Способ определения концентрации оксида и диоксида азота раздельно в продуктах сгорания

 

Изобретение относится к технике пробоотбора и может быть использовано для анализа продуктов горения различных энергетических топлив с целью определения концентраций оксидов азота раздельно. Целью изобретения является повышение достоверности результатов определения концентрации оксида и диоксида азота раздельно при одновременном упрощении и ускорении процесса определения. Поставленная цель достигается тем, что способ определения концентраций оксида и диоксида азота раздельно в продуктах сгорания, включающий отбор пробы, пропускание ее при помощи побудителя через окислитель и два поглотителя с растворами реактива Грисса с последующим фотоколориметрированием и количественным определением концентраций по расчетным формулам, при этом отбор пробы осуществляют непосредственно из потока продуктов сгорания, а определение оксида и диоксида азота ведут последовательно в одном цикле, причем на первой операции поглощения определяют диоксид азота, а затем пробу пропускают через окислитель и поглотитель и определяют оксид азота, используя в качестве побудителя разрежение, создаваемое на второй операции поглощения, при этом концентрацию диоксида азота находят по формуле: C NO @ = (1,42 .A .10 6°V N)/V 0, где C NO @ - концентрация диоксида азота, мг/м 3

1,42 - нитритный эквивалент

а - количество нитрит-иона, найденное по калибровочному графику в соответствии с оптической плотностью, мг/мл

10 6 - коэффициент пересчета мл. объема в м 3

V N - объем поглотителя, мл

V 0 - объем отобранной пробы, приведенный к условиям 273К и 101325 Па, мл, а в качестве окислителя используют хромовый ангидрид. 1 ил., 1 табл.

1 5821.22

Пример. Способ осуществляют по схеме, представленной на чертеже.

В газоотборную емкость объемом

1187 мл заливают !50 мл раствора реактива Грисса, зажимают один конец

5 резиновой трубки, вакуумируют гаэоотборную емкость l до появления вскипайия раствора (разрежение в гаэоотборной емкости Рд„„= 90353 Па), за- !0

1 жимают резиновую трубку на другом конце, Температура окружающего воз-! духа при вакуумировании Т = 299 К.

В поглотительные сосуды 2 объемом

118 и 100 мл заливают по 50 мл раствора реактива Грисса. Регулятор 3 расхода должен быть закрьгг.

Отбор пробы осуществляют следующим образом.

В центре газохода устанавливают 20 газоотборную трубку 5. Затем открывают зажим на вакуумированной газоотборной емкости 1 и, осторожно открывая регулятор 3 расхода, устанавливают необходимый расход по рота- 25 ,метру 6 и поддерживают расход регулятором 3 в течение отбора. Отбор прекращают при снижении расхода (при полностью открытом РегулЯторе расхода) ниже 150 мл/мин. Закрывают 0 зажим на газоотборной емкости 1 и пережимают муфты иэ резиновых трубок на входе и выходе поглотительных сосудов 2. Окислительный патрон 7 заполнен хромовым ангидридом, Поглотительные сосуды 2 и газоотборную емкость 1 оставляют на 1 ч.

Через час измеряют остаточное разрежение (P = 13719 Па) с помощью мановакуумметра. Фотоколориметрируют 40 растворы из поглотительных сосудов

2 (D = 0,077: Э q = 0,03) и газоотборной емкости (D=0,335); D

D „и D z — оптич еск ая плотно сть .

Строят градуировочную кРивУю по 45 п.6,5 ОСТ 51 .135-85.

По градуировочной кривой определяют количество нитрит-иона, соответствующее оптической плотности D, Р и Э Я . 50 а, = О,195.:1О 5 мг-мл а = 0,07-10" мг/мл а = 0,875.! О -э мг!мл, Расчет отобранной пробы V проводятся по известной формуле

Р bcK — Pocr е 1 Т 10l 325

V g 1 187-150-(l 18-50}- (100-50)

919 (мл)

Ч 1 90353 13719 273 о 299, 10!,325

= 634,6 (мл) оба

Концентрацию окиси азота (Ся .) в пересчете на двуокись рассчитывают по известной формуле (ОСТ 51-135-85);

1,95 -10

C t40 V о

1,95 ° 10 0,875 10 150

634,6

= 403 (мг/м ), где 1,95 — нитритный эквивалент.

Концентрацию двуокиси азота вычисляют по Формуле

1,42 10 . а. Vh

4 мо (мг м ), о где 1,42 нитритный эквивалент, найденный экспериментально для данного способа, количество нитрит-иона, найденное по калибровочному графику в соответствии с оптической плотностью, мг/мл; коэффициент пересчета, мл объема в и объем поглотителя, мл; объем отобранной пробы, приведенный к условию

273 К.

0 (0,195 10 " 50+0,07"1О 50)

34,6

Vh

I

1,42 10 10 50 0,265 29 6 (мг/м ).

