PL68014B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 31.XII.1973 68014 KI. 421,4/16 MKP GOln 25/22 Wspóltwórcy wynalazku: Stefan Waszak, Jerzy Waclawik Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Przemyslowej, Warszawa (Polska) Sposób sporzadzania wzorcowych mieszanin gazowych zawieraja¬ cych male ilosci tlenku wegla lub (i) dwutlenku wegla w gazie nos¬ nym do wzorcowania gazoanalizatorów oraz urzadzenie do stoso¬ wania tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu i urzadzenia pozwalaja¬ cego na sporzadzanie w sposób ciagly, dynamiczny wzorcowych mieszanin gazowych zawierajacych w gazie nosnym male ilosci, rzedu kilku do kilkuset ppm. tlen¬ ku wegla, dwutlenku wegla lub obu jednoczesnie w do¬ wolnych stosunkach wzgledem siebie. Mieszanina ta jest nastepnie stosowana do wzorcowania badz spraw¬ dzania prawidlowosci wskazan gazoanalizatorów sluza¬ cych do oznaczania wymienionych skladników w bada¬ nym gazie.Znane sa dwa rodzaje metod sporzadzania wzorco¬ wych mieszanin gazowych: metody statyczne i dyna¬ miczne.Metody statyczne polegaja na tym, ze oznaczany skladnik gazowy w scisle okreslonych ilosciach wprowa¬ dza sie do zbiornika z gazem nosnym, np. butla stalo¬ wa pod cisnieniem.Metody dynamiczne z kolei polegaja na mieszaniu gazów przeplywajacych w sposób ciagly przez odpo¬ wiednie uklady zaworów i wyskalowanych przeplywo¬ mierzy. Czesto stosuje sie sposób polegajacy na przepu¬ szczaniu gazu nosnego przez pluczke z ciecza lub jej roztworem, której parami nasyca sie gaz nosny w scisle okreslonych warunkach, badz tez na przepuszczaniu gazu nosnego przez naczynko dyfuzyjne, z którego w okreslonych warunkach dyfunduje stala ilosc badanego skladnika.Metody dynamiczne sa wygodniejsze, ale przy dozo¬ waniu skladników o malym stezeniu wymagaja równiez wielostopniowego rozcienczenia, rozbudowanej aparatu- 10 15 20 25 30 ry oraz dokladnego oprzyrzadowania. Do wymienionych metod zalicza sie równiez bardzo dokladna i wygodna metoda kulometryczna polegajaca na dozowaniu do ga¬ zu nosnego skladnika wytwarzanego w sposób elektro¬ lityczny. Przez kontrolowana zmiane natezenia pradu elektrolizy mozna tym sposobem uzyskac szybka i la¬ twa zmiane stezenia dozowanego skladnika i ustalic za¬ dany sklad mieszaniny wzorcowej. Sposobem elektroli¬ tycznym nie mozna jednak wytwarzac dowolnych sklad¬ ników gazowych, miedzy innymi nie znany jest sposób elektrolitycznego wydzielania tlenku wegla.Okazalo sie, ze mozna otrzymac mieszanine wzorco¬ wa gazu nosnego z tlenkiem wegla lub/i dwutlenkiem wegla przy wykorzystaniu znanej zasady elektrolityczne¬ go wydzielania dwutlenku wegla, jezeli ten ostatni pod¬ da sie redukcji do tlenku wegla sposobem wedlug wyna¬ lazku. W tym celu gaz nosny, uprzednio oczyszczony od gazów utleniajacych, dwutlenku wegla i innych zbednych skladników, nawilza sie para wodna do preznosci odpo¬ wiadajacej temperaturze otoczenia i miesza sie w scisle okreslonych ilosciach z wytworzonym elektrolitycznie dwutlenkiem wegla.Otrzymana mieszanine osusza sie i kieruje na piec wypelniony cynkiem i ogrzany do temperatury 400°C gdzie nastepuje calkowite zredukowanie dwutlenku wegla do tlenku wegla. Wychodzaca z pieca mieszanine wprowadza sie do gazoanalizatora w celu wywzorcowa- nia lub sprawdzenia sprawnosci i prawidlowosci jego dzialania. W przypadku sporzadzania mieszaniny wzor¬ cowej zawierajacej obok gazu nosnego dwutlenek wegla, 6801468014 oczyszczony i nawilzony gaz laczy sie z C02, osusza sie i bezposrednio wprowadza do analizatora. W przypadku zas dozowania obu skladników jednoczesnie osuszona mieszanina gazu nosnego i CO2 wprowadza sie do roz¬ dzielnika kapilarnego, z którego scisle okreslona czesc mieszaniny kieruje sie bezposrednio do analizatora, a pozostala, czesc kieruje sie poprzez piec z cynkiem.