FI80149B - Foerfarande och apparatur foer analysering av svaveltrioxid. - Google Patents

Description

1 80149

Menetelmä ja laite rikkitrioksidin analysoimiseksi

Kuvaus

Tekniikan ala 5 Keksinnön kohteena on menetelmä rikkitrioksidin analysoimiseksi ja laite menetelmän toteuttamista varten.

Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada menetelmä ja laite rikkitrioksidin, joka pystyy muodostamaan sumun, analysoimiseksi ja erityisesti rikkitrioksidia sisäl-10 tävien teollisuusemissioprosessikaasujen tarkkailemiseksi tällaisten kaasujen palauttamisen ja/tai näiden kaasujen emission ympäristöihin säätelemiseksi tarkoituksena ympäristön suojaaminen.

Tekninen tausta 15 Rikkihappoa valmistettaessa esiintyy alituisesti ongelmia, jotka liittyvät rikkitrioksidin ei-toivottuun emissioon, jolloin tällainen esiintyminen on erityisen selvä, kun prosessilaitteisto ylikuormittuu ja/tai tapahtuu käyttöhäiriöitä ja/tai kun tuotanto käynnistetään uu-20 delleen tällaisten käyttöhäiriöiden jälkeen.

Tällainen emissio voidaan sietää itsessään, edellyttäen, että se on niin pienimittakaavaista, että sillä ei ole ympäristöä pilaavaa vaikutusta. Tällaisten kaasujen emissio ei kuitenkaan saa olla jatkuvaa ja niin muodoin 25 on välttämätöntä tarkkailla kaasuja, jotka ovat peräisin teollisista prosesseista ja jotka ovat taipuvaisia synnyttämään emissio-ongelmia.

Vaikka tiettyjen kaasujen suhteen on mahdollista analysoida kaasu varsinaisessa savupiipussa käyttäen tätä 30 varten valon absorptioanalysointia, on kaasu jo joko tyhjentynyt systeemistä ympäristöön tai on tyhjennettävässä prosessissa tehden siten kaasun palauttamisen mahdottomaksi, jos tällainen osoittautuisi toivottavaksi.

US-patenttijulkaisusta 3 945 801 on aikaisemmin 35 tunnettua indikaattori kloorivedyn läsnäolon indikoimisek- 2 80149 si kaasuissa, jolloin kloorivetyä sisältävä kaasu saa kulkea tulo- ja poistopäällä varustetun tilan läpi molempien päiden ollessa varustetut valosähköisellä yksiköllä, ja jossa tilassa kloorivety saa reagoida ammoniakin kanssa 5 kaasuun dispergoituneiden ammoniumkloridipartikkelien muodostamiseksi, jolloin valosähköiset yksiköt määrittävät eron valoabsorptiossa ja täten kloorivedyn läsnäolon.

Ullmanin Encyklopädie der techn. Chemie voi. 21, p. 161-162 esittää, että rikkitrioksidi muodostaa rikki-10 happosumua, kun se saatetaan kosketukseen veden kanssa.

US-patenttijulkaisu 4 078 896 kuvaa menetelmää typpioksidien määrittämiseksi fotometrisen analysaattorin avulla annetulla aallonpituudella. Typpimonoksidin määrittämiseksi tämä muunnetaan dioksidiksi otsonin avulla. Mui-15 ta havaittavia kaasuja ovat rikkivety ja rikkidioksidi.

Siten on olemassa tarve löytää menetelmä, jolla kuivan poistokaasun rikkitrioksidipitoisuus voidaan mitata alavirtaan absorptiotornista rikkihappotehtaassa, niin että kaasu voidaan tarkastaa ja säätää nopealla tavalla. 20 Keksinnön esittely

Nyt on yllättäen havaittu tämän keksinnön mukaisesti olevan mahdollista analysoida kaasuja, jotka sisältävät rikkitrioksidia, joka pystyy muodostamaan sumun, jolloin keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että aina-25 kin 35 mg S03/m3 sisältävää rikkitrioksidikaasua johdetaan suljettuun tilaan; että mainittu kaasu saatetaan kosketukseen 15 g H2 0/m3 sisältävän ilman kanssa, jonka sisältämä vesimäärä reagoi rikkitrioksidin kanssa sumun muodostamiseksi, ja että sumun kyky sulkea valoa mitataan. Keksinnön 30 mukaiselle laitteelle tunnusomaiset piirteet esitetään patenttivaatimuksessa 4.

Tämän keksinnön avulla voidaan määrittää kaasuja, jotka sisältävät rikkitrioksidia määrässä alaspäin 35 mgtaan asti S03/m3, käyttäen tavallista ilmaa, jolla 35 on normaali kosteuspitoisuus, ts. vesisisältö 15-20 g 3 80149 H20/m3. On havaittu, että vesipitoisuuden ei tulisi olla pienempi kuin n. 15 g H20/m3, vaikka rikkitrioksidin määrä on pieni ja että siten kaikkea vettä ei tarvita.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viitaten oheiseen 5 piirrokseen, jossa

Kuvio 1 on läpileikkauskuva keksinnön mukaisen ana-lyysilaitteen ensimmäisestä edullisesta suoritusmuodosta sijoitettuna jäännöskaasujohtoon; ja

Kuvio 2 on poikkileikkauskuva keksinnön mukaisen 10 analyysilaitteen toisesta edullisesta suoritusmuodosta.

