FI70327C - Saett att analysera en gaskomposition - Google Patents

Description

70327

Tapa analysoida kaasuseosta Tämä keksintö kohdistuu tapaan analysoida mahdollisesti pöly-mäistä kiintoainetta sisältävää kaasuseosta erottamalla ja johtamalla määrätty määrä kaasuseosta näytteenottokanavaa pitkin analysointiin, jolloin erotettuun kaasuseokseen sekoitetaan tunnettu määrä nestettä kaasuseoksen absorboimiseksi nesteeseen ja jolloin analysointi suoritetaan analysoimalla kaasuseosta absorboinutta nestettä.

Ennestään on tunnettua mitata savukaasujen pölypitoisuutta ottamalla savukaasuista sopivin välein näyte ja analysoimalla tämän näytteen pölypitoisuus.

On myös tunnettua jatkuvasti mitata savukaasujen pölypitoisuutta valo-optiikan avulla, joka kuitenkin antaa pölymääräs-tä vain summittaista muutosta osoittavia tietoja.

Saksalaisesta hakemusjulkaisusta 27 23 310 tunnetaan lisäksi menetelmä ja laite kaasun jatkuvaksi analysoimiseksi absorboimalla kaasua virtaavaan nesteeseen ja mittaamalla kaasusta nesteeseen absorboituneet ionit ioniherkällä elektrodilla, jolloin absorptioneste sekoitetaan hienona sumuna kaasuun juuri ennen mittausta, nestemäinen faasi erotetaan kaasusta ja johdetaan jatkuvana virtauksena ionispesifisellä elektrodilla varustetun mitta-astian läpi.

Tällä ennestään tunnetulla menetelmällä ja laitteella ei kuitenkaan voida analysoida pölypitoisia kaasuja. Laitteessa näy-tekaasu joutuu tulemaan absorptiokohtaan kuivana koko näytteen-ottoputken pituuden, mikä saattaa käytännössä olla useita metrejä pitkä matka. Tällaisessa tilanteessa mahdollinen pöly kerääntyy mittauksen aikana kanavan seinille, josta se pölyn määrää ja komponentteja mitattaessa on pestävä näytteen joukkoon 2 70327 analysointia varten ja jolloin se aiheuttaa virtaushäiriöitä näytteenotossa estäen mm. näytteenoton isokineettisyyden toteutumisen .

Julkaisun ratkaisussa tapahtuu absorptio nestesuihkussa, jolloin näytekaasun viipymä absorptiossa samoin kuin imeytyrnispinta-ala on varsin huono ja absorptio toteutuu siten hyvin epätäydellisestä. Tällöin ei ole mahdollista mitata aineiden kvantitatiivisia arvoja, vaan joudutaan tyytymään pelkästään ilmaisuun siitä, onko jotakin ainetta mahdollisesti mitattavan kaasu-seoksen joukossa vai ei. Lisäksi erittäin pieninä pitoisuuksina esiintyvät kaasut sekä huonosti absorboituvat kaasut jäävät huomaamatta, koska ne eivät lyhyen absorptioajän vuoksi ehdi absorboitua havaittaviksi pitoisuuksiksi nesteeseen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan tapa, jolla on jopa jatkuvatoimisesti mahdollista mitata mahdollisesti pölypitoista kiintoainetta sisältävän kaasuseoksen komponentteja sekä kvalitatiivisesti että kvantitatiivisesti ja erityisesti tapa mitata jatkuvasti soodakattilan savukaasujen glauber-suolapitoisuutta.

Hakemuksen selityksessä ja patenttivaatimuksissa tarkoitetaan mahdollisesti pölypitoista kiintoainetta sisältävän kaasuseoksen analysoimisella kaasuseoksen kaasumaisten komponenttien ja/tai pölymäisessä muodossa olevien eri kiintoainekomponenttien analysoimista. Kaasuseoksella vastaavasti tarkoitetaan vähintään kahta kaasumaista ainetta tai vähintään yhtä kaasumaista ainetta ja vähintään yhtä kiintoainetta sisältävää yhdistelmää.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista .