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku sklada sie z czesci chemicznej i czesci elektrycznej. W sklad czesci chemicznej wchodzi zródlo gazu nosnego, wyrównywacz cisnien (manostat), kolumna do usuwania tlenu z gazu, polaczona z kolumna do usuwania CO2 i innych kwasnych skladników gazu nosnego. Poprzez trójdrozny kran kolumna polaczona jest z nawilzaczem, a ten-z kolei z elektrolizerem do wytwarzania CO2 i ko¬ lumna osuszajaca. fTolumaa osuszajaca poprzez krany polaczona jest z piecem sluzacym do redukcji C02 do CO i"jednoczesnie z kolumna sluzaca do ustalania punk¬ tu zerowego przez usuwanie dwutlenku wegla z gazu nosnego. Piec ogrzewany elektrycznie wypelniony jest rozdrobnionym cynkiem.Uklad elektryczny sklada sie ze znajdujacych sie w elektrolizerze elektrod platynowych polaczonych mikro- amperomierzem sluzacym do nastawiania zadanego na¬ tezenia pradu elektrolizy oraz potencjometrem ze zró¬ dlem pradu stalego. Czesc elektryczna urzadzenia moze byc zasilana zarówno z sieci jak i z baterii ogniw. W przypadku zasilania z sieci potencjometr laczy sie z ukladem prostujacym Graetza skladajacym sie z diod germanowych poprzez wylacznik i zarówke z transfor¬ matorem. W przypadku zasilania 1 baterii potencjometr laczy sie z nia poprzez wylaczni* i zarówke omijajac uklad prostujacy Graetza.Odmiana sposobu wedlug wynalazku polega na spo¬ rzadzaniu mieszaniny wzorcowej zawierajacej oba sklad¬ niki w fcóznym stosunku do siebie, pomiedzy kolumna osuszajaca i piecem wmontowuje sie kapilarny rozdziel¬ nik, który sklada sie z fcapilar, przez które przeplywa gaz nosny z dorwanym COg; okreslona czesc CO2 omija piec z cynkiem, a pozostala czesc jest redukowa¬ na do CO na cynku. Przez zmiane wielkosci kapitar mozna wprowadzic do fazo nosnego oba powyzsze skladniki w dowolnym stosunku wzgledem siebie.Urzadzenie takie moze byc wbudowane w gazoanali- zator badz tez w postaci odrebnego obudowanego urza¬ dzenia moze byc przenoszone i okresowo laczone z da¬ nym analizatorem.W porównaniu z innymi sposobami i urzadzeniami do preparowania mieszanin wzorcowych, sposób wedlug wynalazku ma szereg zalet, a urzadzenie wedlug wyna¬ lazku jest dokladne i proste w obsludze, wygodne i po¬ zwala na szybkie nastawienie róznych zawartosci dozo¬ wanego skladnika.Na przykladzie sporzadzania mieszaniny wzorcowej zawierajacej azot jako gaz nosny i tlenek wegla lub jego mieszanine z dwutlenkiem wegla w zakresie stezen 0—50 ppm. wyjasniono blizej istote wynalazku i opi¬ sano urzadzenie przedstawione na rysunku do stosowa¬ nia tego sposobu.Azot z butli stalowej 1 przeplywa przez wyrównywacz cisnienia 2 i przez kolumne do usuwania tlenu 3 w celu oczyszczenia azotu od tlenu (w przypadku wiek¬ szych ilosci), który wplywalby ujemnie na prace pieca z cynkiem i skracalby jego czas pracy. Po przejsciu przez kolumne 3 azot oczyszcza sie w kolumnie 4 od zawartego w nim dwutlenku wegla lub innych skladni¬ ków kwasnych a nastepnie wprowadza sie kranem 5 do ukladu dozujacego drugi skladnik mieszaniny wzorco- 5 