SK281617B6 - Zariadenie na odoberanie vzoriek a analýzu polycyklických aromatických uhľovodíkov a iných organických zlúčenín ako aj fluorovodíka a oxidov síry - Google Patents

Zariadenie na odoberanie vzoriek a analýzu polycyklických aromatických uhľovodíkov a iných organických zlúčenín ako aj fluorovodíka a oxidov síry Download PDF

Info

Publication number
SK281617B6
SK281617B6 SK871-93A SK87193A SK281617B6 SK 281617 B6 SK281617 B6 SK 281617B6 SK 87193 A SK87193 A SK 87193A SK 281617 B6 SK281617 B6 SK 281617B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
sampling
adsorption unit
pah
tar
adsorption
Prior art date
Application number
SK871-93A
Other languages
English (en)
Other versions
SK87193A3 (en
Inventor
Kalman Nagy
Herman Kolderup
Trygve Foosnaes
Knut Bergli
Original Assignee
Norsk Hydro A. S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norsk Hydro A. S. filed Critical Norsk Hydro A. S.
Publication of SK87193A3 publication Critical patent/SK87193A3/sk
Publication of SK281617B6 publication Critical patent/SK281617B6/sk

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0047Organic compounds
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247Sampling from a flowing stream of gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2202Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
    • G01N1/2214Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/24Suction devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N2001/225Sampling from a flowing stream of gas isokinetic, same flow rate for sample and bulk gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/26Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/30Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/60Construction of the column
    • G01N30/6091Cartridges
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

Vynález sa týka zariadenia na odber a spracovanie vzoriek pri analýze PAH a iných organických zlúčenín, rovnako ako aj fluorovodíka a oxidov síry vo vzduchu a plyne z produkčných zariadení. Prístroj zahrnuje z vrstiev pozostávajúcu adsorpčnú jednotku (1), v ktorej sú suché adsorbenty. Počas vzorkovania je adsorpčná jednotka (1) spojená svojím horným koncom so vzorkovnicou (8), ktorá sa privedie do kontaktu s predmetom, ktorý má byť vzorkovaný, a spodným koncom je spojená s gélovou nádržkou (10), pumpou (9) a plynovými hodinami (12) zapojenými do série. Po odbere vzorky sa adsorbčná jednotka (1) môže spojiť priamo s extrakčným aparátom na spracovanie vzorky.ŕ

Description

Oblasť techniky
Predložený vynález sa týka zariadenia na odoberanie a spracovanie vzoriek pri analýze PAH a iných organických zlúčenín, ako aj fluorovodíka a zlúčenín síry.
Doterajší stav techniky
PAH predstavuje polycyklické aromatické uhľovodíky. Mnohé z týchto zlúčenín sú karcerogénne. Iné zlúčeniny, ktoré je potrebné sledovať kvôli ich škodlivému účinku predstavujú fenoly, polychlórované bifenyly (PCHB) a dioxíny. Všetky tieto zlúčeniny sa napríklad nachádzajú v dechte alebo rozpúšťadlách.
Je známe, že fluorovodík a oxidy síry vyvolávajú znečistenie prostredia a zdravotné riziká.
Uvedené zlúčeniny sa vo väčšej alebo menšej miere vyskytujú napríklad v anódových prevádzkach a v ich okolí, v plynoch z elektrolytických pecí, v elektrolýznych halách, v spaľovniach a ich okolí, v rozpúšťadlách a na pracoviskách, na ktorých sa používajú alebo vyrábajú chemikálie obsahujúce tieto zlúčeniny.
Doteraz bolo ťažké monitorovať emisie týchto zlúčenín, pretože dostupné meracie zariadenie nebolo na tento účel adekvátne. Terajšie poznatky o škodlivých environmentálnych účinkoch týchto emisií, dokonca v ich malých množstvách, poukazujú na dôležitosť výskumu meracích zariadení a analytických metód, ktorými možno určiť emisie týchto zlúčenín s dostatočnou presnosťou.
Mimo potreby zisťovania či sú tieto zlúčeniny emitované do vzduchu a v akých množstvách je v anódových prevádzkach tiež potrebné spracovávať správy o materiálovej bilancii v čistiacich jednotkách, aby sa získal prehľad o toku dechtu/PAH v závodoch a aby bolo možné zmerať účinok čistiacich jednotiek. Materiály, ktoré existujú dnes na vykonanie takýchto meraní v anódových výrobniach, neposkytujú spoľahlivé výsledky a existuje potreba lepších riešení.
V r. 1986 Alcoa publikoval svoju vlastnú metódu, medzi iným aj na meranie častíc a emisií uhľovodíkov z anódových prevádzok, zahrnujúc plyny vstupujúce aj vystupujúce plyny z čistiacich jednotiek v článku J. H. Walker, J. E Gibb and J. N. Peace, „Sampling and analytical methods for measuring carbon plánt emissions“, Light Metals, pp. 955-972. Táto metóda je modifikáciou referenčnej metódy EPA č. 5. Modifikácia predstavuje odoberanie vzorky pomocou vzorkových trubíc a filtrov zahrievaných približne na teplotu nosného plynu. Plyn je ochladený a vedený cez ca 20 g adsorbentu XAD pri 20 °C. Pri tejto teplote dochádza ku kondenzácii vodnej pary. Po adsorbčnej jednotke preto nasleduje kondenzačná pasca (prázdny zrážač) s následnými dvomi zrážačmi s deionizovanou vodou a jedným zrážačom s vysušovadlom (kremičitý gél). Všetky zrážače sa nachádzajú v ľadovom kúpeli. Po odbere vzoriek sú všetky jednotky extrahované, okrem zrážača s vysušovadlom pomocou metylénchloridu. Postup Alcoa je zložitý pretože vzorkovacie zariadenie pozostáva z relatívne vysokého počtu zberných jednotiek v sérii. To znamená, že spracovanie a analýza vzorky sa stáva pracná a má vysoké riziko chýb.
