RU2572066C1 - Method for generation of multicomponent gas medium - Google Patents
Method for generation of multicomponent gas medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572066C1 RU2572066C1 RU2014142733/28A RU2014142733A RU2572066C1 RU 2572066 C1 RU2572066 C1 RU 2572066C1 RU 2014142733/28 A RU2014142733/28 A RU 2014142733/28A RU 2014142733 A RU2014142733 A RU 2014142733A RU 2572066 C1 RU2572066 C1 RU 2572066C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- substance
- silica gel
- volatile
- volatile substance
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к области технологий моделирования многокомпонентных газовых сред, имеющих заранее заданный количественный и качественный состав, что может найти применение для объектов, хранение или эксплуатация которых производится в сложных по составу газовых средах.The alleged invention relates to the field of modeling technologies of multicomponent gas media having a predetermined quantitative and qualitative composition, which can be used for objects whose storage or operation is carried out in gas compositions of complex composition.
Актуальность решаемой проблемы основана на необходимости учета наличия или появления опасных веществ для объектов, эксплуатируемых или хранящихся в многокомпонентных газовых средах.The urgency of the problem being solved is based on the need to take into account the presence or occurrence of hazardous substances for objects operated or stored in multicomponent gas environments.
Из предшествующего уровня техники известен способ получения парогазовой смеси с заранее заданной концентрацией легколетучего вещества (патент РФ №2153158, МПК G01N 7/10, публ. 20.07.2000 г.), включающий термостатирование сосуда с легколетучим веществом и сорбентом, продувку газовым потоком через слой сорбента при соблюдении условия квазиравновесного массообмена между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой, при этом количество адсорбированного легколетучего вещества определяется исходя из задаваемого значения его концентрации в парогазовой смеси СГ согласно соотношению СГ=СЖ/К, где СЖ - концентрация жидкой фазы легколетучего вещества в слое сорбента, К - коэффициент распределения в системе сорбент-легколетучее вещество.From the prior art there is known a method for producing a gas-vapor mixture with a predetermined concentration of a volatile substance (RF patent No. 2153158, IPC G01N 7/10, publ. 07/20/2000), including thermostating of a vessel with a volatile substance and a sorbent, purging with a gas stream through a layer the sorbent, subject to the conditions of quasi-equilibrium mass transfer between the adsorbed volatile substance and its gas phase, while the amount of adsorbed volatile matter is determined based on the set value of its concentration and in the vapor-gas mixture С Г according to the relation С Г = С Ж / К, where С Ж is the concentration of the liquid phase of the volatile substance in the sorbent layer, K is the distribution coefficient in the sorbent-volatile substance system.
К недостаткам известного способа относится его сложность и отсутствие возможности создания многокомпонентной смеси заданного состава по каждому компоненту.The disadvantages of this method include its complexity and the inability to create a multicomponent mixture of a given composition for each component.
Задачей авторов изобретения является разработка способа получения многокомпонентной газовой среды, используемой при хранении объектов, либо для контроля состояния объектов при их хранении или эксплуатации.The task of the authors of the invention is to develop a method for producing a multicomponent gas medium used during storage of objects, or to monitor the condition of objects during their storage or operation.
Новый технический результат, обеспечиваемый предлагаемым способом, заключается в создании многокомпонентной газовой среды с заданными значениями концентраций каждого из компонентов для обеспечения возможности установления факта влияния компонентов газовой среды на различные объекты при их хранении или эксплуатации.A new technical result provided by the proposed method is to create a multicomponent gaseous medium with predetermined concentrations of each of the components to ensure the possibility of establishing the fact of the influence of the gaseous medium components on various objects during their storage or operation.
