SU1125529A1 - Method of selective measuring of concentration of combustible mixture components - Google Patents

Method of selective measuring of concentration of combustible mixture components Download PDF

Info

Publication number
SU1125529A1
SU1125529A1 SU823448763A SU3448763A SU1125529A1 SU 1125529 A1 SU1125529 A1 SU 1125529A1 SU 823448763 A SU823448763 A SU 823448763A SU 3448763 A SU3448763 A SU 3448763A SU 1125529 A1 SU1125529 A1 SU 1125529A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
components
oxidation
temperature
concentration
active surface
Prior art date
Application number
SU823448763A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Стефанович Белоголовин
Александр Саввич Бурдейный
Неонил Израилевич Фурман
Александр Назарович Щербань
Original Assignee
Институт технической теплофизики АН УССР
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 Институт технической теплофизики АН УССР filed Critical Институт технической теплофизики АН УССР
Priority to SU823448763A priority Critical patent/SU1125529A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1125529A1 publication Critical patent/SU1125529A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

СПОСОБ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ ГОРЮЧИХ СМЕСЕЙ, включающий удаление из смесей перед анализом части сопутствующих горючих компонентов путем их избирательного выжигани  на каталитически активной поверхности, температуру которой поддерживают ниже температуры начала окислени  анализируемого компонента,и измерение концентрации анализируемого компонента по тепловому эффекту его беспламенного окислени  на каталитически активной поверхности, температура которой меньше температуры окислени  любого из сопутствующих компонентов с более высокими температурами окислени , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности измерений путем обеспечени  возможности диффузионной подачи смеси, выжигание i неизмер емых компонентов провод т непосредственно в камере датчика, iw причем осуществл ют его со скоростью, превьшающей скорость диффузии указанных компонентов камеру датчика. го &I ел A METHOD OF ELECTORAL MEASUREMENT OF THE CONCENTRATION OF THE COMPONENTS OF COMBUSTIBLE MIXTURES, including removing some of the accompanying combustible components from the mixtures prior to analysis by selectively burning them out on a catalytically active surface whose temperature is maintained below the oxidation start temperature of the analyzed component, and measuring the concentration of the analyzed component by the thermal effect of its flameless oxidation oxidation of the analyzed component an active surface whose temperature is less than the oxidation temperature of any of associated components with higher oxidation temperatures, characterized in that, in order to improve measurement accuracy by allowing diffusion of the mixture, the burning of i immeasurable components is carried out directly in the sensor chamber, iw and carried out with a speed exceeding the diffusion rate of these components sensor camera. Go & I Ate

