RU2690070C1 - Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия - Google Patents
Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690070C1 RU2690070C1 RU2018124569A RU2018124569A RU2690070C1 RU 2690070 C1 RU2690070 C1 RU 2690070C1 RU 2018124569 A RU2018124569 A RU 2018124569A RU 2018124569 A RU2018124569 A RU 2018124569A RU 2690070 C1 RU2690070 C1 RU 2690070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reagent
- cover
- sodium
- alkaline reagent
- channel
- Prior art date
Links
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title claims abstract description 43
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011734 sodium Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000003113 alkalizing effect Effects 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N diisopropylamine Chemical compound CC(C)NC(C)C UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000003251 chemically resistant material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229940043279 diisopropylamine Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
- B01J4/02—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices for feeding measured, i.e. prescribed quantities of reagents
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F13/00—Apparatus for measuring by volume and delivering fluids or fluent solid materials, not provided for in the preceding groups
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборах аналитического контроля, осуществляющих измерение активности ионов натрия в технологических жидкостях, - в питательной и химически обессоленной воде, в конденсате пара котлов высокого давления и турбин, на предприятиях тепловой и атомной энергетики, химической, пищевой промышленности, а также в других отраслях. В устройстве дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия емкость для реагента выполнена цилиндрической, снабжена герметичной крышкой цилиндроконической формы, под которой установлена газопроницаемая мембрана, образующая с внутренней поверхностью крышки камеру насыщения парами подщелачивающего реагента, канал, подводящий контролируемую среду в камеру насыщения, выполнен тангенциально в нижней части цилиндрической стенки крышки, а канал, отводящий контролируемую среду, выполнен вертикально в верхней конической части крышки. Емкость имеет заправочное отверстие, снабженное герметичной пробкой. Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание малогабаритного надежного устройства дозирования подщелачивающего реагента, простого и удобного в использовании, обеспечивающего высокую стабильность и точность измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборах аналитического контроля, осуществляющих измерение активности ионов натрия в технологических жидкостях, - в питательной и химически обессоленной воде, в конденсате пара котлов высокого давления и турбин, на предприятиях тепловой и атомной энергетики, химической, пищевой промышленности, а также в других отраслях.
Одной из серьезных технических проблем, возникающей при построении анализатора натрия, предназначенного для измерения малых концентраций ионов натрия, является проблема дозирования в пробу подщелачивающего реагента, как правило аммиака.
Необходимость подщелачивания контролируемой среды при измерении активности ионов натрия потенциометрическим методом обусловлена особенностью датчика. Ионоселективный натриевый датчик обладает также высокой чувствительностью и к ионам водорода. Создавая щелочную среду, резко снижают активность ионов водорода за счет образования нейтральных молекул воды, что позволяет осуществлять селективное измерение активности ионов натрия.
Необходимым условием корректных измерений считается выполнение соотношения, когда значение рН среды превышает значение pNa на 3-3,5, то есть:
pH=pNa+(3-3,5),
где
Из представленного выражения следует, что необходимое значение рН среды определяется нижней границей измерительного диапазона по натрию. По мере снижения этой границы должен увеличиваться рН и соответственно концентрация подщелачивающего реагента (в дальнейшем - аммиака, как наиболее распространенного реактива). Так, для измерения концентраций натрия (для разбавленных растворов активности и концентрации совпадают) 2 мкг/дм3 необходимо значение рН не менее 10,55. Расчеты показывают, что концентрация аммиака в растворе должна быть доведена до величины не менее 150 мг/дм3.
Для прибора непрерывного контроля при расходе контролируемой воды 100 мл/мин, что является типичным для подобных приборов, расход аммиака составит 0,9 г/ч. При использовании 30% раствора аммиака (максимальная концентрация водного раствора при 20°С) 1 л раствора хватит на 14 суток, при условии, что аммиак будет израсходован весь и расходоваться будет оптимально (т.е. без передозировок).
Таким образом, можно отметить, что в приборах непрерывного контроля малых концентраций натрия аммиак является весьма интенсивно расходуемым реагентом. Это создает определенные эксплуатационные неудобства. В то же время известно, что измерение концентраций натрия в диапазоне от 0,1 до 5 мкг/дм3 (что условно можно назвать малыми) является весьма актуальным для теплоэнергетики, где типовым пороговым уровнем концентрации натрия является значение 5 мкг/дм3.