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа создания парогазовой смеси, включающего подачу в герметичный сосуд с размещенным в нем сорбентом, по крайней мере, одного легколетучего вещества извне, выдерживание сосуда до достижения равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой, согласно предлагаемому способу в качестве сорбента используют силикагель, в сосуд каждое легколетучее вещество подают раздельно в жидком состоянии в индивидуальной емкости, пространственно отделенной от сорбента, выдерживают сосуд до полного испарения всех веществ, наблюдаемого визуально, либо по изменению массы жидкой фракции каждого компонента, либо по изменению концентрации компонентов в газовом пространстве сосуда, при этом исходную массу жидкой фракции каждого компонента определяют по формуле, в зависимости от величины свободного объема сосуда, заданного значения концентрации легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда и массы силикагеля:These tasks and a new technical result are ensured by the fact that, in contrast to the known method of creating a vapor-gas mixture, which includes supplying at least one volatile substance from the outside to the sealed vessel with the sorbent in it, keeping the vessel in equilibrium between the adsorbed volatile substance and its gas phase, according to the proposed method, silica gel is used as a sorbent, each volatile substance is supplied to the vessel separately in a liquid state to an individual a vessel, spatially separated from the sorbent, the vessel is kept until complete evaporation of all substances observed visually, either by changing the mass of the liquid fraction of each component, or by changing the concentration of components in the gas space of the vessel, while the initial mass of the liquid fraction of each component is determined by the formula, depending on the size of the free volume of the vessel, a given value of the concentration of volatile substances in the gas space of the vessel and the mass of silica gel:
где qi - количество i-гo легколетучего вещества в жидком состоянии, моль;where q i is the amount of i-th volatile substance in a liquid state, mol;
W - свободный объем сосуда, м3;W is the free volume of the vessel, m 3 ;
εi - характеристика сорбции i-гo легколетучего вещества силикагелем, моль/(кг·Па);ε i — sorption characteristic of the i-th volatile substance with silica gel, mol / (kg · Pa);
R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К);R is the universal gas constant, Pa · m 3 / (mol · K);
Т - температура, К;T is the temperature, K;
Мс/г - масса силикагеля, кг;M s / g - mass of silica gel, kg;
ci - требуемое значение концентрации i-гo легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда, моль/м3.c i - the desired value of the concentration of the i-th volatile substance in the gas space of the vessel, mol / m 3 .
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.The proposed method is illustrated as follows.
На фиг. 1 представлена в общем виде схема реализации предлагаемого способа, где 1 - герметичный сосуд, 2 - крышка сосуда, 3 - уплотнительная прокладка, 4 - корпус сосуда, 5 - силикагель, 6 - емкость для жидкости, 7 - жидкость, 8 - объект воздействия газовой среды, 9 - быстросъемная крышка, 10 - разъем, 11 - соединитель, 12 - смотровое окно, 13 - штуцер, 14 - вентиль.In FIG. 1 is a general view of the implementation scheme of the proposed method, where 1 is a sealed vessel, 2 is a vessel cover, 3 is a gasket, 4 is a vessel body, 5 is silica gel, 6 is a liquid container, 7 is a liquid, 8 is an object of gas influence medium, 9 - quick-release cover, 10 - connector, 11 - connector, 12 - viewing window, 13 - fitting, 14 - valve.
Первоначально определяют, какие компоненты формируемой многокомпонентной газовой среды необходимо подавать в зону испарения герметичного сосуда, после чего помещают в сосуд в индивидуальной емкости, по крайней мере, одно легколетучее вещество в жидком состоянии, затем выдерживают сосуд до достижения равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой, что определяют по результатам измерений состава газовой среды.Initially, it is determined which components of the formed multicomponent gaseous medium must be fed into the evaporation zone of the sealed vessel, after which at least one volatile substance is placed in an individual container in a liquid state, then the vessel is kept until an equilibrium state between the adsorbed volatile substance and its gas phase, which is determined by the results of measurements of the composition of the gas medium.
Исходные количества легколетучих веществ в жидком состоянии для формирования многокомпонентной газовой среды определяют по формуле (1).The initial amount of volatile substances in the liquid state for the formation of a multicomponent gas medium is determined by the formula (1).