Description

Изобретение относитс  к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано при разработке устройств, предназначенных дл  изме рени  концентраций компонентов горю чих смесей термохимическим методом в процессах получени  бензинов и сжиженого газа на нефтеперерабатьюающих заводах, дл  измерени  кон центрации метана и водорода при кон роле качества сжигани  топлива, а также при контроле взрьшоопасности атмосферы подземных выработок, калий ных рудников и дл  других целей. Известен способ термохимического газового анализа, согласно которому температуру термоэлементов датчика стабилизируют на уровне, достаточно дл  окислени  анализируемого компонента L1 При этом горючие газы, температу ра начала окислени  которых вьше стабилизированной температуры термоэлементов (газы второй группы), не окисл ютс  на их поверхности, следовательно, не вли ют на точност измерени . Однако газы, температура начала окислени  (т.н.о.) которы ниже, чем у измер емого компонента (газы первой группы), окисл ютс  на поверхности чувствительного элемента, вызьюают паразитный сигнал датчика и увеличивают погреш ность измерени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ избирательного измерени  концентраций компонентов горючих смесей, включакмций удаление из смесей перед анализом части сопутствую щих горючих компонентов путем их избирательного выжигани  на каталитически активной пове1 хности, температуру которой поддерживают ниже температуры начала окислени  анализируемого компонента, а измерение концентрации анализируемого компонента по тепловому эффекту его беспламенного окислени  на каталитически активной поверхности, темпера тура которой меньше температуры оки лени  любого из сопутствующих компо нентов с более высокими температурами окислени  С 23 Анализируемую смесь перед анализом подают в смеситель, где в строг заданной пропорции разбавл ют возду хом, играющим роль окислител , зате смесь перекачивают в термофильтр. где выжиганием из нее удал ют горючие компоненты первой группы, прорабатывают холодильником-осушителем и только после перечисленных операций охлажденную газовую смесь, не содержащую горючих газов первой группы, подают в камеру датчика, температуру термоэлементов которого поддерживают посто нной, но достаточной дл  термохимического преобразовани  анализируемого компонента и недостаточной дл  беспламенного окислени  газов второй группы. Таким образом, избирательность анализа достигаетс  за счет предварительного ( перед подачей в камеру датчика удалени  из анализируемой смеси сопутствующих горючих газов первой группы, путем их .выжигани  и устранени  вли ни  сопутствующих газов второй группы на датчик за счет стабилизации температуры его термоэлементов на уровне , недостаточном дл  их окислени . Выжигание газов первой группы по Известному способу осуществл етс  в Специальном устройстве - термофильтре . С этой целью внутренн   полость термофильтра заполнена пористым носителем , покрытым мелкодисперсным катализатором . Температура термофильтра, при которой происходит беспламенное выжигание указанных компонентов, стабилизирована. Большие габариты термофильтра затрудн ют обеспечение изотермического режима его катализатора, необходимого дл  эффективного выжигани  мешающих компонентов без вли ни  на концентрацию анализируемого газа. В то же врем  применение термофильтра , обладающего заметным пневматическим сопротивлением в виде конструктивно обособленного от датчика узла, исключает возможность естественно (диффузионной ) подачи анализируемой смеси в камеру датчика. В результате этого возникает необходимость применени  вспомогательных устройств, предназначенных дл  принудительной подачи анализируемой смеси (побудителей и стабилизаторов расхода газа, противопылевых фильтров и т.д. ), что усложн ет газоанализатор и увеличивает трудоемкость обслуживани , снижает надежность прибора и увеличивает его погрешность из-за вли ни  нестабильности расхода анализируемой смеси на сигнал датчика . Цель изобретени  - повышение точ ности измерени  путем обеспечени  возможности диффузионной подачи анализируемой смеси в камеру датчика . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу избирательного измерени  концентрации ком понентов горючих смесей, включающему удаление из смеси перед анализом части сопутствующих горючих ком понентов путем их избирательного вжигани  на каталитически активной поверхности, температуру которой поддерживают ниже температуры начала окислени  анализируемого компонента , и измерение концентрации анализируемого KONraoHeHTa по тепловому эффекту его беспламенного окислени  на каталитически активной поверхности, температура которой меньше температуры окислени  любого из сопутствующих компонентов с боле высокими температурами окислени , в жигание неизмер емых коьшонентов пр вод т непосредственно в камере датчика , причем осуществл ют его со ск ростью, превышающей скорость диффуз указанных компонентов в камеру датчика . Дл  обеспечени  эффективного выжигани  неизмер емых компонентов и, следовательно, дл  устранени  их вли ни  на точность измерени  скорость выжигани  этих компонентов должна быть больше максимальной ско рости их диффузии в камеру датчика. В свою очередь максимальна  скорост диффузии компонентов первой группы в камеру датчика наблюдаетс  при максимальном перепаде их концентрации (парциального давлени  ) между полостью камеры датчика и окружающей ее средой. Максимальный перепад концентраций этих компонентов может быть определен как разность максимальной концентрации их в окружающей среде, известной в ка здом конкретном случае и максимально допустимой концентрации этих компонентов в камере датчика, при которой погре кость измерени , обусловленна  их вли нием на датчик, не превышает допустимую. На чертеже приведена блок-схема устройства дл  реализации способа. Устройство содержит датчик , в состав которого входит активный тер моэлемент 2, стабилизатор 3 его тем пературы, подключенный к нему своим выходом и настроенный на температуру термоэлемента 2, достаточную дл  окислени  измер емого газа, но недостаточную дл  окислени  сопутствующих газов с более высокими т.н.