Pri značne jednoduchšej vzorkovacej metóde používanej v Hydro Alumínium sa vzorka plynu extrahuje pomocou trubice naplnenej sklenou vlnou (Lurgiho metóda). Plyn sa potom vedie cez dve absorpčné nádoby s toluénom a jednu prázdnu nádobu priamo do pumpy s plynovými hodinami. Nádoby nie sú chladené a strata toluénu vyparova ním je preto vysoká. Po vzorkovaní jc sklená vlna vyvarená v toluéne, odfiltrovaná a zvyšky toluénu odparené. Absorpčná vzorka v nádobe je tiež odfiltrovaná a zvyšky toluénu odparené. Častice v roztoku sú extrahované horúcim toluénom a odparené. Suma zvyškov po vyparení toluénu je označená ako celkový obsah dechtu. Decht obsahuje veľký počet zložiek od ťažkých po prchavé zlúčeniny. Spotreba toluénu je 600 až 1000 ml na vzorku. Teplota varu toluénu je 110,6 °C. Toto vedie k veľkej neurčitosti metódy, hlavne tým, že prchavé zložky dechtu sa odparujú spolu s toluénom. Navyše, odparovanie takých množstiev toluénu je nežiaduce kvôli toxicite jeho pár.
Prihláška európskeho patentu č. 42683 opisuje pristroj na zachytávanie plynných zložiek pri nízkých koncentráciách. Zachytávanie sa deje na rožných adsorbentoch, ktoré sú vložené medzi f'rity vo vonkajšej trubici. Technika opísaná v uvedenej prihláške európskeho patentu nie je však vhodná na určenie toku dechtu v anódových prevádzkach a pri podobných úlohách, pri ktorých sa dá predmetný vynález použiť. V prípade použitia prístroja opísaného v EP-42683 na tieto účely vzniknú problémy, pretože objem plynu prechádzajúci aparátom je príliš malý na izokinetické vzorkovanie a aerosóly sa nezachytia kvantitatívne. Navyše pri tomto postupe dôjde ku kondenzácii vodnej pary a nie je možná zmena adsorbentu po odobratí vzorky.
Prihláška britského patentu č. 2083662 opisuje prístroj, v ktorom ako absorpčné médium na zachytávanie zložiek plynu sa používa kvapalina. Ani tento pristroj nemožno použiť na určenie toku dechtu v anódovej prevádzke, pretože hydrofóbny filter sa rýchlo zanesie dechtom a v kvapaline v trubici sa nemôžu plynné zložky dechtu kvantitatívne zachytiť. Navyše dochádza k odparovaniu kvapaliny alebo kondenzácii vodnej pary v závislosti od teploty a tento prístroj neumožňuje extrakciu priamo po odobratí vzorky.
Rovnaké nevýhody, ktoré sú vlastné technike podľa GB-2083662, týkajúce sa jej použitia pri odbere vzoriek s cieľom určiť obsah dechtu existujú v prípade prístroja opísaného v nemeckej patentovej prihláške č. 2448001. Táto nemecká prihláška patentu opisuje prístroj so špeciálne impregnovanými filtrami zapojenými v sérii na selektívnu separáciu plynných zložiek (Cl2, H2S, SO2) zo vzduchu.
Predmetom predloženého vynálezu je preto vzorkovacie zariadenie a zariadenie na spracovanie plynov, ktoré poskytuje produkty, ktoré môžu byť analyzované na obsah PAH, iných uhľovodíkov, fluorovodíka a oxidov síry jednoduchým, spoľahlivým spôsobom a ktoré nie je zaťažené uvedenými nevýhodami.
Podstata vynálezu
Zariadenie na odoberanie vzoriek podľa vynálezu je založené na tuhých adsorbentoch usporiadaných v sendvičovej štruktúre. Jednotka, ktorá napríklad môže mať tvar valca z kovu, plastu, teflónu alebo skla, môže byť ďalej spojená s osobitným extraktorom bez potreby rozoberania na priamu extrakciu zachytených organických zlúčenín. Osobitne upravená extrakčná jednotka pracuje na princípe soxhletu, to znamená viacerých premývaní s destilovaným rozpúšťadlom. Použité extrakčné činidlá sú organické rozpúšťadlá, hlavne dichlórmetán. Organické zlúčeniny sa potom môžu analyzovať prostredníctvom analytických metód, ako sú chromatografia alebo spektrometria následne po vhodnom postupe spracovania.
