Установка для контроля взвешенных частиц методом фотометрии


 


Владельцы патента RU 2413202:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вятский государственный гуманитарный университет (RU)

Изобретение относится к области физико-химических методов анализа растворов, суспензий и эмульсий нерастворимых и малорастворимых органических соединений. В установке для контроля взвешенных частиц происходит непрерывный контроль за содержанием органического углерода и «глубиной» деструктивных процессов. Данная установка включает в себя осветлитель, механизм подачи раствора и анализатор светового потока, состоящий из источника света, измерительной камеры анализатора, элементов анализа и преобразования сигнала и устройства регистрации, сигнализации и управления. Измерительная камера анализатора оснащена патрубками ввода и вывода раствора, соединенными с осветлителем и с механизмом подачи раствора. Осветлитель выполнен в виде устройства для жидкофазного окисления органических соединений. Механизм подачи раствора выполнен в виде диспергатора, а устройство регистрации и управления выдает сигнал в единицах органического углерода и дает команду на завершение процесса жидкофазного окисления. Изобретение обеспечивает снижение продолжительности процесса и расхода электроэнергии, возможность получения полезных продуктов при окислительном жидкофазном обезвреживании ядовитых и опасных нерастворимых и малорастворимых органических соединений. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области физико-химических методов анализа растворов, суспензий и эмульсий нерастворимых и малорастворимых органических соединений и может найти применение при контроле работы установок, используемых при окислительном жидкофазном обезвреживании ядовитых и опасных нерастворимых и малорастворимых органических веществ.

Известна установка для определения содержания органического углерода методом окисляемости [1].

Известна установка для определения органического углерода хроматографическим методом с подготовкой пробы на пиролитической приставке [2].

Недостатками известных установок являются периодичность и длительность анализа, значительная ошибка, отсутствие возможности непрерывного контроля и управления процессом окислительного жидкофазного обезвреживания нерастворимых и малорастворимых органических соединений.

Известна установка для определения нерастворимых и малорастворимых органических соединений методом фотометрии [3].

Установка позволяет определять содержание паранитрофенола в метафосе, анализ периодический, отсутствует возможность непрерывного контроля и управления процессом окислительного обезвреживания.

Известна установка для определения мутности воды оптическим методом [4].

Установка не позволяет осуществлять контроль за содержанием органического углерода в растворах, суспензиях и эмульсиях нерастворимых и малорастворимых органических соединений и осуществлять управление процессом окислительного жидкофазного обезвреживания ядовитых и опасных органических веществ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для контроля за содержанием взвешенных частиц в растворах нерастворимых и малорастворимых органических соединений методом фотометрии [5]. Установка состоит из осветлителя, механизма для подачи раствора и анализатора, включающего источник света, измерительную камеру, устройств для анализа, преобразования, регистрации сигнала, сигнализации и управления процессом.

Однако установка не позволяет осуществлять непрерывный контроль и управление процессом окислительного жидкофазного обезвреживания растворов, суспензий и эмульсий нерастворимых и малорастворимых органических соединений, что приводит к продолжительности процесса, значительным энергозатратам и не обеспечивает полного обезвреживания ядовитых и опасных органических веществ.

Технический результат заявляемого изобретения - осуществление непрерывного контроля за содержанием органического углерода и «глубиной» деструктивных процессов, при этом идет снижение продолжительности процесса и расхода электроэнергии, обеспечение возможности получения полезных продуктов при окислительном жидкофазном обезвреживании ядовитых и опасных нерастворимых и малорастворимых органических соединений.

Поставленный технический результат достигается тем, что в известной установке измерительная камера анализатора оснащена патрубками ввода и вывода раствора, которые соединены с осветлителем, выполненным в виде устройства для жидкофазного окисления органических соединений. Кроме того, в качестве устройства для жидкофазного окисления использован аппарат электродного типа, а диспергатором является роторно-пульсационный аппарат. Кроме того, устройство регистрации и управления выдает сигнал в единицах органического углерода (независимо от природы обезвреживаемых органических соединений) и дает команду (сигнал для срабатывания систем блокировки) на завершение процесса жидкофазного окисления. Далее, патрубки ввода и вывода раствора расположены на разных уровнях измерительной камеры, выполненной в виде вертикального цилиндрического аппарата. Соединения патрубков ввода и вывода с осветлителем и механизмом подачи выполнены гибкими трубопроводами, а осветлитель, механизм подачи и измерительная камера образуют замкнуты технологический контур.

Анализ отличительных признаков и сопоставление предлагаемого изобретения с известными устройствами аналогичного назначения позволяют считать, что заявляемая установка отвечает критерию новизна.

