CS254737B1 - Absorbér mikrosložky ovzduší - Google Patents

Abstract

Řeší se zařízení pro záchyt mikrosložky volného ovzduší, například fluorovodíku, přičemž roztoku s absorbovanou složkou se použije pro stanovení koncentrace mikrosložky v ovzduší. Absorbér je tvořený vzestupnou trubicí vzduchu, která ústí do hlavy, v níž je vytvořena odtoková komora s výstupem vzduchu a čerpadlem vzduchu. Dále je spojená se sestupnou větví, tvořenou regulátorem výšky hladiny absorpčního roztoku a sestupnou trubicí, do níž ústí přívody absorpčního roztoku a destilované vody. Sestupná trubice je spojena se vzestupnou trubicí. Nově je zde vyřešen vzájemný poměr vnitřních průměrů vzestupné a sestupné trubice, který je určený rozmezím od 1,4 do 25. Současně má sestupná větev ve všech svých úsecích vnitřní průměr větší nežli 0,5 mm a objem recirkulujícího absorpčního roztoku je menší nežli 30 ml.

Description

Vynález se týká absorbéru mikrosložky volného ovzduší, zejména fluorovodíku, za účelem jejího následného chemického stanovení.

Dosud známé absorbéry absorbují sledovanou složku do vodného roztoku, jehož složení je voleno tak, aby absorpce byla za použitých hydrodynamických poměrů co nejdokonalejší. Pro zajištění velké citlivosti měření je nutné volit co nejmenší poměr objemu absorpčního roztoku a objemu analyzovaného vzduchu. Těmto požadavkům vyhovuje zejména recirkulační absorbér, v němž cirkuluje malý objem absorpčního roztoku.

V roztoku obohaceném o měřenou složku, lze provést stanovení její koncentrace bez dalších operací, jako je například vyluhování pevného absorpčního materiálu, v němž byla mikrosložka nakoncentrovaná. Recirkulační absorbéry jsou tvořeny vzestupnou a sestupnou větví, přičemž vzestupnou větví prochází analyzovaný vzduch, který s sebou strhává absorpční roztok a sestupnou větví se vrací samotný absorpční roztok. Ve vyústění sestupné větve do proudu vzduchu je umístěna tryska. Průtok kapaliny v ml/ s protékající kruhovou kapilárou je popsán Poisellovou rovnicí:

V _ 3Γ r^p _ g $ yhr^ t 8 ty 1 8 “ΤΊ kde: v........... objem kapaliny

t........... čas

r........... poloměr kapiláry

p........... tlak

1........... délka kapiláry

........... hustota kapaliny \ ........... viskozita kapaliny

h........... výška vodního sloupce

g........... gravitační zrychlení

Z ní je zřejmé, že i velmi malé změny průřezu otvoru kapiláry tj. trysky, způsobené prachem, v jarních měsících pylem a podobně, ovlivňují podstatně rychlost průtoku absorpčního roztoku tryskou. Další zpomalení cirkulace tohoto roztoku vede ke vzniku ploch odparků vyschlého roztoku s absorbovanou složkou ve vzestupné větvi absorbéru a tím ke zhoršenému převodu stanovované mikrosložky do cirkulujícího roztoku, případně ke zhoršení stupně absorpce mikrosložky ve zmenšeném objemu absorpčního roztoku.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje absorbér mikrosložky ovzduší podle vynálezu, v němž poměr vnitřních průměrů vzestupné a sestupné trubice je stanoven v rozmezí od 1,4 do 25. Vnitřní průměr sestupné větve je pak ve všech svých úsecích větší než 0,5 mm a menší než 8 mm.

Zmíněným řešením se dosahuje potřebného rovnovážného stavu toku absorpčního roztoku jeho oběma větvemi, což u dříve navrhovaných absorbérů není zajištěno.

Absorbér podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu.

