CS217707B1

CS217707B1 - A method for measuring the vapor content of substances or other gases in a given gas

Info

Publication number: CS217707B1
Application number: CS561679A
Authority: CS
Inventors: Milos Malik; Miroslav Volny
Original assignee: Milos Malik; Miroslav Volny
Priority date: 1979-08-17
Filing date: 1979-08-17
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Vynález řeší způsob měření absolutního či relativního obsahu par látek nebo jiných plynů ve stanovovaných plynech. Jeho podstatou je, že se pres temperovaný pevný sorbent, jehož teplota se snímá pomocí teplotního čidla, střídavě vede vzorek měřeného plynu a srovnávací plyn. Způsob měření podle vynálezu je univerzální a může ho- být využito například při kontrole koncentrací určených složek technologických plynů ve výrobním, zařízení, při měření znečištění ovzduší průmyslovými exhaláty, při měření vlhkosti průmyslových plynů a vzduchu pro průmyslové či meteorologické účely, dále při kontrolle ovzduší v uzavřených či polouzavřených prostorách, jako jsou kanalizace, šachty atd.The invention solves a method of measuring the absolute or relative vapor content of substances or other gases in the gases being determined. Its essence is that a sample of the measured gas and a reference gas are alternately passed through a tempered solid sorbent, the temperature of which is measured by means of a temperature sensor. The measurement method according to the invention is universal and can be used, for example, in controlling the concentrations of specified components of technological gases in production equipment, in measuring air pollution by industrial exhalations, in measuring the humidity of industrial gases and air for industrial or meteorological purposes, and in controlling the air in closed or semi-closed spaces, such as sewers, shafts, etc.

Description

Vynález řeší způsob měření absolutního či relativního obsahu par látek nebo jiných plynů ve stanovovaných plynech.The invention provides a method for measuring the absolute or relative vapor content of substances or other gases in the gases to be determined.

Je známo mnoho způsobů měření obsahu par látek či jiných plynů v technologických plynech, případně ve vzduchu, v souvislosti se sile dováním! složení těchto plynů v technologických zařízeních či plynů exhalovaných z technologického' zařízení do ovzduší. Obsah uvedených látek je možno měřit například extrakcí těchto látek pomocí extirakčních činidel a jejich následným stanovením v takto vzniklých roztocích polarograficky, kolorimetricky, chromatograficky a podobně. Ke' stanovení lze také použít chemické reakce příslušné látky s vhodným reaikčním činidlem s následným kvantitativním stanovením příslušné chemické změny činidla. Z fyzikálních metod jsou známy chromatografické rozbory plynů, případně stanovení cizích látek v plynech ina základě měření změny některé fyzikální vlastnosti plynu v důsledku jeho znečištění, jako je například hustota, tepelná vodivost, specifické teplo, rosný bod a podobně. Literatura rovněž popisuje metodu měření obsahu příměsí v plynech, vycházející ze stanovení rozpouštěcího či absorpčního tepla plynné směsi v absorpční kapalině (Ing. Werner Curth: Betriebsmess und Regelungstechnik, Berlin 1965). Nevýhodou uvedených metod je jejich značná pracnost a z ní vyplývající nedostatečná četnost stanovení, ve většině případů dále· náročnost na přístrojové vybavení a v neposlední řadě přílišná specifičnost jednotlivých metod.There are many known methods for measuring the vapor content of substances or other gases in process gases or in the air in connection with siloing! the composition of these gases in process equipment or of gases exhaled from process equipment to air. The content of the compounds can be measured, for example, by extraction of the compounds with the aid of extaction agents and their subsequent determination in the resulting solutions by polarographic, colorimetric, chromatographic and the like methods. Chemical reactions of a particular substance with a suitable reagent may also be used for the assay, followed by quantitative determination of the respective chemical change of the reagent. From the physical methods are known chromatographic analyzes of gases, or determination of foreign substances in gases based on measurement of changes in some physical properties of gas due to its contamination, such as density, thermal conductivity, specific heat, dew point and the like. The literature also describes a method for measuring the content of admixtures in gases, based on the determination of the dissolution or absorption heat of a gas mixture in an absorption liquid (Ing. Werner Curth: Betriebsmess und Regelungstechnik, Berlin 1965). The disadvantage of these methods is their considerable laboriousness and consequent insufficient frequency of determination, in most cases also the demands on instrumentation and last but not least the excessive specificity of individual methods.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob měření obsahu par látek nebo plynů ve stanovovaných plynech podle vynálezu. Jeho podstatou je, že se přes temperovaný pevný sorbent, jehož teplota se snímá pomocí teplotního čidla, střídavě vede vzorek zaměřeného plynu a srovnávací plyn.These disadvantages are overcome by the method of measuring the vapor content of substances or gases in the gases to be determined according to the invention. Its essence is that a sample of the targeted gas and a reference gas are alternately passed through a tempered solid sorbent, the temperature of which is sensed by means of a temperature sensor.