S týmto prístrojom sa dosiahne lepší spôsob odberu uvedených organických zlúčenín ako s doteraz známymi spôsobmi. Navyše zriadenie podľa vynálezu zahŕňa menej
SK 281617 Β6 pracný a presnejší postup spracovania, ako sú doteraz známe postupy.
Na odber fluorovodíka a oxidov síry sa používajú špeciálne adsorbenty, ako je aktivovaný oxid hlinitý. Na extrakciu anorganických zlúčenín sa používajú vodné rozpúšťadlá.
Čo sa týka použitia zariadenia podľa vynálezu, najmä v anódových výrobniach, ono umožňuje podrobnejšie štúdium dejov počas purifikačného procesu. Pomocou tohto zariadenia je možné určiť zloženie a zastúpenie PAH a dechtu v anódových peciach, vo vstupnom aj výstupnom plyne z rôznych častí čistiacich jednotiek.
Jednou z výhod zariadenia na odber vzoriek podľa predloženého vynálezu v porovnaní so známymi technikami je jeho vyššia kompaktnosť. Dôvodom umožňujúcim také kompaktné usporiadanie je použitie tuhých adsorbentov. Z hľadiska priemyselnej hygieny môže byť výhodný odber vzoriek pomocou prenosného zariadenia. Túto modifikáciu je možné vykonať jednoduchými úpravami, miniaturizáciou zariadenia a jeho integráciou do cyklu tak, že môže byť prenášaný ako celok. Zariadenie možno ďalej automatizovať pomocou mikroprocesora.
Ďalším výhodným znakom použitia tuhých, suchých adsorbentov v zariadení je, že nie je potrebné odparovanie množstiev organických rozpúšťadiel, ktoré sú toxické na rozdiel od prípadov, v ktorých sa využívajú absorpčné roztoky. Navyše adsorbenty možno regenerovať počas extrakčnej procedúry a možno ich znova použiť.
Adsorpčné činidlá závisia od vzoriek, ktoré sa majú odobrať. Adsorpčná jednotka, ktorá je hlavnou časťou zariadenia na odoberanie vzoriek pozostáva z požadovaného počtu prvkov, ktoré sú spojené skrutkami, pričom adsorpčné činidlá umiestnené v rôznych prvkoch môžu byť rovnaké alebo rozdielne. Vhodné adsorbenty sú oxid hlinitý, kremičitý gél a hydrofóbne polyméry - napríklad Tenax, XAD 2 a XAD 4. Na odber vzoriek v anódových výrobniach sa uprednostňuje adsorbent XAD 2. Tenax, ktorý sa používa na adsorpciu v chromatografických stĺpcoch je tiež veľmi dobré adsorpčné činidlo. Je omnoho drahšie ako napríklad XAD 2, ale pre zvláštne prípady použitie tohto adsorpčného činidla môže byť opodstatnené. Pri odbere vzoriek na analýzu fluorovodíka ako adsorpčný materiál možno prednostne použiť oxid hlinitý.
Adsorpčné materiály, s ktorými sa začína a ktoré môžu obsahovať organické zlúčeniny musia byť od nich očistené pred vložením do vzorkovacieho zariadenia. Táto očista musí byť urobená napríklad použitím XAD 2 ako adsorbentu.
Na odber horúcich plynov, ako sa to vyskytuje v anódových výrobniach, teplota adsorpčného zariadenia sa udržuje na takej výške, aby nedošlo k ochladeniu plynu na teplotu miestnosti, čo by spôsobilo kondenzáciu vodnej pary na adsorbentoch. Zabránením kondenzácie vodnej pary na adsorbente nedochádza k porušeniu adsorpčnej kapacity adsorbentu a postupy extrakcie a analýzy sa nekomplikujú. Namiesto toho voda sa zachytáva v kremičitom gélovom adsorbente, ktorý je spojený s adsorpčným prístrojom.
Pretože adsorpčné zariadenie sa môže umiestniť priamo do extrakčného aparátu po odobratí vzorky, dá sa vyhnúť niekoľkým krokom vyžadovaným pri spracovaní predtým známymi technikami. To znamená, že analýza produktov použitím zariadenia podľa tohto vynálezu predstavuje nižšie riziko chyby ako pri použití zariadenia podľa súčasného stavu techniky.
Podľa známeho postupu sa používa ako extrakčné činidlo počas spracovania medzi inými rozpúšťadlami aj toluén, ktorý má teplotu varu 110,6 °C. V extrakčnom proce se podľa predloženého vynálezu výhodným extrakčným činidlom je dichlórmetán s teplotou varu 40 °C. Ak po extrakcii dôjde k odpareniu extrakčného činidla, izolované budú všetky organické zlúčeniny, ktoré majú vyššiu teplotu varu ako 40 °C. Použitím toluénu dochádza k strate organických zlúčenín, ktoré majú nižšie teploty varu ako 110,6 °C, pričom ľahké organické zlúčeniny sú nekontrolovateľne vypudené počas odparovania. Ľahké zlúčeniny nemožno potom podrobiť analýze.
Ak je potrebné analyzovať organické zlúčeniny s teplotami varu nižšími ako 40 °C, ktoré môžu byť prítomné je možné použiť extrakčné činidlo s teplotou varu nižšou ako 40 °C.
