Ta czesc rury do spalan, w której znajduje sie analizowana sub¬ stancja, jest podgrzewana za pomoca przesuwane¬ go wzdluz osi rury zródla ciepla, w dalszym opisie nazywanego piecem przesuwnym. Dalszy odcinek tej rury do spalan, który wypelniony jest kataliza- 2 torem, jest otoczony dluzszym, nieruchomym pie¬ cem rurowym, tak zwanym piecem katalizatora.Spalanie odbywa sie podczas bardzo wolnego prze¬ suwania pieca przesuwnego wzdluz tej czesci rury 5 do spalan, w której znajduje sie analizowana sub¬ stancja, przy czym przesuwanie to odbywa sie w kierunku pieca katalizatora badz recznie, badz tez za pomoca napedu mechanicznego albo elek¬ trycznego. Przy oznaczaniu wegla i wodoru, prp- 10 dukty spalania przeplywaly przez rure do spalan wraz z ciaglym strumieniem tlenu, natomiast przy oznaczaniu azotu przeplywaly one wraz ze stru¬ mieniem dwutlenku wegla, plynacym w sposób ciagly przez rure do spalan i przez strefe kataliza- 15 tora, ogrzewana za pomoca nieruchomego pieca.Na ogrzanym katalizatorze produkty spalania zmie¬ niaja sie ilosciowo na produkty gazowe i na koncu rury do spalan sa pochlaniane w aparatach absorp¬ cyjnych lub tez oznaczane wolumetrycznie. W nie- 20 których urzadzeniach wspomniany tlen lub dwu¬ tlenek wegla przeprowadza sie przez oddzielne piece oczyszczajace, w celu uwolnienia ich od za¬ nieczyszczen nabytych w toku produkcyjnym. Od¬ powiednio do rodzaju analizowanej substancji (sta- 25 lej, cieklej lub gazowej) trzeba dobierac tempera¬ ture pieca przesuwnego oraz predkosc jego przesuwu.Aby uczynic zadosc rosnacym wymaganiom sta¬ wianym analizie elementarnej, zostaly opracowane 30 urzadzenia pólautomatyczne. Wymagane przez ana- 4932449324 3 lizowana substancje zmienianie predkosci przesu¬ wu pieca i jego temperatury bylo rozwiazywane w rozmaity sposób. Piec przesuwny byl na przy¬ klad wykonany jako elektrycznie ogrzewany piec pierscieniowy ze spirala grzewcza. W innym wy¬ konaniu zastosowano odchylony piec pierscieniowy jako piec przesuwny. Naped pieca przesuwnego od¬ bywal sie za pomoca znanych srodków technicz¬ nych, na przyklad za pomoca silnika elektrycznego z przekladnia zebata lub mechanizmu zegarowego poprzez krazek sznurkowy. Ten ostatni rodzaj na¬ pedu ma te wade, ze nie mozna regulowac pred¬ kosci posuwu i ze caly mechanizm napedowy latwo ulega uszkodzeniom. Poza tym nie mozna bylo od¬ laczac pieca ruchomego od rury do spalan.W innym urzadzeniu (Zimmermann'a) zamiast ogrzewanego odcinka przez piec przesuwny, prze¬ widziany jest nieruchomy piec do spalan. Urzadze¬ nie to pracuje wedlug zasady przenoszenia ciepla to znaczy ogrzewanie pieca odbywa sie w tempie dotychczasowego przesuwu pieca ruchomego od konca pieca do pieca z katalizatorem. W tym celu piec do spalan ma postac pólczaszy, w której po¬ dzielone na kilka odcinków zwoje ogrzewcze umie¬ szczone sa jedne za drugimi. Pólczasza ta jest przy¬ kryta pokrywa ceramiczna nie zaopatrzona w zwoje grzewcze, tak ze spelnia ona tylko role* odchylanej pokrywy zamykajacej. Za pomoca trzech transfor¬ matorów regulacyjnych, w czasie automatycznego procesu przelaczania, nastawia sie przed kazda analiza odstepy czasu i temperatury spalan w po¬ szczególnych odcinkach pieca. Wada jest przy tym to, ze sam przebieg spalania mozna obserwowac tylko po uprzednim podniesieniu pokrywy. Powsta¬ ja przy