Esillä olevan keksinnön mukaisesti erotetaan analysoitavasta kaasuvirrasta tai suuresta kaasumäärästä näytteenottokanavaan pieni kaasuvirtaus isokineettisesti ja johdetaan näytteenotto-kanavaa pitkin analysointiin. Välittömästi kaasuvirtauksen 70327 tultua erotetuksi eli heti näytteenottokanavan suulla kaasuvir-taukseen sekoitetaan nestettä esim. ruiskuttamalla sitä näytteenottokanavaan sen suuaukkoa ympäröivästä rakomaisesta kanavasta, jolloin neste muodostaa näytteenottokanavan poikki-suunnassa yhtenäisen kalvomaisen pinnan sekoittuen täten tehokkaasti kanavaan virtaavaan kaasuseokseen. Neste ja kaasu sekoittuvat toisaalta keskenään, jolloin absorptio alkaa välittömästi tapahtua ja toisaalta muodostavat näytteenottokanavassa vuorot-taisia jaksoja siten, että nesteestä muodostuu tulppia, joiden väliin jää tilaa kaasulle. Kun neste ja kaasu tällä tavalla virtaavat jopa kymmeniä metrejä pitkää näytteenottokanavaa pitkin analysointilaitteelle, ehtii absorptio tapahtua mahdollisimman täydellisesti samalla kun kanavaa pitkin virtaava neste pitää huolen siitä, että mahdolliset pölymäiset hiukkaset huuhtoutuvat kanavaa pitkin eteenpäin eivätkä jää kanavan seinille tukkimaan kanavaa ja siten sekoittamaan mittausta.

Kun tunnetaan sekoitettavan nesteen virtausmäärä aikayksikössä ja analyysiin virtaavan kaasun määrä aikayksikössä, voidaan helposti määrittää jopa jatkuvana mittauksena absorptionesteestä komponentit, joille tunnetaan analysointitapa ja edelleen järjestää laskenta tiettyjen seikkojen ja analyysin tuloksena saatujen mittausarvojen perusteella siten, että tuloksena on kunkin komponentin pitoisuus kaasutilavuusyksikköä kohti.

Mikäli halutaan mitata tietyn ajan keskiarvoa, voidaan samaa absorptionestettä kierrättää laitteistossa, jolloin nesteen pitoisuus absorboidun komponentin suhteen koko ajan kasvaa. Absorboidun komponentin kokonaismäärä jaettuna mitatulla kaasu-määrällä antaisi siis mittausajan keskipitoisuuden.

Eräs sovellutus jatkuvasta pitoisuusmittauksesta on soodakattilan savukaasujen glauber-suolapitoisuuden mittaus jatkuvanäyt-töisenä. Tällöin on mittauksen kohteena hyvin veteen liukeneva suola, jonka pitoisuus vedessä voidaan mitata nestevirtauksella olevalla Na-spesifisellä elektrodiparilla.

4 70327

Kiintoaineet ja kaasut erotetaan edullisesti vesivirrasta ennen sen analysoimista, jolloin vesivirrasta voidaan mitata sen natriumionipitoisuus natriumionispesifisellä elektrodilla.

Absorptionesteenä käytetty vesi johdetaan näytteenottotilaan, kuten näytteenottosondin näytteenottokohtaan näytteenottoaukon aukipysymisen varmistamiseksi ja siten, että kaikki vesi joutuu näytteenottotilaan siinä vallitsevan alipaineen vaikutuksesta.

Vesivirtaa voidaan analysoida natriumioniselektiivisellä elektrodilla tai jollain muulla sinänsä tunnetulla mittalaitteella, kuten esimerkiksi jatkuvatoimisella liekkifotometrillä tai suorittamalla turbidimetrinen sulfaattianalyysi.

Keksinnön mukaisella tavalla voidaan jatkuvasti seurata soodakattilan savukaasujen glauber-suolapitoisuusprofiilia savukaasu-kanavan kohdissa. Keksinnön avulla saadaan välitön tieto glauber-suolapitoisuudesta kanavan eri pisteissä sekä myös tietoja esimerkiksi nuohouksen tai sähkösuodinten kolistelun vaikutuksesta pölypäästöön.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää kaaviomaisesti laitetta esillä olevan keksinnön mukaisen tavan soveltamiseksi sovellettuna soodakattilan glauber-suolapitoisuuden mittaukseen.