Podstatné znaky vynálezu sú ďalej definované, ako je zrejmé z patentových nárokov. Podrobnejší opis vynálezu je uvedený v ďalšom s opisom sprievodných obrázkov. Uvedené sú tiež údaje poukazujúce na vhodnosť a presnosť zariadenia v porovnaní s existujúcim stavom.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obrázku 1 je znázornený celkový pohľad na zariadenie na odber vzoriek, na obrázku 2 je schematický pohľad na adsorpčnú jednotku tohto zariadenia a na obrázku 3 je náčrt extrakčného aparátu počas spracovávania vzorky. Na obrázku 4 je znázornená schéma purifikačných jednotiek s uvedením miest odberu.
Počas skutočného odberu vzoriek, zariadenie podľa vynálezu tak, ako je znázornené na obr. 1, pozostáva z adsorpčnej jednotky 1, ktorá má otvory na obidvoch koncoch, k hornému otvoru ktorého je pripojená vzorka 8 a dolnému do série gélová nádržka 10, pumpa 9 a plynové hodiny 12.,
Adsorpčná jednotka 1 tak, ako je znázornená na obrázku 2, pozostáva z vrstiev a obsahuje nasledovné prvky; spodok 2, jeden alebo viac stredných častí 3, jeden alebo viac stredných častí 4 vybavených bočným otvorom, a vrchného dielu 5. Všetky prvky sú cylindrické a na obidvoch koncoch so závitom, pričom závit v hornej časti vrchného dielu 5 a spodnej časti spodku 2 sú vnútri a adsorpčná jednotka 1 je zostavená tak, že spodok 2 a požadovaný počet stredných častí 3, 4 uložených v požadovanom poradí sú zoskrutkované spolu s vrchným dielom 5. Medzi jednotlivými prvkami je vhodné použiť tesnenie, aby sa zabránilo výtoku kvapaliny. Vrstvy v adsorpčnej jednotke 1 sú oddelené sieťkou alebo roštom 6. Na jeden alebo viac roštov 6, ak je to potrebné, možno umiestniť filtračný papier alebo sklenú vlnu na zachytenie prachových častíc. Stredné časti 3, 4 sú naplnené požadovaným adsorpčným činidlom skôr, ako je usporiadanie adsorpčnej jednotky 1 spojené skrutkami. Stredné časti 3, 4 sú naplnené rovnakými alebo rozdielnymi adsorbentmi. Obyčajne je potrebná len jedna stredná časť 4 obsahujúca hlavný adsorbent, pričom pod ňou je stredná časť 3 s adsorbentom, ktorý tvorí kontrolnú vrstvu. Ak ide o odber veľkých množstiev dechtu, napríklad zo znečistených plynov, môže byť vhodné zaradenie osobitného stredného kusu 3 naplneného filtračným plnivom na hrubé oddelenie zo strednej časti 4, a to skôr, ako vrchný diel 5 je priskrutkovaný. Otvor v strede strednej časti 4 môže byť uzavretý termočlánkom alebo skrutkovou zátkou. Pri odbere vzorky je dôležitá kontrola teploty v adsorpčnej jednotke 1, pričom do trubice možno umiestniť termočlánok. Ak ide o spracovanie vzorky, termočlánok možno nahradiť skrutkovou zátkou, pretože pri tomto postupe je možné teplotu kontrolovať iným spôsobom.
Nákres adsorpčného zariadenia je znázornený na obrázku 2.
SK 281617 Β6
Opačný koniec vzorkovnice 8, ktorý je priskrutkovaný na horný koniec adsorpčnej jednotky 1, je spojený s objektom, ktorý má byť vzorkovaný. Adsorpčná jednotka 1 je zahrievaná článkom 7 tak, že voda v objekte, ktorý sa vzorkuje nekondenzuje v adsorpčnej jednotke 1. Ohrevný článok 7 môže pozostávať napríklad z ohrevnej pásky. Gélová nádržka 10, ktorá môže pozostávať napríklad zo sušiacej nádobky naplnenej kremičitým gélom, je pripojená k adsorpčnej jednotke 1 v jeho spodnej časti. Úlohou gélovej nádržky 10 je zachytenie akejkoľvek vody, ktorá môže byť prítomná v plyne počas jeho odberu. Gélová nádržka 10 je spojená s pumpou 9 pomocou nastaviteľného ventilu. Pumpa 9 môže pozostávať napríklad z membránovej vodotesnej pumpy, ktorá je ďalej pripojená k plynovým hodinám 12, ktoré obsahujú termočlánok a prietokomer. Izokinetická extrakcia vzorky sa môže zakladať na meraní rýchlosti toku plynu vykonanom pred odberom vzorky.