tym znaczne wahania temperatury w ukla¬ dzie spalania* które maja niekorzystny wplyw na wynik analizy. Ponadto przewidziany jest stru¬ mien powietrza do ochladzania rury do spalan oraz pieca do spalan po ukonczeniu spalania. Na¬ wet przy stosowaniu strumienia powietrza lub in¬ nych technicznych srodków ochladzajacych, ochla¬ dzanie ukladu spalania po przeprowadzeniu anali¬ zy jest jednak tak powolne, ze nie zapewnia szybr kiego kolejnego przeprowadzenia analiz. Poza tym nie mozna kontrolowac stopnia ochlodzenia. A za¬ tem spalanie trudnotopliwych zwiazków w ustalo¬ nym trybie jest mozliwe do przeprowadzania tylko z duzymi stratami czasu.Wlasciwosci katalizatorów, stosowanych w do¬ tychczas znanych urzadzeniach, jak na przyklad tlenku miedziowego, dwutlenku olowiu, chromia¬ nu olowiu itd., wymagaja umieszczenia wiekszej ich ilosci w rurze spalan, wskutek czego otrzymuje sie stosunkowo dluga strefe katalizatora przekra^ czajaca 20 cm. Wada takich urzadzen jest dlugi czas spalania. Poza tym konieczne staje sie prze¬ dluzenie kwarcowej rury do mniej wiecej 600 mm.Ponadto w wymaganych do spalania temperatu¬ rach 500—1000°C wspomniane katalizatory powo¬ duja korozje rury do spalan, wobec czego w krót¬ kim czasie rury te w strefie katalizatora zaczynaja sie kruszyc.Inne jeszcze znane tego rodzaju urzadzenia maja rury do spalan o zmiennym przekroju, to znaczy rura staje sie wezsza w kierunku strefy kataliza¬ tora. Rure taka jest trudno wykonac i jak wyka¬ zuje doswiadczenie ma on,a mniejsza trwalosc. Przy jej stosowaniu wspomniane katalizatory wyma¬ gaja utrzymywania dokladnie jednakowej tempe- 5 ratury pieca, co wymaga stosowania w tym celu specjalnych urzadzen, na przyklad regulatora bi¬ metalowego lub termometru kontaktowego. Te specjalne urzadzenia stanowia zródlo bledów i komplikuja konstrukcje calego urzadzenia. 10 W celu utrzymywania stalej predkosci przeply¬ wu niezbednego do spalania tlenu, we wszystkich znanych urzadzeniach stosuje sie flaszke Wulffa, za pomoca której przeprowadza sie tez równocze¬ snie dokladny pomiar stosowanej ilosci tlenu. 15 W znanych, elektrycznie napedzanych i elek¬ trycznie ogrzewanych urzadzeniach, które pracuja z wyzej opisanymi katalizatorami wrazliwymi na temperature, specjalnie ujemny wplyw maja wa¬ hania elektrycznego napiecia roboczego. Nie mozna 20 utrzymywac dokladnie temperatur, a predkosc przesuwu pieców przesuwnych nie jest równomier¬ na. Z wahaniami temperatury wiaza sie nieroz¬ lacznie róznice cisnienia w calym ukladzie ruro¬ wym. Te zewnetrzne wplywy oddzialywuja bardzo 25 niekorzystnie na dokladnosc analizy.Analizy widlowe mozna przeprowadzac za po¬ moca tych znanych aparatów tylko przy duzym zuzyciu czasu. Pod terminem analizy widlowej rozumie sie analize nieznanej bardzo kosztownej 30 substancji, na przyklad bedacych do dyspozycji w znikomych tylko ilosciach surowców natural¬ nych, przy pomocy substancji próbnej, która spala sie najpierw przed spaleniem substancji nieznanej i nastepnie po spaleniu tej substancji. Sposób ten 35 jest zazwyczaj stosowany w kazdej technice po¬ miarowej, w celu wyeliminowania bledów urza¬ dzenia, jesli pomiar, w tym przypadku spalanie, moze byc wykonane tylko jeden raz.Za pomoca dotychczas znanych urzadzen mozna 40 w jednostce czasu wykonac tylko jedna analize, poniewaz sa one zaopatrzone