Каждое из легколетучих веществ в жидком состоянии наливают в индивидуальную емкость 6, после чего емкости с жидкостями помещают на дно корпуса сосуда 1. Затем на специальную подставку помещают силикагель и устанавливают крышку 2 сосуда. В таком состоянии сосуд с силикагелем и легколетучими жидкостями выдерживают в течение времени, необходимого для установления равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой. О моменте наступления равновесного состояния судят по результатам измерений концентраций легколетучих веществ в газовом пространстве сосуда 1, или по результатам измерений массы емкостей с легколетучими жидкостями, или визуально через смотровое окно устанавливают факт полного испарения жидкостей.Each of the volatile substances in a liquid state is poured into an individual container 6, after which containers with liquids are placed on the bottom of the vessel 1. Then, silica gel is placed on a special stand and the vessel cover 2 is installed. In this state, the vessel with silica gel and volatile liquids is kept for the time necessary to establish an equilibrium state between the adsorbed volatile substance and its gas phase. The moment of the onset of the equilibrium state is judged by the results of measurements of the concentrations of volatile substances in the gas space of the vessel 1, or by the results of measurements of the mass of containers with volatile liquids, or the fact of complete evaporation of liquids is established through a viewing window.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет достигнуть более высокого технического результата, чем это было обеспечено в прототипе, а именно возможность создания многокомпонентной газовой среды с заданными значениями концентраций каждого из компонентов для обеспечения возможности установления факта влияния (или отсутствия влияния) многокомпонентной газовой среды на различные объекты.Thus, the use of the proposed method allows to achieve a higher technical result than was provided in the prototype, namely, the possibility of creating a multicomponent gas medium with predetermined concentrations of each of the components to ensure that it is possible to establish the effect (or lack of influence) of a multicomponent gas environment on various objects.
Возможность практической реализации предлагаемого способа была подтверждена экспериментальным путем.The possibility of practical implementation of the proposed method was confirmed experimentally.
Пример. В эксперименте, к качестве сосуда, был использован металлический контейнер цилиндрической формы, состоящий из корпуса и крышки, герметизируемых резиновой уплотнительной прокладкой. В крышке предусмотрены смотровое окно и отверстие для установки испытываемого объекта в сосуд. Данное отверстие закрывается быстросъемной крышкой, снабженной электрическим разъемом.Example. In the experiment, a cylindrical metal container consisting of a body and a lid sealed with a rubber gasket was used as a vessel. An inspection window and an opening are provided in the lid for installing the test object in the vessel. This hole is closed by a quick-release lid equipped with an electrical connector.
В эксперименте были применены легколетучие органические жидкости: ацетон, бензол, толуол. Масса силикагеля составила 1,150 кг. Требуемые значения концентраций легколетучих веществ в газовом пространстве контейнера были равны:In the experiment, volatile organic liquids were used: acetone, benzene, toluene. The mass of silica gel was 1.150 kg. The required concentrations of volatile substances in the gas space of the container were equal to:
- ацетон - 3,44·10-2 моль/м3 (2-10-3 г/дм3);- acetone - 3.44 · 10 -2 mol / m 3 (2-10-3 g / dm 3 );
- бензол - 1,02·10-2 моль/м3 (8-10-4 г/дм3);- benzene - 1.02 · 10 -2 mol / m 3 (8-10-4 g / dm 3 );
- толуол - 3,26·10-2 моль/м3 (3-10-3 г/дм3).- toluene - 3.26 · 10 -2 mol / m 3 (3-10-3 g / dm 3 ).
Объектом воздействия газовой среды являлся датчик давления Мет-ран-100-ДД. Характеристики сорбции легколетучих веществ силикагелем были определены отдельно в калибровочных опытах. Их значения составили следующие величины: ацетон 5,57·10-3 моль/(кг·Па), бензол 6,48·10-4 моль/(кг·Па), толуол 1,46·10-3 моль/(кг·Па). Объем газового пространства контейнера в эксперименте составлял 25 дм3.The object of the influence of the gas medium was the pressure sensor Met-ran-100-DD. The characteristics of sorption of volatile substances with silica gel were determined separately in calibration experiments. Their values were as follows: acetone 5.57 · 10 -3 mol / (kg · Pa), benzene 6.48 · 10 -4 mol / (kg · Pa), toluene 1.46 · 10 -3 mol / (kg Pa). The volume of the gas space of the container in the experiment was 25 dm 3 .
Согласно результатам расчета по формуле (1), массы легколетучих веществ, размещаемых в контейнер в жидком состоянии, равны: ацетон 31,26 г, бензол 1,47 г, толуол 12,35 г. According to the calculation results according to formula (1), the mass of volatile substances placed in a container in a liquid state is equal to: acetone 31.26 g, benzene 1.47 g, toluene 12.35 g.