Установка для окислительного жидкофазного обезвреживания растворов нерастворимых и малорастворимых органических соединений представлена на чертеже, где: 1 - элементы анализа и преобразования светового потока; 2 - устройство управления; 3 - сигнализатор-регистратор; 4 - измерительная камера анализатора; 5 - источник света; 6 - выпрямитель тока; 7 - диспергатор (роторно-пульсационный аппарат); 8 - осветлитель (аппарат электродного типа).

Установка (см. чертеж) работает по следующей схеме. Раствор (нерастворимые и малорастворимые органические соединения в водном растворе электролита) поступает в диспергатор (п.7, роторно-пульсационный аппарат), размещенный на верхней крышке осветлителя (п.8, аппарат электродного типа). В диспергаторе происходит перемешивание и измельчение компонентов раствора. Полученный раствор суспензии или эмульсии нерастворимых и малорастворимых органических соединений поступает в осветлитель (аппарат электродного типа), где в результате окислительных (химических и электрохимических) процессов происходит обезвреживание ядовитых и опасных органических соединений. Раствор из осветлителя поступает (частично или полностью) в измерительную камеру (п.4) анализатора и после контроля (определения содержания органического углерода и степени полного деструктивного окисления) командоапппарат выдает сигнал на завершение процесса (прекращение подачи электрического тока в аппарат электродного типа) или продолжение (подачу раствора в диспергатор) процесса окислительного жидкофазного обезвреживания.

Регистрирующее устройство проградуировано (градуировка проводится при пуске установки) в единицах органического углерода или единицах количества затраченного тока (или электроэнергии). Градуировку можно проводить в единицах степени полной (до СО2 и Н2О) деструкции органического углерода. Одновременно устройство позволяет регулировать «глубину» деструктивного окисления, завершая процесс на стадии, позволяющей получать утилизируемые продукты.

Установка позволяет осуществлять процесс окислительного жидкофазного обезвреживания нерастворимых и малорастворимых ядовитых и опасных органических соединений в автоматическом режиме (до заданных параметров по содержанию органического углерода и степени полной деструкции независимо от природы органически соединений), снизить продолжительность процесса и энергозатраты, повысить (при необходимости) «глубину» процесса деструкции. Установка безопасна и проста в обращении.

Апробация изобретения выполнена в лабораторных условиях при окислительном жидкофазном обезвреживании ядохимикатов. Одновременно для сравнения результатов в тех же условиях проведено обезвреживание с применением известного устройства - аппарата электродного типа. Обезвреживанию подвергали нерастворимый пестицид фосфорсодержащего ряда - карбофос (растворимость в воде составляет 145 мг/л).

В качестве электролита использовали раствор хлорида натрия с содержанием соли 50,0 г/л. Диспергирование проводили в роторно-пульсационном аппарате. Окислительное обезвреживание осуществляли в аппарате электродного типа - бездиафрагменном электролизере, оснащенном титановым катодом и нерастворимым оксидным рутениево-титановым анодом. Обработку проводили при плотности тока 1000 А/м2, температуре 393 К, рН раствора от 4 до 6, содержании карбофоса 6,1 г/л (органического углерода). Процесс осуществляли до осветления - исчезновение взвешенных частиц раствора, что непрерывно фиксировали методом фотометрии. Калибровку прибора осуществляли по стандартным растворам карбофоса. Одновременно для сопоставления результатов в тех же условиях проводили электрохимическое окислительное обезвреживание карбофоса с визуальным контролем раствора на наличие взвесей и периодическим анализом содержания органического углерода метом фотометрии.

Результаты приведены в таблице, из которой следует, что предлагаемая установка позволяет достигнуть цель изобретения.

Таблица
Результаты окислительного жидкофазного обезвреживания карбофоса на установке (карбофос 16,7 г/л, хлорид натрия 50 г/л, длина волны 750 нм).
Время, мин 0 10 20 30 40 50 60 70 80
Светопропускание, % 5 28 42 50 58 69 76 85 99
Органический углерод, г/л 6,1 3,5 2,5 1,7 1,3 0,9 0,5 0,2 0,05
Степень окисления, % 0 43 59 72 78 85 91 96 99
Количество электричества, 0 0,07 0,09 0,11 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22
Ач/г ОУ*
*ОУ - органический углерод

При проведении процесса жидкофазного окисления с периодическим контролем параметров время одного анализа составляет от 5 мин - если использован метод хроматографии и потенциометрии и до 15 минут - если использован метод окисляемости. Время выполнения восьми анализов равно от 40 мин до 120 минут. Продолжительность процесса жидкофазного окисления с учетом продолжительности анализов составляет (расчет на степень окисления 99%) от 120 мин до 200 мин при расходе количества электричества от 0,33 Ач/г ОУ до 0,55 Ач/г ОУ соответственно.

