувки при регенерации адсорберов.

Цель изобретения — повышение точности и обеспечение непрерывности 45 анализа.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения неметановых углеводородов в газах, при котором одну часть анализируемого 5О газового потока пропускают через первый адсорбер, поглощающий все углеводороды, кроме метана, и измеряют концентрацию метана, выходящего из адсорбера, одновременно измеряют концентрацию всех углеводородов во второй части потока анализируемого газа и путем сравнения измеренных концентраций суммы углеводородов,и метана опреДеляют концентрацию неметановых углеводородов, причем после насыщения первого адсорбера очищаемую часть анализируемого газового потока подают во второй адсорбер, используемый поочередно с первым, а первый адсорбер регенерируют, pere- Я нерацию одного из адсорберов осуществляют путем обратной продувки частью газового потока, выходящего из другого адсорбера.

Кроме того, в устройстве для измерения неметановых углеводородов в газах, содержащем два параллельно .подключенных адсорбера, электромагнитные клапаны, установленные на входах и выходах адсорберов, нагреватели, установленные на адсорберах, два пламенно-ионизационных детектора, один из которых установлен на выходе адсорберов, пневматическое сопротивление, один конец которого соединен через электромагнитный клапан с выходами адсорберов, а другой конец

3 соединен с одним из пламенно-ионизационных детекторов, трубопровод для подачи анализируемого газа, имеющий делитель потока, один из выходов которого соединен через электромагнитный клапан с одним из адсорберов, а другой выход соединен с одним из пламенно-ионизационных детекторов, нагреватели, установленные на адсорберах, два электрометрических усили.теля, подключенные к выходам пламенноионизационных детекторов, дифференциальный усилитель, подключенный к выходам электрометрических усилителей, программное и регистрирующее устрой ства, выходы адсорберов соединены ,трубопроводом, в котором установлено пневмосопротивление.

За счет использования для регенерации адсорберов анализируемого газа„ очищенного от всех углеводородов, кроме метана, исключается прерывность и повышается точность анализа.

На чертеже представлена принципи". альная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит два регенерируемых адсорбера 1 и 2,. два нагрева» теля 3 и 4, электромагнитные клапаны

5,6 и 7, программное устройство 8, пневматические сопротивления 9, 10, и 11, пламенно-ионизационные детекторы 12 и 13, электрометрические уси лители 14 и 15, дифференциальный усилитель 16 и регистрирующий при- бор 17.

Устройство работает следующим образом.

Анализируемый воздух через клапаны 5 и 6 поочередно (в соответствии с сигналами программного устройства 8) поступает на один из адсорберов 1 или 2, где поглощаются все углеводороды, кроме метана. Поток газовой пробы через электромагнитный клапан

7 и пневматическое сопротивление 10 поступает на пламенно-ионизационный детектор 12, где производится преобразование концентрации метана в электрический сигнал. Ток детектора усиливается электрометрическим усилите1004858

6 лем 14. Усиленный сигнал, соответствующий концентрации метана в анали- зируемом газе; регистрируется прибором 17.

Одновременно часть очищенной от высших углеводородов и содержащей метан пробы газа через пневматическое сопротивление 9 поступает на обратную продувку адсорбера 2 и через электромагнитный клапан 6 сбрасывается в атмосферу. 10

Во время обратной продувки адсорбер 2 интенсивно нагревается с помо,щью нагревателя 4 адсорбера. программное устройство 8 управляет работой нагревателя таким образом,что только половину цикла десорбции адсорбер нагрет, вторую половину он охлаждается до температуры окружающей среды для оптимального разделения углеводородов. 20

В следующем цикле разделения рабочим является адсорбер 2 и устройство по предложенной схеме работает аналогично.

На детектор. 12 непрерывно поступает газовая проба, содержащая метан.

Суммарная концентрация углеводородов в анализируемом газе измеряется с помощью детектора 13 и электрометрического усилителя 15. С помощью дифференциального усилителя 16 вычис->0 ляется суммарная концентрация углеводородов без метана или неметановые углеводороды в анализируемом газе.

Предлагаемый способ измерения неметановых углеводородов позволяет 35 повысить точность измерений, добиться непрерывности анализа, а устройство для его осуществления обладает повышенной надежностью по сравнению с существующими. 40

В предлагаемом устройстве исключаются искажения состава анализируемой пробы при транспортировании ее к датчику, не требуется корректировки показаний прибора при каталити- 45

-ческом выжигании. углеводородов и в результат измерений не вносится ошибка за счет пиролитических процессов в каталитическом реакторе.

Формула изобретения

1. Способ измерений неметановых углеводородов в газах, при котором одну часть анализируемого газового 55 потока пропускают через первый адсорбер, поглощающий все углеводороды, кроме метана, и измеряют концентрацию выходящего иэ адсорбера метана, одновременно измеряют концентрацию всех углеводородов во второй части потока анализируемого газа и путем сравнения измеренных концентраций суммы углеводородов и метана определяют концентрацию неметановых углеводородов, причем после насыщения первого адсорбера очищаемую часть анализируемого газового потока подают во второй адсорбер, используемый поочередно с и рвым, а первый адсорбер регенерируют, о т л и ч а ю щ и и -. с я тем, что, с целью повышения точности и обеспечения непрерывности анализа, регенерацию одного из адсорберов осуществляют путем обратной продувки частью газового потока, выходящего из другого адсорбера.

2. Устройство для измерения неметановых углеводородов в газах, содержащее два параллельно подключенных адсорбера, электромагнитные клапаны, установленные на входах и выходах .адсорберов, нагреватели, установленные на адсорберах, два пламенно-иониэационных детектора, один из которых установлен на выходе адсорберов, пневматическое сопротивление; один конец которого соединен через электромагнитный клапан с выходами адсорберов, а другой конец соединен с одним из пламенно-иониэациоиных де текторов, трубопровод для подачи ... анализируемого газа, имеющий делитель потока, один из выходов которого со-! единен через электромагнитный клапан с одним иэ адсорберов, а другой выход соединен с одним из пламенно«ионизационных детекторов, нагреватели, установленные на адсорберах, два электрометрических усилителя, подклю,ченных к выхОдам пламенно-иониэаци онных детекторов, дифференциальный усилитель, подключенный к выходам электрометрических усилителей, программное и регистрирующее устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и обеСпечения непрерывности айализа, выходы адсорберов соединены трубопроводом, в котором установлено пневмосопротивление.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент C2IA 9 3558283, кл. 23-. 232, опублик. 1971.

2. Патент США В 4102648, кл. 23-254, опублик. 1978 (прототип).

1004858

Фюзи аа

Составитель Э.Скорняков

Редактор М.Бандура Техред Л .Бабинец Корректор Г. Огар

Заказ 1872/54 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

1130350 Москва, Ж-35, Раушская, наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4