Viitaten ensin kuvioon 1 on siinä kuvattu sylinte-rimäinen putki 1, joka on sopivasti tehty haponkestävästä aineksesta, kuten haponkestävästä teräksestä tai polypropeenista. Putken toiseen päähän 2 on järjestetty pesä 3, 15 joka sisältää peilin 4. Välittömästi pesän 3 edessä on kaasun sisääntuloputki 5. Peilin 4 läheisyyteen on asennettu toinen sisääntuloputki 6, joka on tarkoitettu johtamaan ilmaa ja/tai inerttikaasua. Putken 1 toiseen päähän 7 on järjestetty toinen pesä 8, joka sisältää fotodio-20 din 9 ja vastaanottajan, valokennon, 10. Vastaanottaja 10 on kytketty siirtolaitteeseen 11, joka siirtää sisääntu-levat signaalit kirjoittimelle ja/tai näyttölaitteelle (ei näy kuviossa). Pesään 8 on kytketty syöttöputki 12, joka on järjestetty kuljettamaan ilmaa ja/tai inerttikaasua. 25 Putki 12 on yhteydessä putken 6 kanssa ja myös yhdysputken 13 kanssa, joka on järjestetty fotodiodin 9 ja vastaanottajan 10 ympärille ilman/inerttikaasun tuomista varten alueelle diodin ja vastaanottajan ympärille. Putken 1 toiseen päähän 7 on myös järjestetty poistoputki 14, joka on 30 kytketty imulähteeseen, esimerkiksi tyhjöpumppuun (ei näy kuviossa).

Kuviossa 2 esitetty suoritusmuoto käsittää sylinte-rimäisen putken 1, joka on tehty esimerkiksi polypropeenista. Putken 1 toiseen päähän 2 on järjestetty pesä 3, 35 johon on sovitettu fotodiodi 9. Suoritusmuoto sisältää 4 80149 myös putken 16, jonka läpi siihen voidaan tuoda ilmaa putken sisäosan huuhtelemiseksi. Putken 1 päähän 2 on järjestetty kaksi sisääntuloputkea 5 ja 6, joista ensiksi mainittu putki on yhdistetty jäännöskaasujohtoon (ei näy ku-5 viossa) ja jälkimmäinen on yhdistetty ilmalähteeseen. Putken 1 toinen pää 7 on varustettu lisäpesällä 8, johon on sovitettu vastaanotin 10 ja siirtolaite 11. Pesään 8 on yhdistetty vielä ilmahuuhtelun sisääntuloputki 12. Putken 1 toiseen päähän 7 on yhdistetty myös ulosmenoputki 14, 10 joka on yhdistetty imulähteeseen, jota ei näy kuviossa.

Laitteen toimintatapa on seuraava: Käytettäessä kuvioissa 1-2 kuvattua laitetta, avataan ulosmenoputki 14 tyhjölähteeseen, minkä jälkeen kaasua imeytyy jäännöskaasujohdosta putkeen 1. Kaasu voi olla 15 kaasua, joka poistuu absorptiotornista rikkihappotehtaassa ja siten on toivottavaa mitata rikkitrioksidin jäämämäärät kaasussa. Samanaikaisesti kosteaa ilmaa viedään putken 6 kautta, joka ilma on tarkoitettu huuhtelemaan puhtaaksi alueen peilin 4 ja valodiodin 9 ympärillä, vastaavasti, 20 ja reagoimaan kaiken läsnä olevan rikkitrioksidin kanssa muodostamaan rikkihapposumua. Ilman kosteuspitoisuus on kosteus, joka normaalisti on läsnä ympäröivässä ilmassa tavallisissa ilmasto-olosuhteissa. Samanaikaisesti kun ilmaa imetään putken 6 kautta, ilmaa imeytyy myös sisään 25 putkien 12/13 kautta ja pesän 8 läpi huuhdellakseen siten valodiodin 9/vastaanottajan 10 ja vastaavasti vastaanottimen 10 ympäristön. Valodiodi 9 säteilee valonsäteen, joka, ellei putkessa 1 ole sumua, kulkee vastaanottimeen 10 täydellä voimalla, valinnaisesti peilin 4 kautta, kun 30 käytetään kuvipn 1 suoritusmuotoa. Kun rikkitrioksidin läsnäolon johdosta muodostuu sumu, siirtynyt valo pyyhkiytyy pois, joko kokonaan tai osittain, jolloin määrä, johon asti valoa häviää, on verrannollinen läsnä olevan rikkitrioksidin määrään.