w jedna tylko rure do spalan i przynalezne do niej piece. Analizy seryjne i równolegle w ciagu jednej jednostki cza¬ su nie moga byc przeprowadzane, Czas spalania 45 wynosi mniej wiecej 20 — 30 minut. Przeprowadze¬ nie analizy widlowej wymaga trzech kolejnych po¬ jedynczych analiz, a mozna je przeprowadzic je¬ dynie w odpowiednio dlugim okresie czasu. Istnie¬ je jednak ogólna tendencja przeprowadzania ana- 50 lizy przez spalanie z bardzo malymi ilosciami analizowanej substancji przy równoczesnym skró¬ ceniu czasu trwania spalania.Celem wynalazku bylo skonstruowanie takiego urzadzenia do przeprowadzania elementarnej ana- 55 lizy dwutlenku wegla, wodoru i azotu, które umoz¬ liwiloby przeprowadzanie seryjnych i równoleg¬ lych analiz w bardzo krótkim czasie przy nieskom¬ plikowanej obsludze.Zadanie to zostalo wedlug wynalazku rozwiazane 60 za pomoca samoczynnego urzadzenia do spalan, które jest przeznaczone do analizy mikroelemen- tarnej i które zaopatrzone jest w przesuwne piece i przynalezne do nich piece katalizatora, przy jednoczesnym uniknieciu wymienionych wyzej, 65 wad urzadzen znanych. Na podstawie umieszczone41824 sa wzajemnie równolegle nieruchome dwa piece katalizatora oraz dwa zaopatrzone w wybrania piece przesuwne, osadzone na suporcie krzyzowym za pomoca polaczenia wtykowego. Podczas procesu spalania wspomniane wybrania sa zamkniete za pomoca umieszczonego równiez na suporcie krzy¬ zowym bloku zamykajacego, sporzadzonego z cera¬ miki lub materialu podobnego, tak ze piece prze¬ suwne tworza jeden blok otaczajacy rury do spa¬ lan. Piece przesuwne moga byc przesuwane w kie¬ runku nieruchomych pieców katalizatora recznie albo samoczynnie. Poprzez uklad dzwigniowy, za pomoca umocowanego na drazku przesuwalnym chwytu, piece te moga byc przesuwane poprzecznie do toru spalania. Dzieki temu za pomoca jednego chwytu obydwa piece ruchome badz sa odsuwane od rury do spalan, badz tez sa do tej rury dosu- wane. Odsuwanie pieców przesuwnych od rury do spalan po ukonczeniu spalania ma na celu szybkie ochladzanie tej rury.Wskazane jest, aby obydwa piece przesuwne byly wykonywane jako jedna calosc z bocznym wy¬ braniem przeznaczonym do wprowadzenia nury do spalan i bloku zamykajacego. Najkorzystniej jest gdy piece przesuwne i obydwa piece katalizatora, w kierunku równoleglym do rury do spalan (w kie¬ runku równoleglym do osi spalania), maja dlugosc okolo 80 mm, a runa do spalan ma dlugosc okolo 450 mm.Przez zastosowanie jako katalizatora tlenku ko- baltawo — kobaltowego na pumeksie lub korundzie jako materiale nosnym, strefa katalizowania zo¬ staje znacznie skrócona i usuniete zostaja wymie¬ nione wyzej wady stosowanych dotychczas katali¬ zatorów. Katalizator (tlenek kobaltawo — kobal¬ towy) ma duzy zakres aktywnosci odnosnie stoso¬ wanej temperatury. Jest on jednakowo aktywny w granicach temperatur od 300 do 1C00°C. Wrazli¬ wosc na wahania cisnienia strumienia tlenu lub na wahania temperatur w strefie katalizowania zostaje wyeliminowana, gdyz stosowana w tym urzadzeniu temperatura 750°C dopuszcza w strefie katalizatora duza rozpietosc wspomnianych wahan zarówno w góre jak i w dól.Tnwalosc rury do spalan zostala znacznie zwiek¬ szona, gdyz zastosowany katalizator nie powoduje jej korozji pomimo podwyzszenia do 750°C zazwy¬ czaj stosowanej temperatury ogrzewania. Przez