Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Избирательная абсорбция одного из компонентов газовой смеси является, естественно, классическим методом газового анализа. Оксид углерода (IV) быстро поглощается раствором едкого кали, кислород — щелочным раствором пирогаллола, а оксид углерода (II) —одним из нескольких растворителей, например аммиачным раствором хлорида меди. Все эти растворы применяются последовательно при анализе отходящих газов либо в аппарате Орса, либо в одной из многочисленных его модификаций; при этом про-а газа постоянно уменьшается в объеме вследствие последовательного поглощения компонентов.
77
J—Г
Рис. П-11. Измерение концентрации кислорода*] с использованием парамагнитного свойства Og (метод «магнитного ветра») [566]:
t — магнитное поле; 2 — детектор; 3 — питание перемен- 1 ным током.
Прибор был автоматизирован, например аппарат «Моно Дуплекс» (изготови- j тель фирма Джеймс Гордон энд К°1] ЛТД), в котором вначале поглощается]] СОг, определяется уменьшение объема* Г затем проводят дожигание несгоревшихі газов (водорода и CO) и определяют по-і вторное поглощение СОг, причем второе| уменьшение объема приходится на содер-« жание несгоревших газов в образце. Бон лее изящный метод, применяемый и прч| значительно меньшем содержании, со-1 стоит в измерении электропроводимости щелочно-карбонатного раствора до и по-] еле абсорбции оксида углерода (IV). Кислород — парамагнетик, т. е. он| втягивается внешним магнитным полем, тогда как большинству известных газов — диамагнетики, т. е. они выталкиваются магнит! ным полем. Этот принцип используется в приборе, разработанное Лером (рис. II-11) [566].
Анализируемый газ отбирают в ячейку, он проходит кольцо выходит с противоположной стороны. В ячейке расположена гори! зонтальная трубка, на которой имеются две идентичные платине вые обмотки, присоединенные к мостику Уинстона, обмотки нагре-1 ваются при приложении напряжения к мостику.
К части трубки приложено магнитное поле, причем полюса paioi положены таким образом, что магнитный поток сконцентрирован] вокруг одной обмотки. Кислород из газового потока втягивается в] это поле, его восприимчивость уменьшается, что ведет к поступле-j нию новых порций кислорода в трубку и к постоянному току КИС-J лорода вдоль трубки слева направо.
Левая платиновая обмотка, нагревающая газ, становится холод-Ч нее правой, и происходит разбалансировка мостика, по которой| можно определить содержание кислорода в газе. Промышленное < применение этого метода детально описано в обзоре Стерлинга| и Xo [813].
Газы, содержащие радиоактивные компоненты, пропускают че-1 рез специальные ячейки со счетчиками Гейгера — Мюллера или coj специальными счетчиками с фотоумножителями, которые соедине-я ны с регистрирующими устройствами и самописцами.
Все описанные выше методы относятся к непрерывному отбору! и анализу газов. Однако, во многих случаях это оборудование н€-1
78
доступно либо анализ невозможно проводить на месте отбора пробы. Тогда пробу газа переносят в газоотборную стеклянную или металлическую емкость (склянку). Газоотборные емкости представляют собой баллоны объемом от 25 до 500 мл с запорными кранами на обоих концах. Перед использованием емкость промывают и заполняют жидкостью, которая не поглощает ни один из компонентов анализируемой газовой смеси. При анализе дымовых газов с этой целью обычно используют воду, подкисленную сильной кислотой для уменьшения поглощения СОг.
В других случаях удовлетворительные результаты получают при применении ртути, хотя она тяжелая и доставляет затруднения в работе. Во время отбора пробы жидкость вытесняется газом, и если давление в газовой линии не слишком мало, то с поступающей из баллона жидкостью проба газа может втянуться в баллон.
Пробы могут быть также отобраны с помощью шприца; этот метод наиболее удобен, если последующий анализ проводят методом газовой хроматографии. Если же этот метод недоступен или неприменим для анализа газовой омеси, то можно использовать метод абсорбции*, причем применяют либо аппараты постоянного давления (типа Ореа), либо постоянного объема (типа Боуна и Вилера). Необходимо отметить, что оксиды серы (IV) и углерода (IV) обычно поглощаются вместе щелочными растворителями, и для их раздельного определения требуются специальные меры предосторожности и специальные методы.
6. ОТБОР И АНАЛИЗ ПРИМЕСЕЙ
Большинство методов, применяемых для определения основных газовых компонентов,— абсорбция, ИК-абсорбция и др., могут быть использованы и для определения примесных компонентов с внесением в методы некоторых изменений. Особое место среди методов анализа следовых концентраций (в частности, углеводородов) занимает газовая хроматография.
ИК-абсорбция позволяет получить абсолютное значение объемной концентрации табулированных веществ для конкретного серийного прибора, который может работать в непрерывном режиме. Ниже приведены абсолютные значения отклонений прибора при максимальной его чувствительности:
Газ (пар) . . , CO CO2 NO2 CH4 H2O Органические
вещества
% (об.) . . . 0,05 0,01 0,01 0,1 0,25 От 0,1