634,6

Предлагаемый способ опробован в стендовых и промьппленных испытаниях .

Результаты сравнительных измерений концентраций NO u NO q в продуктах сгорания энергетических топлив приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, концентрации оксидов азота, измеренные эвдиометром, имеют где V< - объем газоотборной емкости беэ объема поглотителя, мл, Т вЂ” температура воздуха, при которой вакуумируют емкость, К;

5 158 занйженные значения, в то время как данные, полученные предт,оженным способом, имеют более достоверные значения, поскольку при их определении исключен жидкий поглотитель.

ОпределяемьпЧ объем отобранной пробы намного больше (в 30-40 раз), чем в прототипе, что также увеличивает достоверность определения концентраций оксида и диоксида, особенно диоксида при ее малых величинах.

Кроме того, повышение достоверности результатов определения концентрации оксида и диоксида достигается тем, что данные величины определяются в одном. объеме пробы, причем в отличие от прототипа в данном способе проба поступает.из. газохода Непосредственно в измерительную систему, минуя добавочное отборное (дозирующее)устройство, В предложенном способе отсутствуют электрические приборы, что дает воэможность проводить измерения н любой точке гаэоходов, и что также существенно, обеспечивает автономность при использовании способа.

Время для проведения анализа — не более 5 мин (для прототипа — 1525 мин).

Суммарный эффект перечисленных отличий и достоинств схемы обеспечивает предлагаемому способу большую достоверность, что подтверждено экспериментально сравнительными измерени ями, проведенными на котельных агрегатах, огневом воздухонагревателе

ВГСК и газотурбииной установке типа ГИК-10.

Формула изобретения

Способ определения концентрации оксида и диоксида азота раздельно в

2122 - б продуктах сгорания, включающий отбор пробы, пропускание ее при помощи побудителя через окислитель и два поглотителя с растнорамн реактива Грие« са с последующим фотоколориметрированием и количественньпч определением концентраций по расчетным формулам, отличающийся тем, что, с целью повьппения достоверности результатов определения при одновременном упрощении и ускорении процесса определения, отбор пробы осущест- вляют непосредственно из потока продуктов сгорания, а определение оксида и диоксида азота ведут последовательно в одном цикле, причем на первой операции поглощения определяют диоксид азота, а затем пробу про20 пускают через окислитель и поглотитель и определяют оксид азота, используя в качестве побудителя разрежение, создаваемое на второй операции поглощения, при этом концентрацию ди25 оксида азота находят из формулы

1,42 а 1О Чи NbÔ V, где С вЂ” концентрация днуокиси о азота, мг/м

3.

1,42 — нитритный зкнивалент, а — колич ество нитрит-иона, найденное по калиброночному графику в соответствии с оптической плотностью, мг/мл;

10 — коэФФициент пересчета мл объема,н м ;

Ч„ — объем поглотителя, мл;

V — объем отобранной пробы, приведенный к условиям

273 К и 101325 Па, мл, а в качестве окислителя используют

4 хромовьпЪ ангидрид. г

1582122

Предложенный способ

Тип аг.регата, топливо

Прототип объемная скорость

300-350 мл/мнн, объем пробы

20 мл

Объемная скорость, мл/мнн

300-350

180-220

Концентрация комлонентовд мп/м

I ю„))02 NO-"NO-))Оя

Котел

1 j)KBPе газ

I 08 03 108

97 0,7 96

103 0,5 102

84 0,35 84

380 3,8 376

354 2,3 352

4ll 2,8 408

375 4,5 370

Котел

TEN-94, маэут

ВГСК, гав

ГМК-10

ras

1!85

1187

1212

1228

Составитель Г. Сальникова

Техред Л,Олийнык Корректор А.Обручар

Редактор А. Маковская

Заказ 2086 Тираж 490 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

П оизводственио-иэдательскии комбинат Патент, r.Óæãîðîä, у (!

У л. Гага ина 101

P P

Ф

IVVI

43

Суммарная концентрация, определаяемая по OCT

51.135-86, мг/м

133

142

138

524

502

537

527

541

44

39

3,0 .

2,7

2,8

3,2

17,)

)5,9

14,2 !

5,6

14,4

14,)

13,6

13,7

343

302

372

130 133 0,8 145

141 144 0,9 141

136 139 1 О 136

129 132 1,0 135

494 511 8,5 518

5l7 533 7,8 545

536 550 7,2 559

522 538 8,3 534

29 43 32 40

31 . 45 3,4 41

33 47 4,0 38

31 45 4,1 39

8l4 1157 177 1048

870 1)72 214 1029

823 1)83 206 1027

847 1219 189 1092

146

142

137

136

527

553

566

542

43

44

42

43

1243

1233

1281

23 1,3

34 1,7

18 0,9

27 I ij

742 108

787 89

653 127

692 73

22

32

l7

26

694

698

526

619