Известно устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия «АТОН-101МП» (производитель - предприятие ООО «Промышленная электроника», Россия, 141190, Московская обл., г. Фрязино, а/я 402), содержащее камеру, внутри которой размещены емкость с аммиаком и канал, подводящий контролируемую воду. Выходя в камеру из подводящего канала, контролируемая вода в виде свободно падающей струи пересекает пространство камеры. Насыщение воды аммиаком осуществляется за счет диффузии паров аммиака из расположенной рядом емкости.
Недостатками устройства являются большая инерционность из-за очень малого расхода пробы, а также большие габариты устройства, низкие стабильность и точность измерений.
Указанные недостатки обусловлены тем, что при падении капель раствора происходит их частичное разбрызгивание на стенки устройства подщелачивания. Там они могут сохраняться некоторое время, прежде чем смоются, что может приводить к случайным колебаниям и нестабильности показаний. Так же стоит понимать, что степень дозирования аммиака в контролируемую среду не является постоянной и меняется с течением времени. Действительно, интенсивность процесса дозирования при фиксированной геометрии устройства и постоянной скорости потока воды полностью определяется парциальным давлением паров аммиака. В то же время, очевидно, что по мере истощения аммиачного раствора будет падать и давление этих паров. Негативно влияет на качество работы подобных дозирующих устройств и температурная нестабильность окружающей среды (воздуха).
Известно также устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия pNa-205.2 (производитель - предприятие «Антех», 246050, Республика Беларусь, г. Гомель, ул. Гагарина, 89), содержащее герметичную емкость для реагента, смеситель в виде камеры с подводящим и отводящим контролируемую среду каналами, патрубок, соединяющий емкость для реагента и смеситель, средство регулирования подачи реагента. В устройстве использован принцип водоструйного насоса - это так называемые инжекторы. Текущая струя воды в сужающемся канале создает разрежение. За счет этого разрежения засасываются пары аммиака из емкости, где он находится.
Недостатками устройства являются большие габариты, большие эксплуатационные затраты на обслуживание анализатора натрия, а также невысокие стабильность и точность измерений.
Указанные недостатки также обусловлены тем, что степень дозирования аммиака в контролируемую среду не является постоянной и меняется с течением времени, в силу причин, аналогичных описанным для анализатора натрия «АТОН-101МП».
В известном устройстве возможно регулирование степени подщелачивания, которое осуществляется за счет изменения скорости потока протекающей воды путем дросселирования канала подачи данной воды. Но регулировка изменением скорости потока воды позволяет скорее поддерживать постоянство дозирования, но очевидно не решает проблему оптимального использования аммиака, так как с увеличением потока воды пропорционально больше потребуется и аммиака.
Нестабильность концентрации в контролируемой среде подщелачивающего реагента приводит и к нестабильности измерений концентраций натрия. Это обусловлено тем, что подщелачивающий реагент в силу его летучести в небольшой степени попадает в потенциалообразующую систему опорного электрода анализатора натрия. При этом происходит смещение потенциала опорного электрода и появляется дополнительная ошибка всей измерительной системы. При стабильной концентрации подщелачивающего реагента потенциал опорного электрода способен прийти к новому равновесному потенциалу, и указанная дополнительная ошибка измерения может быть исключена калибровкой прибора. При отсутствии стабильности концентрации подщелачивающего реагента подобная возможность исключается.
Известно УСТРОЙСТВО ДОЗИРОВАНИЯ ПОДЩЕЛАЧИВАЮЩЕГО РЕАГЕНТА АНАЛИЗАТОРА НАТРИЯ (патент на изобретение РФ №2327150, МПК G01N 27/26, 2008 г.), принятое за прототип, содержащее герметичную емкость для реагента, смеситель и средство регулирования подачи реагента. Патрубком емкость соединена со смесителем. Смеситель выполнен в виде камеры с подводящим и отводящим контролируемую среду каналами. Для уменьшения эксплуатационных затрат на обслуживание, повышения стабильности и точности измерений устройство снабжено воздушным компрессором. Нижний срез выходного патрубка компрессора расположен в донной части емкости для реагента. Объем камеры смесителя выполнен большим возможного объема подаваемой в нее смеси воздуха и паров реагента. В верхней части камеры смесителя выполнен канал, сообщающийся с атмосферой. Устройство снабжено автоматическим средством регулирования подачи реагента. В емкости для реагента установлен нагревательный элемент. Нагревательный элемент связан со средством регулирования подачи реагента.
