Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Методы отбора проб для постоянного контроля за ходом реакции* применимы и для анализов, необходимых для разработки газоочистительного оборудования. Основой анализа является определение плотности, теплопроводности, ИК-опектроскопия, дифференциальная абсорбция в растворителях, изменение электропроводности растворителей и специфических физических свойств, таких как парамагнитные свойства кислорода или радиоактивность некоторых газов от радиоактивных источников.
Приборы для измерения плотности основаны на определении компонента, масса 1 моль которого выше, чем масса 1 моль газовой смеси без этого компонента. Наиболее типичным примером является определение оксида углерода (IV) в отходящих газах. Плотность СОг с массой 1 моль, равной 44, значительно выше плотности других компонентов: кислорода (32), азота (28) и CO (28).
Плотномер обычно представляет собой прибор сравнения, в котором две мешалки, помещенные соответственно в воздушную среду и в анализируемый газ напротив двух дисков быстро вращаются в противоположных направлениях, диски связаны со стрелкой ¦игкалы прибора. Такой прибор, известный в промышленности как Ренарекс или Пирорекс, может использоваться и для определения плотности других тяжелых газов в воздушных смесях.
Теплопроводность измеряется с помощью компенсационных приборов, работающих на принципе мостика Уинстона. Теплопроводность CO2 составляет 60% теплопроводности воздуха, в то время как теплопроводность CO лишь не намного ниже теплопроводности воздуха. К сожалению, теплопроводность оксида серы (IV) составляет лишь треть от теплопроводности воздуха; таким образом, есди дымовые газы содержат несколько процентов SO2 (при сжигании сернистого топлива), то измеренное содержание CO2 будет значительно выше, чем оно было бы в отсутствие оксида серы.
ИК-абсорбция представляет собой изящный метод, разработанный в последние годы для повседневного промышленного примене-
ав * Британский комитет по стандартам подготовил стандарт на непрерывный
о.чатический анализ отходящих газов.
75
I
1~ I Il I 8 3 I 1 I 1 и,! ! 7 ^ і 'її1/ 1 і W Y
j
' * і I I I л j ж
Рис. 11-10. Устройство прецизионного фотометра (модель Дюпон 400) [586а])
/ — отделения источника света; II — отделения для отбора пробы; III — отделения для де^ тектора; IV — контрольный пункт; V — записывающее устройство; /— линза; 2 — ячейка длі{ пробы; 3 — разделитель луча; 4 — фототрубка; 5 — измерительный фильтр; 6 — зеркало; 7—1 контрольный ^фильтр; 8 — оптический фильтр; 9 — контрольная ячейка. ]
ния [553] для анализа разнородных газов, например, SO2, CO, COj H2O1 N2O, CH4 и паров органических соединений. Некоторые и! этих газов могут находиться в смеси одновременно, если только их абсорбционные полосы не перекрывают полосу определяемого! газового компонента. Ho даже и в этом случае могут быть найде-] ны такие оптические траектории для фотоэмиссионных трубок И фильтров, что в их спектр излучения будет входить излучение а длиной волны абсорбированного определяемого газа, содержащего! ся в пробе. 1
Такое устройство, в котором применяется либо расщепляющий^ ся пучок, либо двойной пучок волн, показан на рис. И-10. Если нужно измерить разницу в абсорбции при двух различных длинах волн, используется расщепитель светового .потока, компенсирующий влияние интерферирующих газов и твердых частиц. С другой стороны, прибор с двойным пучком измеряет поглощение при ОДНОЙ длине волны в двух пучках (один измерительный, второй — ера®* нения), давая точную разницу в поглощении.
76
J
ТАБЛИЦА 11-5 Измерительная способность промышленного УФ-анализатора
Газ (или пар) Концентрация иа выходе, МЛН-1 Чувствительность, МЛН-1 Газ (или пар) Концентрация на выходе» МЛН—і Чувствительная, мли—і
SO2 2000 8 NH3 1000 50
NO2 От 50 до 500 2 C6H6 2000 5
Cl2 2000 10 Диметилформ- 2000 12
амид
Br2 1000 4 Фурфурол 1000 0,04
F2 2000 100 Толуол 2000 5
H2S 1000 3 Циклогексанон 2000 50
Ацетон 1000 50 Фенол от 0,1 до 10 0,002
Абсорбция в ультрафиолетовой области спектра с успехом была использована для непрерывного анализа газов в технологических потоках (включая отходящие газы). С помощью этого метода определялись такие газы, как оксиды серы (IV) и азота (IV), хлор, бром, фтор, сероводород, ацетон, аммиак, бензол, диметилформ-амид, фурфурол, толуол, циклогансанш и фенол. Типичные концентрации и пределы 'чувствительности одного из таких приборов приведены в табл. II-5.
Для типичного анализа дымовых газов с целью определения SO2 и NO2 применяется прибор с расщепляющимся пучком: SO2 сильно поглощает при длине волны 302 нм, тогда как практически ¦He поглощает при длине волны сравнения — 546 нм. Интерференция с NO2, присутствующим в газе, минимальна, поскольку оксид азота (IV) поглощает практически одинаково при обеих этих длинах ВОЛ'Н.
Для определения NO2 в качестве измеряющей выбрана длина волны 436 нм, а волны сравнения — 546 нм, поскольку SO2 не поглощает ни при одной из этих волн и, следовательно, не интерферирует. Для отсечения всех волн с длиной менее 436 нм между лампой и кюветой с образцом устанавливают оптический фильтр, что препятствует возникновению фотохимических реакций. Можно ¦предусмотреть ручное или автоіматическое переключение фильтров, •и таким образом оба газа могут быть определены поочередно. Для того, чтобы получить линейный сигнал, на выходе фотометра используют логарифмический умножитель.
