Способ измерения влажности газов

 

О П Й С Д Й И Е 11118Ш29

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.04.79 (21) 2748897/18-25 с присоединением заявки № (51) М Ктз

G 01N 27/26

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (53) УДК 543.25 (088,8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы 38! изобретения Н. Ф. Захарчук, И. Г. Ларионов, Ю. М. Румянцев, И, Г. ЮделаММ- Р -- :- и Б. М. Чумов (71) Заявитель Институт неорганической химии Сибирского отделения AH СССР.. -- — —(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано при разработке способов и устройств для определения влажности газов.

Известен спо об для измерения влажности газов, сущность которого заключается в непрерывном поглощении влаги гигроскопическим веществом из стабилизированного газового потока, который пропускают над поверхностью электродов, покрытых пленкой гигроскопического вещества (1).

Известный способ не позволяет измерять влажность целого ряда газов, например аммиака, требует большого расхода анализируемого газа и длительного времени измерения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения влажности газов, сущность которого состоит в том, что анализируемый газ в течение периода накопления непрерывно пропускают через кулонометрический датчик с гигроскопическим веществом, выполненный в виде цилиндра, внутри которого на кварцевом стержне намотаны две спирали из платиновой проволоки, покрытые пленкой частично гидратированного фосфорного ангидрида. За это время влага сорбируется гидрофильной пленкой, не подвергаясь электролизу. По истечении периода накопления к датчику подключают напряжение постоянного тока, не отключая потока газа.

В течение времени измерения происходит электролиз адсорбированной влаги, а также той влаги, которая поглощается за период измерения. С помощью прибора типа интегратора тока измеряют количество электричества, затраченного на электролиз накопленной влаги и рассчитывают содержание влаги в газе путем деления количества электричества на время рабочего цикла, равное времени электролиза и накопления влаги (2).

Применение приема накопления влаги в известном способе несколько расширяет диапазон измерения малых концентраций и уменьшает расход анализируемого газа, но не решает проблемы в целом. Способ не применим для анализа аммиака и других газов, содержащих щелочные примеси, а снижение предела обнаружения влаги возможно всего лишь на несколько десятков процентов, так как на фоне высокого тока электролиза самого «частично гидратированного фосфорного ангпдрида» трудно зафиксировать дополнительную порцию влаги, адсорбпрованной из «сухого газа». Поскольку для анализа требуется непрерывный поток газа, то не решена проблема его

3о экономии, также не решена проблема изме.

811129

60 ренин влажности кислорода н водорода.

Таким образом, недостатками известного способа являются невозможность применения способа для анализа щелочных газов, например аммиака, низкий предел обнаружения, длительность анализа.

Целью изобретения является расширение круга анализируемых газов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения влажности газов, включающем пропускание газа через датчик с гигроскопическим веществом, измерение тока электролиза адсорбированной влаги и расчет содержания влаги в газе, газ пропускают периодически сквозь слой гигроскопического вещества, располо>кенный между плоскими газопроницаемыми электродами, а электролиз ведут в проме>кутках между операциями подачи газа.

Периодическое пропускание газа через слой гигроскопического вещества, расположенный между плоскими газопроницаемыми электродами, обеспечивает накопление влаги на поверхности слоя вблизи входного электрода, поэтому проведение электролиза после прекращения подачи газа обеспечивает быстрое и полное разложение адсорбированной влаги с пиковым током. При этом агрессивные газы, например аммиак, не успевают химически прореагировать, так как гигроскопическое вещество остается сухим, а время контакта с газом и электролиза — короткие.

Кроме того, накопление влаги происходит не во всем объеме гигроскопического вещества, а лишь в поверхностном слое вблизи входного электрода и представляет собой не диффузионный процесс проникновения влаги, а дислокационное ее распределение, в результате которого значительно увеличивается скорость электролиза и он протекает с пиковым током, значительно понижается порог обнаружения влаги в газе.

Способ может быть осуществлен с помощью изображенного на чертеже датчика.

Датчик состоит из верхней 1 и нижней 2 частей корпуса, которые соединяются накидной гайкой 3, стягивающей перфорированные диски 4 из фторопласта, между которыми помещены два сетчатых электрода

5 из платиновой проволоки и гигроскопическое вещество б в виде тонкого слоя порошка. К электродам припаяны электрические провода 7 и 8, присоединенные наружными клеммами 9 и 10 к сети постоянного тока. Для подвода и отвода газа предусмотрены штуцеры 11 и 12.

Пример. Проводилось измерение влажности аммиака. Брали 0,15 r порошка фосфорного ангидрида с влажностью не более

1.10 - % (химически чистая реактивная пятиокись фосфора, хранящаяся в предназначенной для нее таре) и помещали его на поверхность платинового сетчатого электро5

З0

40 да 5, закрепленного в нижней части Kopllvca 2 так, чтобы электрол был полностью покрыт порошком. Избыток ш>рошка удаляли острым концом шпателя н зажнмалн порошок верхней частью корпуса 1 с электродом 5. Плотно прн>кималн обе части 1 и 2 корпуса с помощью накилной гайки 3.

Датчик подключали к источнику питания клеммами 9 и 10 и на электролы подавали напряжение 60В. При этом порошок фосфорного ангидрида подвергался сушке в течение 2 мин. Регистрировали фоновый ток, равный 3 10 — 8А. Отключали датчик от сети, отбирали от баллона с помощью газоотборника типа медицинского шприца пробу аммиака в количестве 100 мл и пропускали ее B течение 1,5 мпн через штуцер 11, слой 6 порошка фосфорного ангилрнла н штуцер 12 в вытяжной шкаф нол небольшим избыточным давлением. Затем полавалн напря>кение между электролами 60 В н регистрировали максимальное отклонение стрелки микроамперметра I„„, =2,4 10 — А.

B момент достижения максимума тока включали секундомер и регистрировали время т=125 с, когда ток 1=2,4 10 — — — 3.10 — 8=2,1 10 — А уменьшится вдвое.

Концентрацию влаги в аммиаке определяли по соотношению: W=0,17 1 т=0,17.

2,1. 10 — . 125= 4,5. 10 — /

Использование изобретения позволяет расширить диапазон анализируемых газов, например проводить анализ аммиака, кислорода и водорода. Использование способа особенно перспективно лля контроля качества очистки газов. Способ снижает предел обнаружения влаги в газах до 1 10 %, а время анализа до 30 мин. Кроме того, способ увеличивает срок службы кулонометрического датчика. Испытания показали належность способа.

Формула изобретения

Способ измерения влажности газов, включающий пропускание газа через датчик с гигроскопическим веществом, измерение тока электролиза алсорбированной влаги и расчет содержания влаги в газе, отличающийся тем, что, с целью расширения круга анализируемых газов и сокращения времени анализа, газ пропускают периодически сквозь слой гигроскопического вещества, расположенный между плоскими газопроницаемыми электродами, а электролиз ведут в промежутках между операциями подачи газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 447602, кл. G 01N 27/22, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 216987, кл. G 01N 27/42, 1965 (прототип), 811129

Составитель Л. Дикая

Редактор О. Филиппова

Корректор Н, Федорова

Техред Л. Куклина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 637/11 Изд. № 272 Тираж 915 Подписное

HllO «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475