Недостатками прототипа являются ненадежность, сложность конструкции, большие габариты, а так же синусоидальная характеристика уровня рН, обусловленная дозированием реагента с периодичностью 3-10 сек.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание малогабаритного надежного устройства дозирования подщелачивающего реагента простого и удобного в использовании, обеспечивающего высокую стабильность и точность измерений.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия емкость для реагента выполнена цилиндрической, снабжена герметичной крышкой цилиндроконической формы, под которой установлена газопроницаемая мембрана образующая с внутренней поверхностью крышки камеру насыщения парами подщелачивающего реагента, канал подводящий контролируемую среду в камеру насыщения выполнен тангенциально в нижней части цилиндрической стенки крышки, а канал отводящий контролируемую среду выполнен вертикально в верхней конической части крышки. Емкость имеет заправочное отверстие, снабженное герметичной пробкой.
Сущность изобретения поясняется чертежом. Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия содержит емкость 1 для реагента 2. Емкость 1 выполнена из химически стойкого материала (стекло, оргстекло, фторопласт и т.п.) цилиндрической формы, и снабжена крышкой 3 цилиндроконической формы. Использование химически стойких материалов повышают износостойкость к агрессивным средам. Герметичность крышки 3 обеспечивает уплотнительное кольцо 4. Под крышкой 3 установлена газопроницаемая мембрана 5 образующая с внутренней поверхностью крышки 3 камеру насыщения 6 парами подщелачивающего реагента. Камера насыщения 6 имеет подводящий 7 и отводящий 8 контролируемую среду каналы. Подводящий контролируемую среду канал 7 выполнен тангенциально в нижней части цилиндрической стенки крышки 3, а отводящий контролируемую среду канал 8 выполнен вертикально в верхней конической части крышки 3. Высоту цилиндрической стенки крышки 3 выбирают минимально возможной из условия размещения подводящего контролируемую среду канала 7, не более 10 мм. Угол раствора конической части крышки 3 выбирают более 90°. Малый объем камеры насыщения 6 парами подщелачивающего реагента (не более 15 мл) обеспечивает существенное снижение инерционности по сравнению с известными устройствами. Емкость 1 имеет заправочное отверстие 9, снабженное герметичной пробкой 10.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Предварительно емкость 1 заполняют через заправочное отверстие 9, например шприцем, подщелачивающим реагентом и плотно закрывают пробку 10. Уровень подщелачивающего реагента 2 должен быть ниже газопроницаемой мембраны 5. В качестве подщелачивающего реагента выбирают аммиак 25% или диизопропиламин или другие летучие амины. По подводящему контролируемую среду каналу 7 подают пробу со скоростью 10-40 мл/мин. Проба поступает тангенциально в камеру насыщения 6, закручивая поток. В камере 6 происходит насыщения потока пробы парами подщелачивающего реагента. Пары подщелачивающего реагента диффундируют из емкости 1 через газопроницаемую мембрану 5 и увеличивают рН пробы до уровня рН>11 (подтверждено экспериментально). Применение газопроницаемой мембраны 5 снижает расход реагента, обеспечивает возможность использования истощенного реагента с сохранением эффективности работы устройства. Поток подщелаченной пробы выходит через отводящий контролируемую среду канал 8 в крышке 3. В заявляемом устройстве мембранная система подщелачивания и организация закручивания потока пробы гарантируют достаточное насыщение пробы реагентом, исключает завоздушивание, застойные зоны и минимизирует инерционность измерений.
Claims (2)
1. Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия, содержащее емкость для реагента, отличающееся тем, что емкость выполнена цилиндрической, снабжена герметичной крышкой цилиндроконической формы, под которой установлена газопроницаемая мембрана, образующая с внутренней поверхностью крышки камеру насыщения парами подщелачивающего реагента, канал, подводящий контролируемую среду в камеру насыщения, выполнен тангенциально в нижней части цилиндрической стенки крышки, а канал, отводящий контролируемую среду, выполнен вертикально в верхней конической части крышки.
2. Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия по п. 1, отличающееся тем, что емкость имеет заправочное отверстие, снабженное пробкой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124569A RU2690070C1 (ru) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124569A RU2690070C1 (ru) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2690070C1 true RU2690070C1 (ru) | 2019-05-30 |
Family
ID=67037626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018124569A RU2690070C1 (ru) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2690070C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4584181A (en) * | 1982-12-27 | 1986-04-22 | Sri International | Process and apparatus for obtaining silicon from fluosilicic acid |
| SU1451585A1 (ru) * | 1986-12-29 | 1989-01-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод | Устройство дл контрол качества жидкости |
| RU2046004C1 (ru) * | 1993-06-29 | 1995-10-20 | Тамбовское акционерное общество "Комсомолец" | Мембранная установка |
| RU2245521C2 (ru) * | 2002-12-26 | 2005-01-27 | Соколов Михаил Андреевич | Устройство для автоматического дозирования жидкости |
-
2018
- 2018-07-04 RU RU2018124569A patent/RU2690070C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4584181A (en) * | 1982-12-27 | 1986-04-22 | Sri International | Process and apparatus for obtaining silicon from fluosilicic acid |
| SU1451585A1 (ru) * | 1986-12-29 | 1989-01-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод | Устройство дл контрол качества жидкости |
| RU2046004C1 (ru) * | 1993-06-29 | 1995-10-20 | Тамбовское акционерное общество "Комсомолец" | Мембранная установка |
| RU2245521C2 (ru) * | 2002-12-26 | 2005-01-27 | Соколов Михаил Андреевич | Устройство для автоматического дозирования жидкости |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20160377469A1 (en) | Method and Apparatus for Measuring Gas Flow | |
| KR101359903B1 (ko) | 에어 흐름 변동에 의한 측정값 편차를 최소화한 총유기 탄소 및 총질소 함유량 측정 장치 | |
| RU2690070C1 (ru) | Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия | |
| RU2327150C1 (ru) | Устройство дозирования подщелачивающего реагента анализатора натрия | |
| KR101302734B1 (ko) | 유압 유량 버퍼를 가지는 총잔류 산화물 농도 센서 | |
| EP0214846A2 (en) | Sample monitoring instrument for on-line application | |
| US20040029170A1 (en) | Method and device for the determination of analyte concentrations | |
| JPH08501496A (ja) | 精密液体分注装置および方法 | |
| US20200339456A1 (en) | High-efficiency airlift pump | |
| RU2690081C1 (ru) | Измерительная ячейка | |
| US20180151341A1 (en) | Online mass spectrometer for real-time detection of volatile components from the gas and liquid phase for process analysis | |
| RU2447427C2 (ru) | Генератор фтористого водорода | |
| FI84299B (fi) | Foerfarande och anordning foer bestaemning av halten av olika fraktioner i massasuspension. | |
| RU2391654C1 (ru) | Проточная ионометрическая ячейка | |
| US4276143A (en) | Apparatus for continuously measuring ion concentrations | |
| RU2319943C1 (ru) | Устройство для создания потока парогазовой смеси с заданной концентрацией пара | |
| RU2719712C1 (ru) | Устройство для подачи одоранта в поток природного газа | |
| JP4377593B2 (ja) | 反応装置及びそれを用いた臨界処理方法 | |
| Vinci et al. | Gas-phase axial dispersion in a spray tower | |
| US11786904B2 (en) | Solvent reservoir configuration for steady flow and monitoring solvent level and density | |
| RU2280246C1 (ru) | Капиллярный дозатор парогазовых смесей | |
| CN2755612Y (zh) | 新型湿度工作标准发生装置 | |
| RU67260U1 (ru) | Комбинированный капиллярный дозатор парогазовых смесей | |
| JPH0210456Y2 (ru) | ||
| Mangers et al. | Liquid-Phase Resistance to Mass Transfer in a Laboratory Absorption Column Packed with Glass and Polytetrafluoroethylene Rings: Part I. The Effects of Flowrate Sequence, Repacking, Packing Depth and Initial Liquid Distribution |