za¬ stosowanie wymienionych wyzej katalizatorów na¬ stepuje skrócenie strefy katalizatora, dzieki czemu jednoczesnie umozliwione zostaje znaczne skróce¬ nie pieca katalizatora do okolo 80 mm, a pieca przesuwnego do okolo 60 mm.Wskazana jest poza tym mozliwosc wymiany pieców przesuwnych, a takze pieców katalizatora i umieszczonego na tylnej scianie urzadzenia, pieca do wstepnego oczyszczania. W znanych urzadze¬ niach piece te, za wyjatkiem pieca do wstepnego oczyszczania, ze wzgledu na ich wymiary sa na stale zwiazane z urzadzeniem.Aktywnosc zastosowanego katalizatora prowadzi ponadto do znacznego skrócenia czasu spalania.Opracowano przyblizony wzór na przeprowadze¬ nie spalania: t = E*2 10 15 20 25 40 50 60 65 gdzie: t — czas spalania w minutach E — odwazka w miligramach 2— wielkosc stala Przyklad: Jezeli E = 3 mg to czas spalania wy¬ niesie: t = E • 2 =3 • 2 = 6 min.Prjzy uwzglednieniu czasu trwania pózniejszego przeplukania azotem, jako wielkosc stala nalezy, przyjac 4. Daje to calkowity czas: t — E«4 = S-4= 12 min przy odwazce wynoszacej 3 mg.Jezeli przy stosowaniu przytoczonej wyzej me¬ todyki przeprowadza sie analize widlowa, to czas jej trwania wynosi 24 minuty przy czterech po¬ szczególnych spalaniach i odwazce 3 mg.Pnzy innych wartosciach odwazki, na przyklad 2,5 mg lub 5 mg, czas spalania zostaje odpowiednio wyliczony i brany jest pod uwage przyNprogramo¬ waniu pracy urzadzenia.Za pomoca sprzegniecia wedlug wynalazku dwóch rur do spalan i za pomoca zastosowania nowego rodzaju katalizatora w ciagu okolo 12 — 15 minut mozna spalif w dwóch rurach do spalan jednoczesnie dwie substancje. W przeciwienstwie do tego czas potrzebny do przeprowadzenia po¬ szczególnych analiz na znanych dotychczas urza¬ dzeniach wynosilby od 20 do 30 min, gdyz pracuja ore tylko z jedna rura do spalan i przestarzalymi katalizatorami. Chociaz urzadzenia te pracowaly lub pracuja wiecej lub mniej zadawalajaco, to jednakze oszczednosc czaku przy pracy z urzadze¬ niem wedlug wynalazku jest znaczna. Poza tym za pomoca takiego ukladu umozliwione zostaje przeprowadzanie mikroelementarnych analiz nie tylko przez doswiadczonych analityków, ale rów¬ niez przez przyuczony personel pomocniczy. Wsku¬ tek niewrazliwosci tego urzadzenia na wahania na- . piecia elektrycznego, temperatury i cisnienia, ob¬ sluga jego jest znacznie ulatwiona.Na rysunku jest przedstawiony przyklad urza¬ dzenia wedlug wynalazku, a w dalszym ciagu opi¬ su zostanie on szczególowiej wyjasniony. Fig. 1 pokazuje urzadzenie wedlug wynalazku w rzucie z przodu, fig. 2 — to samo urzadzenie w rzucie z prawej strony, a fig. 3 — w rzucie z lewej strony.Zgodnie z fig. 1 na podstawie 1 na jej suporcie krzyzowym G sa umieszczone za pomoca polacze¬ nia wtykowego S przesuwne piece V\ i V2. Suport krzyzowy G jest osadzony, z moznoscia przesuwa¬ nia sie w kierunku wzdluznym osi spalania, na list¬ wie prowadzacej. Naped odbywa sie badz za po¬ moca regulowanego za pomoca potencjometru sil¬ nika elektrycznego, poprzez przekladnie zebata, badz tez recznie za pomoca chwytu obrotowego 2.Przez obrót chwytu 2 porusza sie suport krzyzowy G wraz z osadzonymi na nim przesuwnymi piecami Vlt V2 w kierunku do pieców Klv L katalizatora lub tez w kierunku przeciwnym. Predkosc posuwu mozna regulowac poprzez potencjometr, za pomoca obrotu chwytu