Po odbere vzorky sa adsorpčná jednotka 1 odskrutkuje od vzorkovnice 8 a gélovej nádržky 10 a termočlánok sa nahradí skrutkovou zátkou. Aby bolo možné vzorku spracovať, adsorpčné zariadenie sa pripojí k extrakčnému aparátu 11, ako je to znázornené na obrázku 3. Vzorkovnica 8 sa premýva extrakčným činidlom vnútri, napríklad dichlórmetánom, a premývacia kvapalina sa prenesie do extrakčného aparátu 11. Popri premývacej kvapaline sa extrakčné činidlo vo vhodnom množstve pridá do extrakčného aparátu 11. Extrakčné činidlo sa potom zahrieva až do odparenia. V hornej časti aparátu 11 je umiestnený chladič,v ktorom odparené extrakčné činidlo kondenzuje a steká do adsorpčnej jednotky 1. Vzorka v adsorpčnej jednotke bude potom extrahovaná. Extrakčný aparát 11 pracuje na soxhletovom princípe, to znamená prostredníctvom viacerých premytí čistým rozpúšťadlom. Po ukončení postupu spracovania sa vzorka nachádza v nádobke na dne extrakčného aparátu 11 spolu s extrakčným činidlom a adsorpčná jednotka 1 obsahuje regenerované adsorbenty. Adsorpčnú jednotku možno takto použiť po vysušení znova na odber vzorky bez výmeny adsorbentov. So získanou vzorkou možno zachádzať v súlade s konvečnými postupmi a analyzovať ju kvantitatívne a kvalitatívne pomocou známych chromatografických metód a metód hmotnostnej spektrometrie.
Testy
So zariadením podľa vynálezu sa vykonalo viacero testov v anódovej prevádzke. Kvôli porovnaniu rovnaké testy sa vykonali tiež podľa uvedenej „Lurgiho metódy“.
Testy sa vykonali vo výstupných plynoch anódových pecí. Plyny z týchto pecí boli čistené v troch druhoch purifikačných jednotiek zapojených do série. Na obrázku 4 je znázornená schéma purifikačných jednotiek s uvedením miest odberu a merania.
Na určenie obsahu dechtu a PAH sa novým zariadením v referenčných bodoch 1,2 a 3 odobrali tri súpravy paralelných vzoriek (I, II a III). Súbežne s dvomi z týchto odberov sa odobrali tiež vzorky na určenie obsahu dechtu v meracích miestach 1 a 2, a jedenkrát v meracích miestach 2 a 3 podľa „Lurgiho metódy“. Výsledky sú uvedené v tabuľke L
Počas testu adsorpčná jednotka zariadenia podľa vynálezu pozostávala z dvoch stredných časti spolu s vrchným dielom a spodkom, pričom horná stredná časť obsahovala hlavný adsorbent Tenax GC s otvormi 60/80, so skelnou vlnou hore a dole a dolná stredná časť slúžila ako kontrolná vrstva a bol naplnený kremičitým gélom.
Tabuľka 1
Stanovenie obsahu dechtu (mg dechtu/Nm3 suchého plynu) a obsahu PAH (mg PAH/Nm3 suchého plynu)
Meracie Vzorka č. miesto I II III
1 Nové zariadenie, PAH 120 174 224
, decht(a) 325 493 665
, decht(b) 317 427 562
„Lurgiho metóda“ 196 475 -
2 Nové zariadenie, PAH 52,3 59,3 83,4
'', decht (a) 126 141 168
11, decht (b) 60 126 63
„Lurgiho metóda“ 127 80 144
3 Nové zariadenie, PAH 35,5 44,2 63,1
, decht (a) 89 99 126
, decht(b) 60 44 91
„Lurgiho metóda“ - - 69
„Nové zariadenie, PAH“ znamená obsah PAH stanovený zariadením podľa predmetného vynálezu, s metylénchloridom ako extrakčným činidlom.
„Nové zariadenie, decht (a)“ znamená obsah dechtu stanovený zariadením podľa predmetného vynálezu, s metylénchloridom ako extrakčným činidlom.
„Nové zariadenie, decht (b)“ zranená, že obsah dechtu bol stanovený zariadením podľa predmetného vynálezu, s metylénchloridom ako extrakčným činidlom a toluénom pridaným k extrakčnému roztoku na odparenie.
„Lurgiho metóda“ znamená, že obsah dechtu bol stanovený Lurgiho metódou, pričom toluén bol použitý ako rozpúšťadlo.
Navyše k určeniu obsahu PAH pomocou „Nového prístroja, PAH“ sa vo vzorke č. 2 plynovou chromatografiou (PCH) v meracích miestach 1, 2 a 3 zistilo 9,5,9,5 a 10,6 ľahkých organických zložiek v mg/Nm3 suchého plynu. Iný test ďalej ukázal, že všetok PAH v adsorpčnej jednotke bol zachytený hlavným adsorbentom, čo poukazuje, že adsorpčné činidlo je primerané na oddelenie PAH.
Pomer medzi obsahom dechtu a obsahom PAH stanovený „Novým zariadením, decht (a)“, pričom obsah dechtu bol určený vážením vzorky po odparení metylénchloridu a obsah PAH bol stanovený plynovou chromatografiou bol v meracích miestach 1, 2 a 3: 2,7 až 3,0, 2,0 až 2,4 a 2,0 až
2,5. Je logické očakávať, že najvyšší pomer bude mať meracie miesto 1, v ktorom je plyn nečistený, pretože určitý počet ťažších časticových zložiek nemôže byť PCH analyzovaný.
