Устройство для контроля состава газа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено о8.01.81 (21) 3251882/23- 26 (31) М Кд 3

G 01 N 35/08 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.1082, Бюллетень ¹ 39 (53) УДК 543-27 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 10. 82 (72) Авторы изобретения

С.М. Хаймс, С.И. Горбов и Л.С. Долматов

П А ТЕН 1 и ОТЕХНИЧЕСЫАЯ

ЬИБЛЧотЕНЛ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТАВА ГАЗА

Изобретение относится к технике измерения состава газов, преимущественно продуктов горения с большим содержанием водяных паров, и может применяться в системах контроля окружающей среды от загрязнения вредными примесями.

Известно устройство анализа газа, содержащее побудитель расхода, сосуды с поглотительной жидкостью, клапаны, установленные на линии всасывания и связанные с побудителем расхода, и блок управления продолжительностью интервалов времени отбора газа (11.

Известно также устройство для анализа газовой смеси, реализующее избирательный метод, содержащее фильтр, установленный на выходе газоотборной линии, эжектор, последовательно установленные емкости с поглотительными растворами и капилляры, перепад давления на которых замеряется дифманометрами, преобразуется в электрический сигнал, по которому судят о концентрации анализируемых компонентов (2) .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст«юйство для контроля состава газа, содержащее фильтр, установленный на входе гаэоотборной линии, подключенной к последовательно установленным газоанализаторам, выходы которых ,соединены с блоком обрабо-.ки и представления информации, и эжектор, связанный с линией подачи сжатого воздуха (3).

Недостатком известного устройства является высокая погрешность измерения состава газа, обусловленная,тем, что часть вредных веществ, растворимых в воде, содержание которых контролируется, например окислы азота, серы, аммиак, сероводород, удаляется из пробы вместе с конденсатом.

Кроме того, фильтр, через который осуществляется. отбор пробы, часто засоряется из-за присутствия большого количества механических примесей, например сажи, в контролируемом газе.

Целью изобретения является повышение точности контроля эа счет лнк25 видации возможности удаления контролируемых компонентов с конденсатом.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит емкость, помещенную в контроли30 руемую среду, источник сухого газа, 968764 регулируемые дроссели, клапаны и командный блок, связанный соответствующими выходами с управляющими входами каждого клапана, при этом первый и второй клапаны установлены последовательно в контролируемой среде после фильтра на гаэоотборной линии, к которой через третий клапан подключена линия подачи сжатого воз-, духа, связанная с первым и вторым клапанами и входом емкости, подключен ной выходом через четвертый клапан к всасывающему входу эжектора, а источник сухого газа соединен через соответствующий регулируемый дроссель с выходом второго и входом четвертого клапанов..

Кроме того, в качестве одного из газоанализаторов используют анализа тор кислорода.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для контроля состава газа; на фиг. 2 — таблица состояния клапанов при выполнении последователь ных.операций измерения концентрации; на фиг. 3 — диаграмма записи на вторичном приборе результатов определения кислорода и окислов азота в разбавленных контролируемом газе и вов.духе °

Устройство для контроля состава газа состоит из фильтра 1, газоотборной линии 2, соединяющей фильтр 1; с газоанализаторами 3. Количество газоанализаторов 3 зависит от числа контролируемых компонентов. Среди газоанализаторов один предназначен для определения концентрации кислорода, независимо от того, нужно ли иЗмерять концентрацию кислорода в контролируемой среде. На газоотборной линии 2 перед гаэоанализаторами установлен холодильник 4 для снижения температуры газа. На газоотборной линии 2 вблизи точки отбора газа установлены первый 5 и второй б клапаны, между которыми подключена емкость 7, помещенная в контролируемый газ. Выходной штуцер емкости 7 подключен к всасывающему штуцеру эжектора 8 через четвертый клапан 9.

К линии, соединяющей емкость 7 с клапаном 9, и к газоотборной линии

2 после клапана 6 подключен источник

10 сухого .газа через дроссели 11 и

l.2. К гаэоотборной линии между клапанами 5 и б подключена линия подачи сжатого воздуха через.третий клапан

13. Управляющие входы клапанов 5,6, 9 и 13 подключены к командному блоку

14. Выходы газоанализаторов .3 подключены к блоку 15 обработки и представления информации.. Устройство работает следующиМ образом. За время каждого цикла (устройст" во работает циклически) выполняется ряд последовательных операций. Перечень операций н состояние клапанов 5,6,9 и 13 во время выполнения каждой операции приведены в таблице . (фиг. 2) °

Первая операция — наполнение ем5 кости контролируемым газом.

В соответствие с таблицей (фиг.2) открыты клапаны 5 и б. Эжектор 8 всасывает газ через фильтр 1, клапан

5, емкость 7 и клапан 9. Сухой газ

40 .рт источника 10, проходящий через ,дроссель 12, также всасывается эжектором 8. Емкость 7 наполняется контролируемым газом. Так как емкость 7 помещена в контролируемую среду, то

15 никаких физико-химических изменений в отобранной пробе, например конденсации влаги, не произойдет..

Вторая операция - разбавление контролируемого газа, находящегося в емкости 7, сухим газом, не содержащим измеряемых компонентов, подача разбавленного газа в гаэоайалиэаторе 3 и определение концентрации измеряемых компонентов в разбавленном газе.