Ъ., компенсационный термоэлемент. А, стабилизатор 5 температуры термоэлемента 4, подключенный к нему своим выходом и настроенньй на температуру, равную температуре термоэлемента 2. Вторичный прибор 6, включенный между выходами стабилизаторов 3 и 5 температуры, термофильтр 7, в состав которого входит каталитически активна  поверхность 8, ее нагреватель 9 и термометр 10 сопротивлени , а также стабилизатор I 1 температуры каталитической поверхности 8 термофильтра, настроенный на температуру, недостаточную дл  окислени  измер емого газа, но достаточную дл  окислени  сопутствующих газов с более низкими т1н.о., камеру 12, датчика с огнепреградителем 13 (выполненным, например, в виде пористого металлокерамического колпачка ), Устройство работает следующим образом . Анализируема  газовоздушна  смесь, содержаща  нар ду с измер емым компонентом сопутствующие газы, т.н.о. которых ниже и вьште, чем у него, через огнепрёградитель 13 поступает в камеру 12 датчика. Здесь на каталитически активной поверхности 8 термофильтра 7 происходит глубокое . окисление сопутствующих газов с iT.H.o. более низкими, чем у анализируемого . В результате эти газы уда1л ютс  из пробы анализируемой смес|1, . ограниченной объемом камеры, и не вли ют на сигнал датчика. Анализируемый компонент не окисл етс  на каталитически активной поверхности 8 термофильтра 7, так как температура его каталитической поверхности дл  этого недостаточна. При этом анализируемый компонент окисл етс  только на каталитически активной поверхности активного термоэлемента 2 дат- . чика, температура которого достаточна дл  его окислени , но недостаточна дл  окислени  сопутствующих газов с более высокими т.к.о., которые не внос т погрешность в результаты измерени .The invention relates to gas analytical instrumentation and can be used in the development of devices designed to measure the concentrations of components of combustible mixtures by thermochemical methods in the production of gasolines and liquefied gas in refineries, to measure the concentration of methane and hydrogen while monitoring the quality of fuel combustion, and also when controlling the explosion hazard of the atmosphere of underground workings, potash mines and for other purposes. The known method of thermochemical gas analysis, according to which the temperature of the sensor thermocouples is stabilized at a level sufficient to oxidize the analyzed component L1. At the same time, the combustible gases, the onset temperature of which is higher than the stabilized temperature of the thermoelements (gases of the second group), do not oxidize on their surface, therefore do not affect measurement accuracy. However, gases, the onset temperature of oxidation (so-called) which is lower than that of the measured component (gases of the first group), are oxidized on the surface of the sensitive element, generate a parasitic sensor signal and increase the measurement error. The closest in technical essence to the present invention is a method for selectively measuring the concentrations of components of combustible mixtures, including removing the mixtures from mixtures before analyzing some of the accompanying combustible components by selectively burning them out on a catalytically active surface, the temperature of which is maintained below the oxidation temperature of the analyzed component, and measuring the concentration of the analyzed component on the thermal effect of its flameless oxidation on the catalytically active surface STI Tempera travel is less than the temperature of the Oka laziness of any of the components associated with the higher oxidation temperatures of 23 C before analyzing the assay mixture was fed into a mixer where a strict predetermined proportion diluted Sports hamster, playing the role of the oxidant is pumped into the mixture undertakings thermo. where the burning out of it removes the combustible components of the first group, works with the cooler-dryer and only after the above operations the cooled gas mixture containing no combustible gases of the first group is fed into the sensor chamber, the temperature of the thermoelements of which is maintained constant but sufficient for the thermochemical conversion of the analyzed component and insufficient for the flameless oxidation of gases of the second group. Thus, the selectivity of the analysis is achieved by preliminary (before the removal of the accompanying combustible gases of the first group from the analyzed mixture into the sensor chamber, by burning them and eliminating the influence of the accompanying gases of the second group on the sensor by stabilizing the temperature of its thermoelements at a level insufficient for their oxidation. The burning of gases of the first group by the known method is carried out in a special device - a thermofilter. To this end, the internal cavity of the thermofilter is filled with porous The catalyst covered with a finely dispersed catalyst. The temperature of the thermofilter at which flameless burning of these components occurs is stabilized. The large dimensions of the thermal filter make it difficult to ensure the isothermal mode of the catalyst needed to effectively burn out the interfering components without affecting the concentration of the analyzed gas. At the same time, the use of a thermofilter which has a noticeable pneumatic resistance in the form of a node structurally detached from the sensor, eliminates the possibility It is natural to (diffusion) supply the analyzed mixture to the sensor chamber. As a result, there is a need to use auxiliary devices designed to forcefully feed the analyzed mixture (gas flow boosters and stabilizers, dust filters, etc.), which complicates the gas analyzer and increases the maintenance labor intensity, reduces the reliability of the device and increases its error due to the influence of instability of the flow rate of the analyzed mixture on the sensor signal. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by allowing diffusion of the analyzed mixture into the sensor chamber. This goal is achieved in that according to the method of selective measurement of the concentration of components of combustible mixtures, including removing from the mixture before analyzing part of the accompanying combustible components by selective burning on a catalytically active surface, which temperature is maintained below the onset temperature of the oxidized component, and measuring KONraoHeHTa on the thermal effect of its flameless oxidation on a catalytically active surface, the temperature of which less than the oxidation temperature of any of the associated components with more high oxidation temperatures, burning non-measurable components is conducted directly in the sensor chamber, and it is carried out with a velocity exceeding the rate of diffusion of these components into the sensor chamber. In order to ensure the effective burning out of non-measurable components and, therefore, to eliminate their influence on the measurement accuracy, the burning rate of these components must be greater than the maximum rate of their diffusion into the sensor chamber. In turn, the maximum diffusion rate of the components of the first group into the sensor chamber is observed at the maximum difference in their concentration (partial pressure) between the cavity of the sensor chamber and its surrounding medium. The maximum difference in the concentrations of these components can be defined as the difference in the maximum concentration in the environment, known in each particular case, and the maximum allowable concentration of these components in the sensor chamber, at which the measurement dimension, due to their influence on the sensor, does not exceed the allowable one. The drawing shows a block diagram of a device for implementing the method. The device contains a sensor, which includes an active thermo element 2, a stabilizer 3 of its temperature, connected to it with its output and set to a temperature of the thermoelement 2, sufficient for oxidizing the measured gas, but not sufficient for oxidizing associated gases with higher so called .B., Compensatory thermoelement. A, thermoelement temperature stabilizer 5, connected to it with its output and tuned to a temperature equal to thermoelement temperature 2. Secondary device 6 connected between the outputs of temperature stabilizers 3 and 5, thermo filter 7, which includes a catalytically active surface 8, its heater 9 and a resistance thermometer 10, as well as a stabilizer I 1 of the temperature of the catalytic surface 8 of the thermofilter, which is adjusted to a temperature which is insufficient to oxidize the gas to be measured, but sufficient to oxidize the gas gases with lower t1n.o., chamber 12, sensor flame arrester 13 (made, for example, a porous cermet cap) The device operates as follows. The gas-air mixture being analyzed, containing, along with the component being measured, accompanying gases, so-called. which are lower and higher than his, through the fire trap 13 enters the chamber 12 of the sensor. Here on the catalytically active surface 8 of the thermofilter 7 is deep. associated gas oxidation with iT.H.o. lower than those analyzed. As a result, these gases are removed from the sample of the analyzed mixture | 1,. limited camera volume, and do not affect the sensor signal. The analyzed component is not oxidized on the catalytically active surface 8 of the thermofilter 7, since the temperature of its catalytic surface is insufficient for this. In this case, the analyzed component is oxidized only on the catalytically active surface of the active thermoelement 2 dat-. A sensor whose temperature is sufficient for its oxidation, but not sufficient for the oxidation of associated gases with higher gases, which do not introduce an error in the measurement results.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ ГОРЮЧИХ СМЕСЕЙ, включающий удаление из смесей перед анализом части сопутствующих горючих компонентов путем их избирательного выжигания на ката·' литически активной поверхности, температуру которой поддерживают ниже температуры начала окисления анализируемого компонента,и измерение концентрации анализируемого компонента по тепловому эффекту его беспламенного окисления на каталитически активной поверхности, температура которой меньше температуры окисления любого из сопутствующих компонентов с более высокими температурами окисления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем обеспечения возможности диффузионной подачи смеси, выжигание · неизмеряемых компонентов проводят непосредственно в камере датчика, причем осуществляют его со скоростью, превышающей скорость диффузии указанных комп*нентов д камерудатчика.METHOD FOR SELECTIVE MEASUREMENT OF CONCENTRATION OF COMPONENTS OF FLAMMABLE MIXTURES, including removal of some accompanying combustible components from mixtures prior to analysis by selectively burning them on a catalytically active surface, the temperature of which is below the temperature at which oxidation of the analyte begins, and measuring the concentration of the analyzed component by the thermal effect of its free oxidation on a catalytically active surface whose temperature is lower than the oxidation temperature of any components with higher oxidation temperatures, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements by allowing diffusion supply of the mixture, the burning out of unmeasured components is carried out directly in the sensor chamber, and they are carried out at a speed exceeding the diffusion rate of these components * of the chamber . „SU „„1125529 >„SU„ „1125529>
SU823448763A 1982-04-13 1982-04-13 Method of selective measuring of concentration of combustible mixture components SU1125529A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823448763A SU1125529A1 (en) 1982-04-13 1982-04-13 Method of selective measuring of concentration of combustible mixture components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823448763A SU1125529A1 (en) 1982-04-13 1982-04-13 Method of selective measuring of concentration of combustible mixture components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1125529A1 true SU1125529A1 (en) 1984-11-23