Keď sa k extrakčnému roztoku na odparenie pridá toluén, („Nové zariadenie, decht (b)“), teplota na konci výparného procesu je značne vyššia než pri vyparení pôvodného extrakčného roztoku („Nové zariadenie, decht (a)“). Dôvodom tohto je skutočnosť, že teplota varu metylénchloridu je 40 °C, zatiaľ čo toluénu je 110,6 °C. Výsledky s „Novým zariadením, decht (b)“ majú preto nižšiu koncentráciu ako výsledky s „Novým zariadením, decht (a)“, pretože došlo k vypudeniu ľahších zložiek PAH počas vyparovania toluénu. Toto je jasne zrejmé pri meracích miestach 2 a 3, v ktorých ťažšie zložky už boli odstránené v elektrofiltri. Rozptyl pre tri vzorky je tu tiež relatívne veľký. Toto ukazuje, že vyparovacia metóda s toluénom vedie jednak ku väčSím systematickým chybám a tiež aj náhodným chybám po
SK 281617 Β6 elektrofiltri, v ktorom došlo k odstráneniu prevažnej časti časticového materiálu.
Výsledky s použitím „Lurgiho metódy“ majú tiež relatívne veľké kolísanie v tých istých meracích miestach a systematicky nižšie hodnoty ako pri použití „Nového zariadenia, decht (a)“.
Tento test ukazuje, že ak sa použije metylénchlorid samotný ako rozpúšťadlo, zmeranie zložiek dechtu pomocou nového vzorkovacieho zariadenia je veľmi uspokojivé.
13. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že extrakčný aparát (11) je založený na soxhletovom princípe.
14. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že na vzorkovacie účely môže byť automatizované mikroprocesorom.
15. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že na vzorkovacie účely môže byť integrované do okruhu a zabudované do uzavretej nádoby, ktorú môže niesť jedna osoba.

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zariadenie na odber a spracovanie vzoriek pri analýze polycyklických aromatických uhľovodíkov a iných organických zlúčenín, fluorovodíka a oxidov síry vo vzduchu a plyne produkčných zariadení, vyznačujúce sa t ý m , že je tvorené adsorpčnou jednotkou (1) založenou na tuhých adsorbentoch usporiadaných v sendvičovej štruktúre, ktorá je na potreby vzorkovania vybavená meračmi teploty, zariadením na odber vzoriek a zariadením na odstránenie vlhkosti a na potreby spracovania vzorky je priamo napojená na extrakčný aparát.
  2. 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že adsorpčná jednotka (1) je tvorená spodkom (2), jednou alebo viacerými strednými časťami (3) a vrchným dielom (5), a ak je to potrebné, tesnením medzi nimi, pričom jedna alebo viac stredných častí (3) je naplnených adsorpčným činidlom, pričom vrstvy adsorpčnej jednotky (1) sú oddelené takými prvkami, ako sú sieťky alebo rošty (6), na ktoré sa môže uložiť filtračný materiál a ku ktorému je pripojený ohrievací článok (7).
  3. 3. Zariadenie podľa nároku, vyznačujúce sa t ý m , že spodok (2), stredná časť (3) a vrchný diel (5) sú spojené jeden s druhým pomocou sťahovacieho svorníka.
  4. 4. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa t ý m , že spodok (2), stredná časť (3) a vrchný diel (5) sú valcovitého tvaru a vybavené závitovými časťami a môžu byť spolu zoskrutkované.
  5. 5. Zariadenie podľa nárokov la 2, vyznačujúce sa tým, že adsorpčná jednotka (1) je vyrobená z kovu, teflonu, plastu alebo skla.
  6. 6. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa t ý m , že adsorpčná jednotka (1) je vyrobená z ocele.
  7. 7. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa t ý m , že stredné časti (3) môžu byť naplnené rovnakým alebo odlišným adsorpčným činidlom.
  8. 8. Zariadenie podľa nárokov 2a 7, vyznačujúce sa tým, že použité adsorpčné činidlá sú oxid hlinitý, kremičitý gél a hydrofóbne polyméry ako Tenax, XAD2aXAD4.
  9. 9. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že merač teploty zahrnuje otvor na vloženie termočlánku.
  10. 10. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že zariadenie na odber vzoriek zahrnuje vzorkovnicu (8), ktorá sa privádza do kontaktu s predmetom, z ktorého majú byť odoberané vzorky.
  11. 11. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že zariadenie na odstránenie vlhkosti zahrnuje pumpu (9), ktorá, ak je to potrebné, môže byť spojená s adsorpčnou jednotkou (1) pomocou gélovej nádržky (10).
  12. 12. Zariadenie podľa nároku 11,vyznačuj úce sa t ý m , že pumpa (9) je spojená s plynovými hodinami (12) s termočlánkom a prietokometrom.