Je tvořen hlavou 3, v níž je vytvořena odtoková komora £. Odtoková komora 4, s výstupem 12 vzduchu je spojena jednak se vzestupnou trubicí 1^ a jednak se sestupnou větví, tvořenou regulátorem 5^ výšky hladiny absorpčního roztoku a sestupnou trubicí 2_. Sestupná větev je opatřena přívody 10 a £ absorpčního roztoku a destilované vody. V regulátoru 5 výšky hladiny absorpčního roztoku je umístěn snímač 6 výšky hladiny, který je elektricky spojený s relé J7. To ovládá ventil _8 průtoku destilované vody, umístěný v přívodu j) destilované vody. V sestupné trubici _2 je umístěn regulační ventil 11 průtoku absorpčního roztoku.

Na výstup 12 vzduchu je připojeno čerpadlo 13 vzduchu.

Analyzovaný vzduch nasávaný do vzestupné trubice £, strhává ve směru svého pohybu ze sestupné trubice 2 roztok, v němž se absorbuje žádaná mikrosložka. Absorpční roztok se zachycenou mikrosložkou se v odtokové komoře £ odděluje od proudu vzduchu a stéká do regulátoru 5 výšky hladiny absorpčního roztoku v sestupné větvi. Odtud se dostátá sestupnou trubici 2 do vzestupné trubice £, v níž je opět odsáván proudícím vzduchem. Vzduch přicházející do styku s absorpčním roztokem není v obecném případě nasycen vodní parou.

Při průchodu vzorku ovzduší malým objemem absorpčního roztoku se proto z roztoku odpařuje relativně velký objem vody. Aby byl zachován stupeň absorpce, který mimo jiné závisí i na objemu absorpčního roztoku, je nutné odpařenou vodu průběžně doplňovat. K tomu slouží snímač 6 výšky hladiny, v součinnosti s relé 7_ a ventilem £ průtoku destilované vody.

Pro bezchybnou funkci absorbéru musí být vnitřní průměr sestupné trubice £ vždy menší nežli je vnitřní průměr vzestupné trubice £. Poměr těchto vnitřních průměrů je v rozmezí od 1,4 do 25. Důsledek toho je, že při činnosti absorbéru absorpční roztok mající konstantní průtok v ml/s v obou větvích absorbéru, naplňuje užší sestupnou trubici £, po celé její délce a v celém jejím průřezu, zatímco v širší vzestupné trubici £ je obsažen v podoě kapek a filmu na jejích stěnách. Vnitřní průměr sestupné větve přitom nesmí být menší nežli 0,5 mm, nebot další zúžení by způsobilo komplikace známé z absorbérů využívajících trysky. Vnitřní průřezy a délky trubek sestupné větve jsou voleny tak, aby objem recirkulujicího roztoku byl co nejmenší. Při množství 30 ml je ještě zajištěna potřebná citlivost měření.

Při uvádění absorbéru do chodu se případně uplatňuje regulační ventil 11 průtoku absorpčního roztoku, kterým lze v sestupné trubici £ snadno nastavit požadovaný pracovní režim.

V konkrétním provedení absorbéru bylo použito sestupné trubice 2 o vnitřním průměru 4 mm a délce 25 cm a vzestupné trubice £ o vnitřním průměru 12 mm. V absorbéru byl udržován konstantní objem absorpčního roztoku cca 6 ml. Analyzovaný vzduch byl prosáván vzestupnou trubicí rychlostí 1,6 m^/h.

Claims (2)

1. Absorbér mikrosložky ovzduší, zejména fluorovodíku, tvořený vzestupnou trubicí, která ústí do hlavy, v níž je vytvořena odtoková komora s výstupem vzduchu, spojená přes sestupnou větev, sestávající z regulátoru výšky hladiny absorpčního roztoku a sestupné trubice, se vzestupnou trubicí, vyznačený tím, že poměr vnitřních průměrů vzestupné trubice /1/ a sestupné trubice /2/ je v rozmezí od 1,4 do 25, přičemž vnitřní průměr sestupné větve ve všech jejich úsecích je od 0,5 do 8 mm.

2. Absorbér mikrosložky ovzduší podle bodu 1, vyznačený tím, že v sestupné trubici /2/ je umístěn regulační ventil /11/ průtoku absorpčního roztoku.