Způsob měření podle vynálezu představuje jednoduchou, přesnou a universální metodu měření obsahu pair látek a jiných plynů ve stanovených plynech. Množství pevného sorbentu, ve kterém probíhají sorpční děje, je značně malé a příslušné měřené změny jeho teploty jsou velmi rychlé. Způsob měření podle vynálezu umožňuje proto značnou četnost analýz a stálou kontrolu nullové hodnoty zařízení. Metodu lze použít pro stanovení absolutního obsahu par látek a jiných plynů ve stanovených plynech či koncentračních gradientů a odchylek od žádané střední hodnoty koncentrace plynů nebo par příslušných látek v plynech.The method of measurement according to the invention is a simple, accurate and universal method for measuring the content of pairs of substances and other gases in specified gases. The amount of solid sorbent in which the sorption processes take place is very small and the respective measured changes in its temperature are very fast. The measurement method according to the invention therefore allows a considerable frequency of analyzes and constant control of the zero value of the device. The method can be used to determine the absolute content of vapors of substances and other gases in specified gases or concentration gradients and deviations from the desired mean concentration of gases or vapors of the relevant substances in gases.

Praktické provedení způsobu měření podle vynálezu vychází z toho, že se přes temperovaný pevný sorbent, jehož teplota je snímána pomocí citlivého termistoru v mostovém zapojení, vede nejprve proud čistého plynu, přičemž konstantní teplota je registrována jako mulitová hodnota koncentrace par zjišťované látky. Nahradí-li se proud čistého plynu měřeným plynem, dochází k absorpci obsažených par v sorbentu, -což se projeví zvýšením jeho teploty v důsledku tvorby absorpčního tepla, a na registračním záznamu se objeví výchylky, jejíž velikost je úměrná koncentraci páry příslušné látky ve stanovovaném plynu. Po rovnovážném nasycení sorbentu měřenou látkou se opět teplota sorbentu vrátí na původní nulovou hodnotu. Po připojení proudu čistého plynu se projeví teplotní změna sorbentu v důsledku Spotřeby desorpčního tepla stejným způsobem, pouze ,s tím rozdílem, že registrovaná teplotní výchylka je záporná. Způsob měření je možno uspořádat i pro stanovení relativního obsahu par látek či plynů ve stanovovaném plynu s tím, že jako srovnávacího plynu se použije plynu se základní koncentrací stanovované látky (měření koncentračních gradientů), nebo plynu se střední koncentrací měřené látky (měření odchylek koncentrace příslušné látky od žádané střední koncentrace). Odchylky teplot sorbentu od relativní nulové hodnoty, stanovené při průchodu srovnávacího plynu, jsou buď positivní, je-li koncentrace měřené látky v plynu vyšší než ve srovnávacím plynu, případně negativní, je-li koncentrace měřené látky v plynu nižší než ve srovnávacím plynu.A practical embodiment of the measurement method according to the invention is based on the fact that a pure gas stream is first passed through a tempered solid sorbent, the temperature of which is sensed by a sensitive thermistor in a bridge circuit, the constant temperature being registered as a mullite value of the vapor concentration of the substance. When a pure gas stream is replaced by a measured gas, the vapors contained in the sorbent are absorbed, resulting in an increase in its temperature due to the generation of heat of absorption, and variations in the register are proportional to the vapor concentration of the substance in the gas . After equilibrium saturation of the sorbent with the measured substance, the temperature of the sorbent returns to the original zero value. Upon connection of the pure gas stream, the temperature change of the sorbent will be the result of the desorption heat consumption in the same way, except that the registered temperature deviation is negative. The method of measurement can also be arranged to determine the relative vapor content of substances or gases in the specified gas, using as a reference gas a gas with a basic concentration of the substance to be measured (concentration gradient measurement) or a gas with a medium concentration substances from the desired mean concentration). The deviations of the sorbent temperatures from the relative zero value determined when passing the reference gas are either positive if the concentration of the test substance in the gas is higher than in the reference gas, or negative if the concentration of the measured substance in the gas is lower than in the reference gas.