Литература

1. Унифицированные методы анализа вод. Под ред. Ю.Ю.Лурье, М., Химия. - 375 с.

2. Степаненко B.C., Маслова Н.М. Хроматографическое определение органического углерода в водных растворах. - Завод. лаб., 1978, №44, с.1068-1071.

3. И.К.Цитович. Курс аналитической химии. Изд. 6-е, испр. и доп. М., Высшая школа, 1984, 495 с.

4. Сигнализатор-мутномер жидкостей оптический, СШР 91/5, проточный. Сертификат CU-RU. С.31.005.а №16020 от 30.09.2003 г. Госреестр СИ под №25637-03, Лицензия №357 И.Р.П от 01.10.2001 г.

5. Г.М.Иванова, Н.Д.Кузнецов, В.С.Чистяков. Теплотехнические измерения и приборы. М., Энергоатомиздат, 1984. - 232 с.

1. Установка для контроля за содержанием взвешенных частиц в растворах нерастворимых и малорастворимых органических соединений методом фотометрии, включающая осветлитель, механизм подачи раствора и анализатор светового потока, состоящий из источника света, измерительной камеры, элементов анализа и преобразования сигнала и устройства регистрации, сигнализации и управления, отличающаяся тем, что измерительная камера анализатора оснащена патрубками ввода и вывода раствора, соединенными с осветлителем, выполненным в виде устройства для жидкофазного окисления органических соединений, и с механизмом подачи раствора, выполненным в виде диспергатора, а устройство регистрации и управления выдает сигнал в единицах органического углерода и дает команду на завершение процесса жидкофазного окисления.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что измерительная камера выполнена в виде вертикального цилиндрического аппарата.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что патрубки ввода и вывода раствора расположены на разных уровнях измерительной камеры анализатора.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что соединения патрубков ввода и вывода измерительной камеры с осветлителем и с механизмом подачи выполнены в виде гибких трубопроводов.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве осветлителя использован аппарат электродного типа.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве диспергатора использован роторно-пульсационный аппарат.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что осветлитель, механизм подачи и измерительная камера образуют замкнутый технологический контур.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технической физике и может найти применение в текстильной промышленности, например для определения коэффициента диффузии красителя. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения дальности видимости на взлетно-посадочной полосе аэродромов, дымности отработавших газов, качества оптических материалов и жидких сред.

Изобретение относится к аналитической химии и позволяет определять содержание йодид-ионов в различных объектах, например в водах (питьевых, поверхностных, артезианских, расфасованных минеральных и др.), в пищевых продуктах, продовольственном сырье и т.д.

Изобретение относится к области измерения оптических характеристик рассеивающих сред и может найти применение в промышленности и медицине, в процедурах контроля качества транспортируемых жидкостей и газов путем измерения их оптических характеристик, а именно - путем измерения коэффициентов рассеяния и поглощения транспортируемого вещества.

Изобретение относится к определению компонентного состава нефтей с использованием фотоколориметрического метода в видимой части спектра и может быть использовано при комплексном анализе нефтей и нефтепродуктов.

Фотометр // 2371703
Изобретение относится к области измерения оптических характеристик рассеивающих, например биологических, сред. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества воды, измерения концентрации эмульсий и суспензий. .

Изобретение относится к способам технической диагностики и может быть использовано для оценки технического состояния автомобилей, оснащенных дизельными двигателями, путем контроля дымности отработавших газов.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано, например, в аппаратуре для биохимических анализов. .

Изобретение относится к области иммунологических исследований оптическими методами, в частности к приспособлениям для тестирования иммуноферментных анализаторов (ИФА) планшетного типа.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для метрологической аттестации и периодической поверки устройств фотометрического анализа жидких сред

Изобретение относится к измерительной системе для проведения измерений реагента в виде сухого порошка

Изобретение относится к анализирующей аппаратуре и может быть использовано для анализа множества различных образцов

Изобретение относится к способу измерения содержания газов в атмосферном воздухе с использованием спектров рассеянного солнечного излучения