35 Kun läsnä olevan rikkitrioksidin määrän havaitaan 5 80149 olevan voimakkaasti liiallinen, voidaan kaasu jäännöskaa-sujohdossa palauttaa absorptiotorniin rikkihappotehtaassa tai voidaan tehdä vaarattomaksi jollakin muulla tavalla, esimerkiksi pesemällä. Kuvion 2 suoritusmuodossa olete-5 taan, että jäännöskaasua tuodaan putken 5 kautta samanaikaisesti kun kosteudeltaan normaalia ilmaa imeytyy sisään putken 6 kautta ja puhdistavaa kuivaa ilmaa kuljetetaan putken 16 kautta. Jos rikkitrioksidia on läsnä, se reagoi veden kanssa muodostamaan sumua, jonka kyky sammuttaa fo-10 todiodilta siirrettyä valoa voidaan helposti mitata edellä mainitulla tavalla.

Kaikki kaasut vedetään imemällä poistoputken 14 läpi, pitäen siten valolähde 9 ja vastaanotin 10 vapaana päällysteistä, esimerkiksi rikkihappopäällysteestä ja voi-15 daan suorittaa jatkuvaa analysointia, koska tuoretta kaa-sua/kaasuja voidaan alituisesti tuoda laitteistoon.

Käyttäen kuvion 1 mukaista peili/heijastinjärjeste-lyä, on mahdollista kaksinkertaistaa valonsäteen pituus tai laite voidaan vastaavasti lyhentää puoleen pituudes-20 taan, jollainen suoritusmuoto on kiinnostava, kun laite on sijoitettava jäännöskaasujohdon 21 sisään. Kun putki 1 myös sijoitetaan jäännöskaasujohtoon, se lämpenee samaan lämpötilaan kuin kaasu, tiivistysvaaran siten poistamiseksi. Edullisesti putken 1 ja pesien 3 ja 8 sisäpinnat on 25 muotoiltu niin, että ne estävät kaiken mahdollisesti muodostuvan kondensaatin pääsyn valolähde/vastaanotinyksi-köihin, esimerkiksi, kuten on esitetty kuviossa 2.

Kun analysoidaan rikkitrioksidia, pitoisuusalue voi olla 35-1 000 mg S03/m3 kaasua, jolloin tämä alue kattaa 30 täysin kaikki nykyiset toimintaolosuhteet.

Edellä esitetty kuvaus on tehty viitaten kaasuihin, jotka purkautuvat prosessiteollisuuksista. On kuitenkin ymmärrettävä, että polttokaasuja voidaan analysoida ja säädellä samalla tavalla erityisesti, kun polttokaasut 35 ovat pääasiallisesti vapaat noesta ja muista osasista, kuten asia on suurissa polttolaitoksissa.

Claims (4)

6 80149

1. Menetelmä kaasujen määrittämiseksi, jolloin kaasu viedään suljettuun tilaan ja sen annetaan reagoida rea- 5 genssin kanssa havaittavan tuotteen muodostamiseksi, tunnettu siitä, että ainakin 35 mg S03/m3 sisältävää rikkitrioksidikaasua johdetaan suljettuun tilaan (1); että mainittu kaasu saatetaan kosketukseen 15 g H20/m3 sisältävän ilman kanssa, jonka sisältämä vesimäärä reagoi 10 rikkitrioksidin kanssa sumun muodostamiseksi, ja että sumun kyky sulkea valoa mitataan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu viedään mittauskennoon (4,9,10) ja että toinen kaasu saatetaan kulkemaan mit- 15 tauskennoon sovitetuissa valomittausta varten olevissa yksiköissä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen kaasu on ilmaa sisältäen sen kosteuden, jonka tulee reagoida ensin mainitun 20 kaasun kanssa mainitun sumun muodostamiseksi.

4. Laite sumua muodostavan rikkitrioksidin määrittämiseksi patenttivaatimuksissa 1-3 olevan menetelmän mukaisesti, jolloin mainittu laite käsittää suljetun putkimaisen tilan (1); suljetun tilan (1) toisessa päässä si- 25 jaitsevan rikkitrioksidia varten olevan analyysiyksikön (8) sisältäen valolähteen (9) ja vastaanottimen (10) mainitusta valolähteestä (9) emittoidun valon vastaanottamiseksi; suljetun putkimaisen tilan (1) toisessa päässä siten sijaitsevan peilin (4), että valolähteestä (9) emit-30 toitu valonsäde kulkee suljetun putkimaisen tilan (1) läpi ensimmäiseen suuntaan, heijastuu peilistä (4) ja tämän jälkeen jälleen kulkee suljetun putkimaisen tilan (1) läpi toiseen, ensimmäistä suuntaa vastakkaiseen suuntaan; mitattavan rikkitrioksidia sisältävän kaasun lähteeseen lii-35 tetyn tuloputken (5); ainakin yhden tuloputken (6) ainakin ti 7 80149 toista kaasua varten, jolloin mainittu ainakin yksi tulo-putki (6) on sovitettu viemään mainittu ainakin toinen kaasu rikkitrioksidianalyysiyksikön (8) ja peilin (4) läheisyyteen; ja imulähteeseen liitetty poistoputki (14) 5 mainittujen kaasujen poistamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu poistoputki (14) ja tuloputki (6) on sovitettu etäisyyden päähän toisistaan. 8 80149