Каждую из легколетучих жидкостей в пластмассовом стаканчике поместили на дно корпуса контейнера. Затем на специальную подставку поместили силикагель и установили крышку контейнера. В таком состоянии контейнер с силикагелем и легколетучими жидкостями выдержали в течение времени, необходимом для установления равновесного состояния между адсорбированным легколетучим веществом и его газовой фазой.Each of the volatile liquids in a plastic cup was placed on the bottom of the container body. Then, silica gel was placed on a special stand and the container lid was installed. In this state, the container with silica gel and volatile liquids was kept for the time necessary to establish an equilibrium state between the adsorbed volatile substance and its gas phase.
Момент наступления равновесного состояния установили визуально через смотровое окно, зафиксировав факт полного испарения жидкостей. Время выдержки до наступления равновесного состояния составило примерно 4 часа. Далее, через технологическое отверстие в контейнер поместили подключенный к средствам контроля работоспособности испытываемый объект - датчик давления Метран-100-ДД, после чего отверстие закрыли с помощью быстросъемной крышки. Продолжительность испытаний датчика в многокомпонентной газовой среде составила 30 суток. Во время испытаний проводились: 1) контроль работоспособности датчика давления, 2) контроль концентраций легколетучих веществ в газовом пространстве контейнера.The moment of the onset of the equilibrium state was established visually through the viewing window, fixing the fact of complete evaporation of liquids. The exposure time to equilibrium was approximately 4 hours. Further, through the technological hole, a test object connected to the means of operability control was placed in the container - a pressure sensor Metran-100-DD, after which the hole was closed using a quick-release lid. The duration of the sensor tests in a multicomponent gas medium was 30 days. During the tests, the following was carried out: 1) monitoring the operability of the pressure sensor, 2) monitoring the concentrations of volatile substances in the gas space of the container.
Согласно полученным результатам, в течение всего времени эксперимента в газовом пространстве контейнера поддерживалась стабильная концентрация легколетучих веществ. Среднее значение их концентраций, по результатам трех измерений составило следующие величины: ацетон - 1,8·10-3 г/дм3, бензол - 8,2·10-4 г/дм3, толуол - 3,1·10-3 г/дм3. Отличие фактических концентраций легколетучих веществ от требуемых значений не превысило погрешности измерений.According to the results obtained, a stable concentration of volatile substances was maintained in the gas space of the container throughout the entire experiment. The average value of their concentrations, according to the results of three measurements, was as follows: acetone - 1.8 · 10 -3 g / dm 3 , benzene - 8.2 · 10 -4 g / dm 3 , toluene - 3.1 · 10 -3 g / dm 3 . The difference in actual concentrations of volatile substances from the required values did not exceed the measurement error.
Выполнение указанных выше операций позволило создать содержащую несколько легколетучих веществ многокомпонентную газовую смесь с заданными характеристиками.Performing the above operations made it possible to create a multicomponent gas mixture containing several volatile substances with desired characteristics.
Как показал пример конкретного выполнения, реализация предлагаемого способа обеспечивает возможность создания многокомпонентной газовой среды с заданными значениями концентраций каждого из компонентов для обеспечения возможности установления факта влияния (или отсутствия влияния) многокомпонентной газовой среды на различные объекты.As an example of a specific implementation showed, the implementation of the proposed method provides the possibility of creating a multicomponent gas medium with predetermined concentrations of each of the components in order to establish the fact of the influence (or lack of influence) of a multicomponent gas medium on various objects.