SK871-93A 1992-09-02 1993-08-11 Zariadenie na odoberanie vzoriek a analýzu polycyklických aromatických uhľovodíkov a iných organických zlúčenín ako aj fluorovodíka a oxidov síry SK281617B6 (sk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO923420A NO175834C (no) 1992-09-02 1992-09-02 Utstyr for prövetakning og opparbeiding til analyse av PAH og andre organiske forbindelser, samt hydrogenfluorid og svoveloksider

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK87193A3 SK87193A3 (en) 1994-04-06
SK281617B6 true SK281617B6 (sk) 2001-05-10

Family

ID=19895423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK871-93A SK281617B6 (sk) 1992-09-02 1993-08-11 Zariadenie na odoberanie vzoriek a analýzu polycyklických aromatických uhľovodíkov a iných organických zlúčenín ako aj fluorovodíka a oxidov síry

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5571477A (sk)
EP (1) EP0586012B1 (sk)
JP (1) JP2677508B2 (sk)
AT (1) ATE212127T1 (sk)
AU (1) AU667934B2 (sk)
BR (1) BR9303675A (sk)
CA (1) CA2104409C (sk)
CZ (1) CZ181093A3 (sk)
DE (1) DE69331455T2 (sk)
DK (1) DK0586012T3 (sk)
ES (1) ES2171408T3 (sk)
NO (1) NO175834C (sk)
NZ (1) NZ248375A (sk)
RU (1) RU2089869C1 (sk)
SK (1) SK281617B6 (sk)
ZA (1) ZA935811B (sk)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100375205B1 (ko) * 1999-12-21 2003-03-08 이병규 새로운 건성 및 습성침적 동시측정용 장비
US20060047753A1 (en) * 2002-11-01 2006-03-02 Dharam Pal New online service offering email chat people location-in-a-dynamic-scenario, messagining, auctions and other services based upon real id of its subcribers
FR2910966B1 (fr) * 2006-12-28 2009-04-17 Commissariat Energie Atomique Dispositif de mesures couplees permettant un suivi global et en continu de traces de goudrons presentes dans un flux gazeux
FR2910967B1 (fr) 2006-12-28 2009-04-03 Commissariat Energie Atomique Dispositif et procede de mesure continue de la concentration en goudrons dans un flux gazeux
US8227648B2 (en) * 2008-12-17 2012-07-24 Uop Llc Combined temperature controlled water adsorption and two stage heat pump process for fuel ethanol dehydration
US8067646B2 (en) * 2008-12-17 2011-11-29 Uop Llc Combined temperature controlled adsorption and heat pump process for fuel ethanol dehydration
US8226746B2 (en) * 2008-12-17 2012-07-24 Uop Llc Indirectly heated temperature controlled adsorber for sorbate recovery
US8936727B2 (en) * 2009-03-06 2015-01-20 Uop Llc Multiple bed temperature controlled adsorption
US7795479B1 (en) 2009-12-15 2010-09-14 Uop Llc Temperature controlled adsorption multi-step regeneration cycle
CN101915687B (zh) * 2010-08-04 2012-03-28 聚光科技(杭州)股份有限公司 一种应用在分析仪器中的气体预处理方法及装置
US20120186366A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 Energy & Environmental Research Center Measurement of multimetals and total halogens in a gas stream
RU2510501C2 (ru) * 2012-05-22 2014-03-27 Глеб Борисович Лисовенко Способ определения содержания труднолетучих органических соединений в газообразной среде, композиция в качестве сорбента, применение сорбента
CN103674615B (zh) * 2013-12-17 2016-05-04 福建省邵武市永晶化工有限公司 一种无水氟化氢取样装置及取样方法
CN105486817B (zh) * 2015-12-30 2017-12-15 中国建材检验认证集团股份有限公司 一种材料对空气污染物非吸附净化性能的测定方法
JP6956023B2 (ja) * 2017-03-23 2021-10-27 株式会社住化分析センター 水素ガス分析用キット、水素ガス分析方法、及び水素ガスの品質管理方法
RU2698476C1 (ru) * 2018-04-25 2019-08-28 Общество с ограниченной ответственностью "ИНЛАБ" Способ анализа примесей малолетучих полярных веществ в жидких средах
CN109358149A (zh) * 2018-11-03 2019-02-19 浙江环境监测工程有限公司 一种地表水中多环芳烃的快速定量检测方法
CN114768300B (zh) * 2022-04-22 2023-04-14 正大制药(青岛)有限公司 一种用于帕立骨化醇生产的制备方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3336792A (en) * 1964-01-31 1967-08-22 Sinclair Research Inc Method of analyzing soil gases
US3735562A (en) * 1971-06-09 1973-05-29 Gulf Research Development Co Membrane gas extractor
US3758603A (en) * 1972-05-12 1973-09-11 Standard Oil Co Process for separation of unsaturated hydrocarbons
US3847552A (en) * 1973-11-23 1974-11-12 Ibm Environmental monitoring device and method
JPS5244787U (sk) * 1975-09-25 1977-03-30
DD140324A3 (de) * 1977-03-29 1980-02-27 Manfred Radtke Vorrichtung und verfahren zur entnahme von bodenluft
US4133309A (en) * 1977-05-13 1979-01-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Sorbent material and a respirator containing the sorbent material
JPS557629A (en) * 1978-06-30 1980-01-19 Cosmo Co Ltd Sampling unit concentrating very small amount of component in air
US4249904A (en) * 1979-07-27 1981-02-10 Thermo Electron Corporation Method and apparatus for extraction of airborne N-nitroso compounds without artifact formation
DE3012380C2 (de) * 1980-03-29 1982-04-15 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck An der Person getragener Probenehmer von organischen Lösungsmitteldämpfen