Family

ID=21015283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823448763A SU1125529A1 (en) 1982-04-13 1982-04-13 Method of selective measuring of concentration of combustible mixture components

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1125529A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 212609, кл. G 01 N 27/16,, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР № 480964, кл. G 01 N 27/16, 1972 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5034112A (en) Device for measuring concentration of nitrogen oxide in combustion gas
US20190360963A1 (en) Oxygen sensor for co breakthrough measurements
US4283256A (en) Method and apparatus for measuring the strength of the air/fuel mixture supplied e.g. to an I.C. engine
Bott et al. The use of multisensor systems in monitoring hazardous atmospheres
GB1393396A (en) Method and apparatus for measuring the combustibles and oxygen constituents of a gas
US3853474A (en) Method of burning combustible fluids for further analysis
US4828673A (en) Apparatus for measuring combustible gas concentration in flue gas
US1578666A (en) Method and apparatus for quantitative determination of gases
GB698456A (en) Improvements in gas analysers
US4201550A (en) Process and apparatus for the determination of the total organic substance content of gases by a flame ionization detector
US3674436A (en) Exhaust gas analyzer for internal combustion engines
US3687631A (en) Method and equipment for catalytic analysis of gases
ITMI20001961A1 (en) SENSOR FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF GASEOUS COMPONENTS IN GASEOUS MIXTURES
SU1125529A1 (en) Method of selective measuring of concentration of combustible mixture components
US3560160A (en) Pulse calorimetric detector
Kondrat’Eva et al. Comparative study of gas-analyzing systems designed for continuous monitoring of TPP emissions
US4370060A (en) Flame photometric detector analyzer
GB1510653A (en) Device for monitoring gases
Minter The thermal conductivity method of gas analysis.
US1940513A (en) Process for determining the combustible content in a gas mixture
JPS60143767A (en) Total carbon measurement
US2422129A (en) Measurement of oxygen in gas mixtures
SU840726A1 (en) Thermo-chemical gas analyzer
SU397829A1 (en) METHOD OF SELECTIVE ANALYSIS
SU1681219A1 (en) Method for selective measurement of fuel mixture components concentration