Piirustuksessa on savukaasukanava merkitty viitenumerolla 1. Näytekaasua 2 imetään määrätyllä nopeudella erityisen näytteenottosondin 4 läpi. Sondin sisäpintaa pestään jatkuvalla vesisuihkulla, jota vettä johdetaan putken 5 kautta näytteenottosondin 4 näytteenottopäähän, niin että kaikki vesi joutuu näytteenottosondin 4 sisään näytekaasun pesemiseksi vedellä ja sondin sisäpinnan huuhtelemiseksi tarkasti mitatulla vesimäärällä, joka tämän jälkeen johdetaan putkea 6 myöten erotuslaitteeseen 7, jossa veteen liukenemattomat kiinteät ainesosaset 8 erotetaan vesivirrasta 9, joka johdetaan seuraavaan erotuslaitteeseen 5 70327 10, jossa kaasut 12 erotetaan vesivirrasta 13 ja pumpataan pumpulla 11 pois. Vesivirta 13 johdetaan mittauskennoon 14, jossa natriumionien väkevyyttä jatkuvasti mitataan natriumioni-spesifisen eLektrodin avulla. Natriumionien konsentraatio havainnoidaan elektrodipotentiaalina piirturin avulla. Näyte-kaasumäärän 2, pesuliuosmäärän 5 ja mitatun natriumionikonsentraa-tion avulla voidaan laskea savukaasujen glauber-suolakonsentraa-tio kullakin hetkellä.

Lopuksi vesivirta 15 johdetaan viemäriin tai takaisin prosessiin.

Keksintö ei ole millään tavalla rajoitettu edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan soveltuu käytettäväksi kaikenlaiseen kaasun analysointiin, kuten esim. kaupunkien ilman saastumisen tutkimiseen ja erilaisten aineiden ja kaasukomponenttien määrän kertymään tai jatkuvaan seurantaan mm. paikoissa, joissa jollakin tietyllä komponentilla tai tietyillä komponenteilla saattaa olla merkittävä vaikutus.

Claims (8)

70327

1. Tapa analysoida mahdollisesti pölymäistä kiintoainetta sisältävää kaasuseosta erottamalla ja johtamalla määrätty määrä (2) kaasuseosta näytteenottokanavaa (4) pitkin analysointiin, jolloin erotettuun kaasuseokseen sekoitetaan tunnettu määrä nestettä (5) kaasuseoksen absorboimiseksi nesteeseen ja jolloin analysointi suoritetaan analysoimalla kaasu-seosta absorboinutta nestettä, tunnettu siitä, että nestettä (5) sekoitetaan analysoitavaksi johdettavaan erotettuun kaasuseokseen välittömästi sen tultua erotetuksi ja että mainittu erotettu kaasuseos ja neste johdetaan olennaisesti yhdessä näytteenottokanavaa (4) pitkin analysoitavaksi kanavan (4) pitämiseksi puhtaana mahdollisesta, kiintoaineesta ja absorbointiajan pitämiseksi mahdollisimman suurena mainitun kaasuseoksen erottamisen ja kaasuseosta absorboineen nesteen analysoinnin välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että jatkuvasti määrätyn virtausmäärän mukaisen erotetun kaasuseoksen (2) sekoittamiseksi nesteeseen näytteenotto-kanavaan syötetään jatkuvasti uutta virtausmäärältään tunnettua nestettä jatkuvan analysoinnin suorittamiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että tiettyä nestemäärää kierrätetään määrätyn ajan syöttämällä sitä uudelleen näytteenottokanavaan mainitun ajan kaasuseoskertymän analysoimiseksi.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että mahdolliset nesteeseen liukenemattomat kiintoaineet (8) ja absorboitumattomat kaasut (12) erotetaan (7, 10) nesteestä (5) ennen sen analysointia (14).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että analysointi (14) suoritetaan jaksottaisesti jaksojen välille kertyneestä nesteestä ja edulisesti siten, että mahdolliset nesteeseen liukenemat- 70327 tomat kiintoaineet (8) ja absorboitumattomat kaasut (12) erotetaan (7, 10) näin kertyneestä nesteestä vasta hieman ennen sen analysointia (14).

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että syötettävä neste pidetään olennaisesti samassa lämpötilassa.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa soodakattilan savukaasujen glauber-suolapitoisuuden analysoimiseksi, tunnettu siitä, että nesteenä käytetään vettä ja että vedestä mitataan (14) sen natriumpitoisuus natrium-spesifisellä elektrodilla.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnettu siitä, että neste (5) sekoitetaan erotettuun kaasuseokseen (2) suihkuttamalla se näytteenottokana-vaan (4) sen poikkisuunnassa kalvomaisena suihkuna olennaisesti koko näytteenottokanavan (4) ympäriltä. 8 70327