GB2083622B (en) * 1980-06-23 1984-03-07 Baldeck Charles M Apparatus for collecting a component from a gas mixture
GB2078128B (en) * 1980-06-24 1984-09-12 Nat Res Dev Monitoring gases
US4303529A (en) * 1980-09-08 1981-12-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Multi-chromatographic materials
SE452510B (sv) * 1983-07-14 1987-11-30 Knut Irgum Sett att meta en halt av en forening, t ex en gas, i luft, fast adsorbent for utovande av settet samt anvendning av adsorbenten
USH255H (en) * 1986-08-26 1987-04-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Charcoal adsorbent test apparatus and method using filter tubes
DK71987D0 (da) * 1987-02-13 1987-02-13 Nordiske Kabel Traad Fremgangsmaade til rensning af olie- og kemikalieforurenet jord
US5087360A (en) * 1990-04-19 1992-02-11 Electric Power Research Institute, Inc. Field-portable apparatus and method for analytical supercritical fluid extraction of sorbent materials
JPH0620548B2 (ja) * 1988-05-23 1994-03-23 水澤化学工業株式会社 複合吸着剤
US5147538A (en) * 1990-04-19 1992-09-15 Electric Power Research Institute, Inc. Field-portable apparatus and method for analytical supercritical fluid extraction of sorbent materials
JP2651626B2 (ja) * 1990-06-18 1997-09-10 信越化学工業株式会社 空気中に存在する有機ケイ素化合物の定量方法
US5271903A (en) * 1990-10-02 1993-12-21 Dionex Corporation Supercritical fluid extraction restrictor and collection system
US5135548A (en) * 1991-05-08 1992-08-04 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen selective desiccants
US5205154A (en) * 1991-11-01 1993-04-27 Brigham Young University Apparatus and method for simultaneous supercritical fluid extraction and gas chromatography
US5300138A (en) * 1993-01-21 1994-04-05 Semco Incorporated Langmuir moderate type 1 desiccant mixture for air treatment

Also Published As

Publication number Publication date
CA2104409C (en) 1998-09-22
CA2104409A1 (en) 1994-03-03
ATE212127T1 (de) 2002-02-15
DE69331455T2 (de) 2002-08-08
BR9303675A (pt) 1994-03-22
AU667934B2 (en) 1996-04-18
US5571477A (en) 1996-11-05
DE69331455D1 (de) 2002-02-21
NO175834C (no) 1994-12-14
CZ181093A3 (en) 1994-03-16
JPH06186148A (ja) 1994-07-08
ES2171408T3 (es) 2002-09-16
EP0586012A2 (en) 1994-03-09
RU2089869C1 (ru) 1997-09-10
ZA935811B (en) 1994-03-10
EP0586012A3 (sk) 1994-08-03
EP0586012B1 (en) 2002-01-16
NZ248375A (en) 1994-08-26
JP2677508B2 (ja) 1997-11-17
AU4452593A (en) 1994-03-10
NO923420L (no) 1994-03-03
DK0586012T3 (da) 2002-05-06
NO923420D0 (no) 1992-09-02
NO175834B (no) 1994-09-05
SK87193A3 (en) 1994-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK281617B6 (sk) Zariadenie na odoberanie vzoriek a analýzu polycyklických aromatických uhľovodíkov a iných organických zlúčenín ako aj fluorovodíka a oxidov síry
McGlenny et al. Canister-based method for monitoring toxic VOCs in ambient air
Subramanyam et al. Gas-to-particle partitioning of polycyclic aromatic hydrocarbons in an urban atmosphere
JP2001511257A (ja) 総合粒子収集気化化学モニタリング
Jayanty Evaluation of sampling and analytical methods for monitoring toxic organics in air
WO2006124723A2 (en) Apparatus and methods for use in concentration of gas and particle-laden gas flows
McClenny et al. Analysis of VOCs in ambient air using multisorbent packings for VOC accumulation and sample drying
US6200816B1 (en) Method for measuring particulate and gaseous metals in a fluid stream, device for measuring particulate and gaseous metals in a fluid stream
Hippelein et al. Testing of a sampling system and analytical method for determination of semivolatile organic compounds in ambient air
JP5010498B2 (ja) ガス中のpcbのオンライン簡易計測装置及び方法、pcb処理設備の監視システム
Baykut et al. Mobile mass spectrometry; a decade of field applications
JPH10153591A (ja) ダイオキシン類の分析方法
RU2006125716A (ru) Способ и система быстрого отделения и количественного измерения аr37
Schroeder et al. An instrumental analytical technique for vapour-phase mercury species in air
JP3690489B2 (ja) ダイオキシン簡易分析法および装置
Guillot et al. Advantages and limits of adsorption sampling for physico-chemical measurements of odorous compounds
Woolfenden Optimising analytical performance and extending the application range of thermal desorption for indoor air monitoring
JP2002162323A (ja) ダイオキシン分析方法及び装置
DE69916083T2 (de) Vorrichtung und verfahren zum sammeln von gasförmigem quecksilber und zur unterscheidung verschiedener quecksilberkomponenten
JPH04161849A (ja) 焼却炉排ガス中の微量有機物質の測定方法
Cox et al. Determination of low levels of total nonmethane hydrocarbon content in ambient air
JP2000046820A (ja) ダイオキシン類分析装置
KR100298147B1 (ko) 미량성분측정을위한시료농축장치및농축시료의분석을위한ir측정용셀
WO1994001753A1 (en) Sampling device for airborne particulate or vapour emissions
Knöppel Sampling and analysis of organic indoor air pollutants