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах товарного учета нефтепродуктов. Система для контроля параметров жидкости в цистерне содержит корпус 1, выполненный в виде поплавка, полуутопленного за счет груза 2, расположенного в его нижней части. В верхней части поплавка 1 закреплен основной световод 3, вход которого совмещен с источником света 4, а выход через многопроходную кювету 5 - с интегральной многоэлементной фотоприемной матрицей 6. В нижней части поплавка 1 расположен дополнительный волоконно-оптический световод 7, вход которого совмещен с источником света 4, а выход - с интегральной многоэлементной фотоприемной матрицей 6 выше поверхности контролируемой жидкости 8, причем на участке дополнительного световода 7, погруженного в жидкость, сформирован изгиб 9. Выход матрицы 6 соединен через спектральный фильтр 10 с блоком первичной обработки информации 11, который содержит блок выделения и усиления видеосигнала 12. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей при одновременном упрощении системы и повышении ее надежности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к текстильной области, а именно к способу подачи волокон на ленточную машину и устройству контроля линейной плотности чесальной ленты, необходимому для реализации данного способа. Способ сортировки ленты для подачи на ленточную машину, при кардной системе прядения, включает сложение нескольких лент, контроль линейной плотности и вытяжку с дальнейшим переходом ленты по технологической линии. Согласно изобретению на стадии транспортировки чесальной ленты от чесальной машины к ленточной осуществляют отбор партий лент по сформированной из сигналов с датчика чесальной машины базе данных, характеризующей среднюю линейную плотность ленты в каждом тазу, с постоянным сопоставлением значения требуемой линейной плотности ленты на ленточной машине и суммарной плотности лент, необходимых для ее выработки. Датчик линейной плотности чесальной ленты включает расположенные напротив друг друга, перпендикулярно направлению движения ленты в канале, излучатель и приемник оптического сигнала, выходы которых подключены к вычислительному блоку. Согласно изобретению канал для ленты в корпусе датчика имеет переменный диаметр, который на входе ленты выполнен более широким, с расположенным вокруг него вычислительным блоком и на выходе сужающимся, с расположенным в нем измерительным блоком, состоящим из излучателя и приемника, каждый из которых снабжен термочувствительными элементами. Техническим результатом является повышение точности постоянного контроля линейной плотности ленты на чесальной машине, повышение качества ленты, вырабатываемой на ленточной машине.2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области измерения оптических характеристик материалов, определяющих световые потери в них, связанные как с поглощением, так и рассеянием. Способ состоит в том, что измерения коэффициента пропускания света производят для двух образцов с различной толщиной, изготовленных из одного и того же исследуемого материала. Измеренные значения коэффициентов пропускания, данные о толщинах и диаметрах образцов, значение показателя преломления и определенная экспериментально индикатриса рассеяния (зависимость интенсивности рассеяния от угла рассеяния) используются для расчета вероятностей поглощения и рассеяния фотонов на единицу пути с помощью математического моделирования. При моделировании для обоих образцов находятся зависимости вероятностей рассеяния фотонов от вероятностей поглощения, которые дают измеренные экспериментально коэффициенты пропускания. Поскольку оба образца с разными толщинами вдоль луча изготовлены из одного и того же материала, обе модельные зависимости должны пересекаться в точке, в которой обе вероятности не равны нулю, а значения вероятностей в этой точке должны являться истинными вероятностями поглощения и рассеяния фотонов на единицу пути в исследуемом материале, одинаковыми для обоих образцов. Изобретение позволяет с максимально возможной точностью определять вероятности поглощения и рассеяния фотонов, что позволяет правильно производить классификацию и сертификацию партий материалов, а также подбор материала с необходимыми поглощающими и рассеивающими свойствами с целью повышения воспроизводимости характеристик соответствующих оптических, оптоэлектронных и лазерных устройств. 9 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в промышленности для определения общей концентрации для управления вентиляционным оборудованием предприятия по пылевому фактору. Оптический пылемер содержит измерительный и опорный каналы с двумя защитными окнами, при этом опорный канал заполнен очищенной от пыли газовой смесью, по своему составу аналогичной отходящим газам конкретного предприятия, устройство контроля запыленности смотровых окон, оптически связанное с первым смотровым окном в измерительном канале, выход которого является входом для устройства управления, выход которого подключен к устройству обдува защитных окон. Пылемер содержит также устройство контроля температуры, выход которого подключен к микроконтроллеру, устройство подогрева смотровых окон и по два источника излучений в измерительном и опорном каналах, работающих на длинах волн в области максимального и минимального поглощения пыли и управляемых микроконтроллером, излучения которых последовательно при помощи разделительных призм и зеркал направляются через измерительный и опорный каналы на вход широкополосного фотоприемника. Изобретение обеспечивает повышение точности непрерывного измерения концентрации. 1 ил.
Наверх