В соответствие с таблицей открыт клапан 6. Сухой гаэ, проходя через .дроссель 12, выдавливает контролируемый газ иэ емкости 7 в газоотборную линию 2, с другой стороны проходит через дроссель 11 и также попадает в гаэоотборную линию Z. В точке

A контролируемый газ смешивается с сухим газом. Разбавленный газ поступает по газоотборной линии 2 через холодильник 4 в газоанализаторы 3 и

35 далее на сброс. Коэффициент разбавления, зависящий от соотношения дросселей ll и 12, выбран таким, что после охлаждения разбавленного газа в холодильнике 4 не происходят конденсации влаги. Выходные сигналы га, эоаналиэаторов 3 поступают в блок 15 обработки и представления информации.

На выходе газоанализаторов появляются пики (фиг. 3), по амплитуде или площади которых можно судить о концентрации измеряемого компонента в разбавленном контролируемом газе.

Третья операция — наполнение емкости 1 воздухом.

В соответствии с таблицей открыты: клапаны 5,9 и 13. Сжатый воздух, про"ходя через клапан 13 и клапан 5, проходит через фильтр 1 и очищает

его от налипших частиц сажи и других механических примесей. Часть воздуха

55 засасывается эжектором 8 через кла- пан 9 и емкость 7. Емкость 7 заполняется воздухом.

Четвертая операция — разбавление воздуха, находящегося в емкости 7, сухим газом, подача разбавленного воздуха в анализаторы 3, определение содержания кислорода в. разбавленном в.о здухе.

В соответствии с таблицей открыт клапан б. Сухой гаэ, проходя через 968764

6 е

Формула изобретения дроссель 12, выдавливает воздух из .емкости 7 в газоотборную .линию 2, с другой стороны сухой газ проходит через дроссель 11 и тоже попадает в газоотборную линию 2. В точке A воздух и сухой газ смешиваются в том же соотношении, что и контролируемый газ, и смесь попадает в газоанализаторы, среди которых есть газоанализатор кислорода, которым определяется концентрация кислорода в разбавленном воздухе.

Коэффициент разбавления можно оп,ределить по формуле

Св

= Свр где С8 - концентрация кислорода в воздухе»

Св> - концентрация кислорода в разбавленном воздухе.

Концентрация измеряемых компонентов в неразбавленном контролируемом газе можно определить, умножая показания газоанализаторов на разбавленном коитролируемом газе на коэффициент разбавления:

1 1Р

Требуемое значение коэффициента разбавления устанавливается регулиру емыми сопротивлениями 11 и 12 в зави-! симости от влагосодержания контролируемого газа, из расчета, чтобы при охлаждении разбавленного газа до нормальной температуры не произошло концентрации влаги.

Применение изобретения позволит контролировать концентрацию растворимых в воде веществ, содержащихся в газе при повышенной температуре и влажности, путем отбора газа непосредственно из аппарата (факелов» сбросных труб и т.п.)» что обеспечивает высокую экспрессность анализа.

При этом устройство обеспечит повышение точности анализа за счет разбавления пробы сухим газом и предотвращения потери части веществ с конденсатом после охлаждения пробы.

1. Устройство для контроля состава газа, содержащее фильтр, установленный на входе газоотборной линии, 5 подключенной к последовательно установленным газоаналиэаторам, выходы которых соединены с блоком обработки и представления информации, и эжектор, связанный с линией подачи сжато19 го воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения точности контроля за счет ликвидации возможности удаления контролируемых компонентов с конденсатом, оно дополнительно содержит емкость, помещенную в контролируемую среду, источник суxoro газа, регулируемые дросселн, . клапаны и командный блок, связанный соответствующими выходами с управляющими входами каждого клапана, при этом первый и второй клапаны установлены последовательно в контролируемой среде после фильтра на газоотборной линии, к которой через третий клапан подключена линия подачи сжа" того воздуха, связанная с первым и вторым клапанами и с входом емкости» подключенной выходом через четвертый клапан к всасывающему входу эжектора, а источник сухого газа соединен

30 через соответствующий регулируемый дроссель с выходом второго и входом четвертого клапанов.

2. Устройство по п. 1, о т л ив ч а ю щ е е с я тем, что в качестве

35 одного из газоанализаторов используют анализатор кислорода.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,щ Р 626388» кл» G ..01 Н 1/22» 1977.

2. Тхоржевский В.П. Автоматический анализ химического состава газон.

М.» Изд-во Химия, 1969, с. 160168

4 3. Анализаторы дымовых газов фирмы Хориба. Проспект торговой фирмы

Ничмен Ко, ЛТД, Япония, 1978 °

9б8764 уие мчание длераццу

1. Panoweeve еикоопц тнп роируень н гааи

2. Райо5иение янп ропируенпо гяа сухин аятц ноак райИлнного газа E гааана иьаюо ы, оп еймние со3е жвним u mepeey Aux каилонентоо о раЯаЬеннои ице.

3. Нйподнение <еикбся и газом с т8есяным содер каниеи какоголибо кокионента .(воздух),диаика фиЛюгра.

Ф. Ра баЬение 5т3уха сухим аэотои, опреоеление концентрации uzkcmного коипонента о раюЪабяеннои ооз духе.