Claims (1)
где qi - количество i-го легколетучего вещества в жидком состоянии, моль;
W - свободный объем сосуда, м3;
εi - характеристика сорбции i-го легколетучего вещества силикагелем, моль/(кг·Па);
R - универсальная газовая постоянная, Па·м3/(моль·К);
Т - температура, К;
Мс/г - масса силикагеля, кг;
ci - требуемое значение концентрации i-го легколетучего вещества в газовом пространстве сосуда, моль/м3. A method of creating a multicomponent gas medium containing several volatile substances, comprising feeding at least one volatile substance into a sealed vessel with a sorbent located therein, keeping the vessel in equilibrium between the adsorbed volatile substance and its gas phase, characterized in that Silica gel is used as a sorbent, each volatile substance is supplied separately to a vessel in a liquid state in an individual container spatially separated from the sorbent and other substances, stand the vessel until all substances are completely evaporated, the amount of which is determined by the formula, depending on the free volume of the vessel, the required concentration of volatile substances in the gas space of the vessel and the mass of silica gel:
where q i is the amount of the i-th volatile substance in a liquid state, mol;
W is the free volume of the vessel, m 3 ;
ε i - sorption characteristic of the i-th volatile substance with silica gel, mol / (kg · Pa);
R is the universal gas constant, Pa · m 3 / (mol · K);
T is the temperature, K;
M s / g - mass of silica gel, kg;
c i - the desired value of the concentration of the i-th volatile substance in the gas space of the vessel, mol / m 3 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014142733/28A RU2572066C1 (en) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Method for generation of multicomponent gas medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014142733/28A RU2572066C1 (en) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Method for generation of multicomponent gas medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2572066C1 true RU2572066C1 (en) | 2015-12-27 |
Family
ID=55023456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014142733/28A RU2572066C1 (en) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Method for generation of multicomponent gas medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2572066C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1756797A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-08-23 | Днепропетровский химико-технологический институт | Method for adjusting gas effluents and device |
| RU2153158C1 (en) * | 1998-10-21 | 2000-07-20 | Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью "Мониторинг" | Process of preparation of calibration steam-and-gas mixtures |
-
2014
- 2014-10-22 RU RU2014142733/28A patent/RU2572066C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1756797A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-08-23 | Днепропетровский химико-технологический институт | Method for adjusting gas effluents and device |
| RU2153158C1 (en) * | 1998-10-21 | 2000-07-20 | Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью "Мониторинг" | Process of preparation of calibration steam-and-gas mixtures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7484399B2 (en) | System, apparatus and method for dispensing chemical vapor | |
| US6722182B1 (en) | Solid state vapor generator | |
| Yim et al. | High-pressure phase behavior of binary mixtures containing ionic liquid [HMP][Tf2N],[OMP][Tf2N] and carbon dioxide | |
| JP2018081085A (en) | Receiving container for weight method-like calibration of pipette | |
| RU2572066C1 (en) | Method for generation of multicomponent gas medium | |
| Ent et al. | A gravimetric approach to providing SI traceability for concentration measurement results of mercury vapor at ambient air levels | |
| JP2017161526A5 (en) | ||
| US6508104B1 (en) | Method for additive adhesion force particle analysis and apparatus thereof | |
| CN102768085A (en) | Temperature sensor high-accuracy calibration device | |
| Hartley | Diffusion and distribution in a solvent of graded composition | |
| US6598466B1 (en) | Method for additive adhesion force particle analysis and apparatus thereof | |
| RU2530448C1 (en) | Method of controlling gaseous medium in container containing combustible gaseous substances | |
| EP3333238B1 (en) | System and method for producing a sealant | |
| CN104597481A (en) | Gas sample calibration standard source and preparation method thereof | |
| JP5242140B2 (en) | Solid raw material supply method and apparatus | |
| RU2490690C1 (en) | Method of controlling and monitoring humidity in hermetically sealed containers for storing hygroscopic materials | |
| RU2657359C1 (en) | Method of controlling composition of multicomponent gaseous medium in sealed container and construction of sealed container | |
| JP2006105718A (en) | Mixer and fluorine concentration measuring system using it and fluorine concentration measuring method | |
| JP2008111730A (en) | Measuring instrument of volatile organic compound | |
| CN209542621U (en) | Portable reusable detection kit | |
| JP2005181080A (en) | Corrosion testing device | |
| JP6566383B2 (en) | Rapid evaluation method for desorption rate of adsorption target substances | |
| WO2011142829A3 (en) | Apparatus and method for the decomposition of organic matter | |
| JP2001141642A (en) | Corrosion testing apparatus | |
| DE102014006577B3 (en) | Apparatus and method for calibrating measuring instruments |