Мембранный сепаратор

 

1. МЕМБРАННЫЙ СЕПАРАТОР для газоанализатора, содержащий трубчатый элемент с полутфоницаемой мембраной, расположенной на пористой основе, торцы которого с помощью патрубков подключены к линии газаносителя , и газоанализатор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения степени разбавления анализируемых веществ газом-носителем, трубчатый элемент представляет собой сплошной цтотиндрический стержень , на котором нанесена пористая основа в виде тонкого слоя, 2. Сепаратор по п. 1,отличающийся тем, что сплошное цилиндрическое тело и тонкий слой выполнены из одного стеклянного материала .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ССЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 0 1

«»1 а 01 я 30/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕЧ ЕЛЬС7ВУ (21) 3533522/23-25 (22) 02. 12.82 (46) 23.05.85. Бюл. У !9 (72) С.И, Кричмар и Ю.И. Карцовник (71) Херсонский индустриальный инсти тут (53) 645.544. (088.8) (56).1. Кричмар С.И. и др. Хрома тографическое определение микропри месей углеводородов в сточной воде.

Сб. Газовая хроматография, М., НИ1ПЭХ1Ю, 1970, У 14, с.62.

2. Авторское свидетельство СССР

У 799779, кл. В 01 Р 13/00, 1979 (прототип). (54) (57) 1. МЕМБРАННЫЙ СЕПАРАТОР для гаэоанализатора, содержащий трубчатый элемент с полупроницаемой мембраной, расположенной на пористой основе, торцы которого с помощью патрубков подключены к линии газаносителя, и газоанализатор, о т и ич а ю m и и с я тем, что, с целью уменьшения степени разбавления анализируемых веществ газом-носителем, трубчатый элемент представляет собой сплошной цилиндрический стержень, на котором нанесена пористая основа в виде тонкого слоя.

2. Сепаратор по п. 1 о т л и— ч а ю шийся тем, что сплошное цилиндрическое тело и тонкий слой выполнены иэ одного стеклянного материала.

1157447

Изобретение относится к анализу газов в жьщкостях и может применять: ся в химических лабораториях, санитарных анализах, аналиве газов в напитках и винах в процессе их приготовления, Известно устройство для анализа растворенных в воде газов, содержащее трубку с дробленым кварцем, расположенную в печи. В трубке производят разделение rasa и жидкости и затем выделившиеся газы газомносителем переводят в детектор и регистрируют 1 Ц .

Недостатком данного устройства является большое разбавление газомносителем.

Известен также мембранный сепаратор для газоаналиэатора, содержащий полупроницаемую мембрану, расположенную на пористом трубчатом элементе, концы которого с помощью патрубков подключены к линии rasaносителя н газоанализатору. В этом сепараторе отделяют газы от жидкости 12 .

Недостатками этого устройства являются также большое разбавление анализируемых компонентов газомносителем и поэтому малая чувствительность определения..

Цель изобретения — уменьшение степени разбавления анализируемых веществ газом-носителем, Поставленная цель достигается тем, что в мембранном сепараторе для гаэоанализатора, содержащем трубчатый элемент с полупроницаемой мембраной, расположенной на пористой основе, торцы которого с помощью патрубков подключены к линии газа-носителя, и газоанализатор, трубчатый элемент представляет собой сплошной цилиндрический стержень, на котором нанесена пористая основа в виде тонкого слоя, Причем сплошное цилиндрическое тело и тонкий слой выполнены из одного стеклянного материала.

Мембрана натянута на всю поверхность стержня со слоем сорбента и на ее торцы плотно насажены патрубки из химически стойкого инертного материала, через один из которых подают газ-носитель, проходящий через тонкий пористый слой, в который через мембрану диффундируют молекулы анализируемых газов, и поток газа через мембрану; толщина мембраны; площадь; коэффициент диффузии пара в мембране; концентрация газа в жидкости, процент мольной цоли1 концентрация в газе-прояви. теле. где у

Если скорость газа-проявителя Ч, то концентрация в пористой части основы они переносятся газом-носителем при минимальном разбавлении в детектор.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит емкость l с анализируемой жидкостью, полимер 1, ную мембрану 2, натянутую на боковую поверхность тонкого пористого слоя 3

10 цилиндрического стеклянного стержня, центральная часть 4 которого выполнена из сплошного стекла. Патрубки 5 плотно сидят на теле, прижимая к нему концы мембраны, Эта часть уст15 ройства соединена с газовым хроматографом 6, содержащим термостат 7,, накопительную колонку 8, хроматографическую колонку, детектор.

Устройство работает следующим

20 образом.

Анализируемая жидкость проходит через емкость 1, при этом газовые примеси диффундируют через мембрану 2 в тонкий пористый слой 3, отку

25 да потоком газа-носителя уносятся в хроматограф 6.

Б зависимости от поставленной аналитической задачи гаэ либо непосредственно посту оет в детектор щб либо га-овые примеси вначале концентрируются в накопительной колонке 8„ затем десорбируются, подвергаются разделению на хроматографической колонке, после чего поступают в детектор.

Чувствительность устройства при прочих равных условиях определяется скоростью диффузии газовых примесей через полимерную мембрану и скоростью газа-носителя. Пусть скорость диффузии через мембрану описывается соотношением

1?57 ?) сс

С г

Составитель Э. Скорняков

Редактор Н, Тупица Техред С,Легеэа Корректор А. Тяско

Заказ 3361/43 Тираж 897 Подписное

В??ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.В/5

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

Следует учесть, что концентрация в пористой части должна в любом случае быть заданной заметно меньшей, чем в жидкости, чтобы обеспечить высокий градиент концентрации в пленке. Следующие, вполне реальные пара- ?0 метры устройства, надежно обеспечивают необходимые условия (достаточную чувствительность и невысокую инерцию). Пусть мембрана иэ фторопласта толщиной 10 мкм натянута в два слоя на основу, толщина пористого слоя

2. которой 1 мм, общей площадью 100 см

При комнатных температурах эффектив; ные коэффициенты диффузии фторопласта 4 составляют 10 см/с для многих щ газов (П,, 0, С0, СО, СН„и т.д.).

Тогда при v0,? см /с С1-= О,l С

А так как чувствительность, например, катарометра составляет по большинь ству постоянных газов 10 -10 об.Х, 25 то и чувствительность всего хроматографического комплекса с предлагаег мым устройством при выбранных раэ- мерах мембраны будет составлять 10

447 4

10 об.Х, При толщине 1 мм и площади

100 см пористого слоя эадавнся 10 процентами его свободного объема, тогда при скорости газа-проявителя

0,1 см /с полный обмен в слое произойдет за 10 с. Такая инерция может считаться вполне приемлемой при непрерывном методе измерений, а при накопительном тем более.

Сборка устройства. В подогнанные по диаметру основы, например 4rropoпластовые патрубки, после их предварительного нагрева, вставляют основу с намотанной на нее не менее двух раэ мембраной и дают остыть.

Так как устройство может быть изготовлено из высокоинертных химических материалов (фторопласт, стекло), в-нем полностью исключен контакт анализируемой среды со средой> из которой производят из» иерения. Устройство может работать при значительных давлениях анализируемой среды, поэтому среди воз" можных объектов приложения особый интерес представляет использование его при анализе СО в винах, например, в шампвнскиж.