wej. W tym celu azot wprowadza sie do nawilzacza 6 napelnionego woda destylowana, gdzie gaz nasyca sie para wodna do preznosci odpowiadajacej temperaturze otoczenia, po czym przechodzi przez elektrolizer 7, w którym laczy sie z wytworzonym elektrolitycznie dwu- 10 tlenkiem wegla w zadanym stosunku przez odpowiednie nastawienie natezenia pradu elektrolizy.Wychodzaca z elektrolizera mieszanine gazowa osusza sie w kolumnie 8, po czym przez kran 9 i 10 kieruje do pieca 12 wypelnionego rozdrobnionym cynkiem, w 15 którym w temperaturze 400°C nastepuje ilosciowa re¬ dukcja CO2 do CO. Otrzymana mieszanine azotu z tlen¬ kiem wegla kieruje sie bezposrednio do analizatora 'w celu sprawdzenia jego dzialania wzglednie wyskalowa- nia na okreslona zawartosc badanego skladnika.W celu wyskalowania analizatora na inna zawartosc tego skladnika nastawia sie na mikroamperomierzu 14 za pomoca potencjometru 15 inna wartosc natezenia pradu elektrolizy i obserwuje wychylenie rejestratora gazoanalizatora. Ponadto w celu sprawdzenia lub usta¬ lenia tak zwanego punktu zerowego gazoanalizatora albo wlacza sie dozowanie za pomoca potencjometru 15, albo za pomoca wylacznika 18 przerywajac zasilanie (jesli konczy sie operacja dozowania), albo kieruje gaz przez kran 10 na kolumne 11 usuwajaca dozowany CO2. 25 30 35 40 45 50 55 60 65 PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób sporzadzania wzorcowych mieszanin gazo¬ wych, zawierajacych male ilosci tlenku wegla mb (i) dwutlenku wegla w gazie nosnym, do wzorcowania ga- zoanalizatorów przez elektrolityczne dozowanie dwu¬ tlenku wegla do gazu nosnego, rawricniiy tym, ze gaz nosny, uprzednio oczyszczony od gazów utleniajacych, dwutlenku wegla i innych zbednych skladników, nawilza sie para wodna do preznosci odpowiadajacej tempera¬ turze otoczenia, miesza sie w scisle ustalonym stosunku z wytworzonym elektrolitycznie dwutlenkiem wegla, a otrzymana mieszanine osusza i przepuszcza sie przez piec, w którym dwutlenek wegla redukuje sie do tlenku wegla w temperaturze okolo 400°C w obecnosci wypel¬ nienia cynkowego o duzej powierzchni wlasciwej.

2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1 do sporzadza¬ nia mieszaniny wzorcowej zawierajacej denek wegla i dwutlenek wegla znamienna tym, ze osuszona mieszani¬ ne gazu nosnego i dwutlenku wegla wprowadza sie do rozdzielnika kapilarnego, z którego scisle okreslona czesc mieszaniny przepuszcza sie przez piec redukcyjny po czym laczy sie ja z pozostala czescia mieszaniny.

3. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, zawierajace elektrolizer do wytwarzania dwutlenku we¬ gla wyposazony w elektrody platynowe polaczone po¬ przez mikroamperomierz i potencjometr ze zródlem pra¬ du stalego, znamienne tym, ze sklada sie z kolumny do usuwania gazów utleniajacych (3), kolumny do usuwa¬ nia kwasnych skladników (4), nawilzacza (6) elektroli¬ zera (7), kolumny osuszajacej (8) oraz ogrzewanego elek¬ trycznie pieca redukcyjnego (12) wypelnionego rozdrob¬ nionym cynkiem.68014

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze zawiera pomiedzy kolumna osuszajaca (8), a piecem (12) rozdzielnik kapilarny (20).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, 4 znamienne tym, ze pomiedzy kolumna osuszajaca (8) a piecem z cynkiem (12), zawiera kolumne (11) do usuwania dwutlenku we¬ gla z mieszaniny wzorcowej w celu ustalenia punktu ze¬ rowego gazoanalizatora. ~, 220V PL PL