wlaczajacego 3. Przesuwne piece Vlt V2 mozna równiez w czasie pracy urzadzenia przesu¬ wac recznie do przodu lub do tylu, bez koniecznosci wylaczania napedu elektrycznego. W tym celu po¬ miedzy silnikiem elektrycznym i suportem krzy-49324 7 8 zowym G jest umieszczone sprzeglo slizgowe. Za pomoca poruszania drazka przesuwnego z galka K, poprzez uklad dzwigniowy, przesuwne piece Vlt V2 moga byc rozsuwane lub dosuwane w kierunku poprzecznym do kierunku ich przesuwu. Piece Klf K2 katalizatora sa równiez rozlaczalnie, za pomoca polaczenia wtykowego, polaczone z podstawa 1.Urzadzenie jest wyposazone w dwie równolegle umieszczone rury Q do spalan, do osadzenia któ¬ rych przewidziane sa wsporniki 4. Wzajemne roz¬ stawienie wsporników 4 moze byc odpowiednio regulowane na listwach prowadzacych 5. Listwy prpwadzace 5 sa rozlaczalnie polaczone z podstawa 1. Zaznaczony na fig. 1 odcinek D oznacza strefe spalania, a zakreskowany na piecach Klf K2 kata¬ lizatora obszar E oznacza strefe katalizowania.Dlugosc strefy katalizatora E wynosi okolo 30 — 60 mm. Na przedniej stronie urzadzenia umiesz¬ czono przelaczniki 6 z przynaleznymi do nich za¬ rówkami kontrolnymi 7, przeznaczone do wlacza¬ nia pieców lub silnika elektrycznego przesuwu pieców.Na fig. 2 pokazane jest gniazdko wtykowe 8, slu¬ zace do przylaczania urzadzenia do sieci elektrycz¬ nej, a takze bezpiecznik 9 oraz piec 10 do wstep¬ nego oczyszczania.Na fig. 3 przedstawiono w polozeniu roboczym, uksztaltowane jako jednoczesciowe, piece przesuw¬ ne Vlt V2, przy czym wybrania A zamkniete sa za pomoca bloku zamykajacego B, sporzadzonego na przyklad z ceramiki. Liniami kreskowymi pokaza¬ no piece przesuwne Vi, V2 w polozeniu wzajemnie rozsunietym, w kierunku prostopadlym do kierun¬ ku ich przesuwu.Sposób pracy urzadzenia wedlug wynalazku jest nastepujacy: Po umieszczeniu przeznaczonej do analizy sub¬ stancji w rurze do spalan nastawia sie predkosc przesuwu pieców przesuwnych. Przed tym zostaly juz wlaczone wszystkie piece. Samo spalanie odby¬ wa sie za pomoca pieców przesuwnych, które pod¬ czas procesu spalania polaczone sa za pomoca wspólnego bloku zamykajacego B. Podczas mecha¬ nicznego przesuwania pieców przesuwnych mozna równiez przesuwac je recznie tam i z powrotem w kierunku osi spalania, bez wylaczania przesuwu mechanicznego, a to dzieki istnieniu sprzegla sliz¬ gowego. Przy dosunieciu sie przesuwnych pieców do pieców katalizatora rozlega sie dzwiek brzeczka, co wskazuje na koniec spalania. W celu uzyskania spalenia bez pozostalosci zazwyczaj pozostawia sie na pewien czas piece przesuwne w tym polozeniu, aby uniknac w ten sposób skoksowanych resztek, a nastepnie odsuwa sie je od rur do spalan. Ten czas zatrzymania nastawia sie na odpowiednim ze- 5 garze przy uruchamianiu urzadzenia. Po uplywie wyznaczonego czasu otwieraja sie samoczynnie oby- lwa przesuwne piece, to znaczy rozsuwaja sie w kierunku prostopadlym do toru spalania i uwal¬ niaja rury do spalan. Podczas calego procesu spa¬ lania urzadzenie nie wymaga zadnej kontroli, tak, ze w miedzyczasie mozna przeprowadzac konieczne odwazania i opracowania wyników. Dla normalnie spalajacych sie substancji mozna w ciagu dnia ro¬ boczego .dokonac 26—32 spalen na jednym urpadze- niu, co stanowi znaczne zwiekszenie wydajnosci w stosunku do znanych dotychczas urzadzen. PL