Způsobu měření vynálezu bylo' úspěšně využito při měření obsahu par toluenu v ovzduší a dále pro měření vzdušné vlhkosti v přízemní vrstvě atmosféry. Při měření toluenových par bylo jako srovnávacího plynu použito čistého vzduchu z tlakové láhve, při měření vlhkosti vzduchu sloužil jako srovnávací plyn atmosférický vzduch zbavený vlhkosti v silikagelovém sušiči. Při uvedených měřeních byla četnost jednotlivých stanovení dvanáctkrát za hodinu u stanovení par toluenu a třicetkrát za hodinu u stanovení vzdušné vlhkosti. V případě stanovení obsahu par v ovzduší bylo dosaženo citlivosti odpovídající 1 ppm toluenu ve vzduchu. Při stanovení obsahu vlhkosti ve vzduchu bylo pracováno s citlivostí 0,2 g HjO/Nm³ vzduchu, i když metoda dovoluje při měření menších obsahů vzdušné vlhkosti či jejich gradientů stejnou citlivost jako v případě měření obsahu par toluenu v ovzduší. Způsob měření podle vynálezu je dobře využitelný i v tom případě, obsahuje-li stanovený plyn více složek, s tou úpravou, že se předřazením vhodného sorbentu stanovení jednotlivých látek rozdělí při současném snížení četnosti analýz. Výsledkem měření je pak záznam výchylek příslušejících jednotlivým složkám analyzované směsi.The method of measuring the invention has been successfully used to measure the toluene vapor content of the atmosphere and further to measure the atmospheric moisture in the ground layer of the atmosphere. For the measurement of toluene vapors, pure air from the cylinder was used as reference gas, and atmospheric, dehumidified air in a silica gel dryer was used as reference gas. In these measurements, the frequency of each assay was twelve times per hour for toluene vapor and thirty times per hour for air humidity. A sensitivity equivalent to 1 ppm of toluene in air was achieved when determining the vapor content of the atmosphere. When determining the moisture content in the air, a sensitivity of 0.2 g HjO / Nm ^{3 of} air was used, although the method allows the same sensitivity when measuring smaller atmospheric moisture contents or their gradients as in the case of measuring the toluene vapor content in the atmosphere. The measurement method according to the invention is well applicable even if the gas to be determined contains several components, with the difference that the determination of the individual substances is separated by the introduction of a suitable sorbent, while reducing the frequency of analyzes. The result of the measurement is the recording of deflections related to the individual components of the analyzed mixture.

Způsobu měření podle vynálezu může být pro svou univerzálnost využito v četných případech, například při měření koncentrací jednotlivých složek technologických plynů při výstupu ze zařízení do ovzduší, při měření znečištění ovzduší průmyslovými exhaláty, při kontrole koncentrací určených složek technologických plynů ve výrobním zařízení, dále při měření vlhkosti průmyslových plynů a vzduchu pro průmyslové či meterologické údaje, při kontrole ovzduší v uzavřených a polouzavřených prostorách, jako jsou například kanalizace, šachty atd.The method of measurement according to the invention can be used for its versatility in numerous cases, for example when measuring the concentration of individual process gas components at the outlet of the equipment into the atmosphere, measuring air pollution by industrial gases, checking the concentrations of the specified process gas components in the production equipment, humidity of industrial gases and air for industrial or metrological data, when checking the atmosphere in closed and semi-enclosed areas, such as sewers, shafts, etc.

Claims

Method for measuring the vapor content of substances or other gases in the gases to be determined, characterized in that a sample of the gas to be measured and a reference gas are alternately passed through a temperature-absorbent solid sorbent whose temperature is sensed by a temperature sensor, for example a thermistor.