SU1157447A1

SU1157447A1 - Membrane separator

Info

Publication number: SU1157447A1
Application number: SU823533522A
Authority: SU
Inventors: Савва Иосифович Кричмар; Юлий Исаакович Карцовник
Original assignee: Херсонский Индустриальный Институт
Priority date: 1982-12-02
Filing date: 1982-12-02
Publication date: 1985-05-23

Abstract

1. МЕМБРАННЫЙ СЕПАРАТОР дл газоанализатора, содержащий трубчатый элемент с полутфоницаемой мембраной, расположенной на пористой основе, торцы которого с помощью патрубков подключены к линии газаносител , и газоанализатор, отличающийс тем, что, с целью уменьшени степени разбавлени анализируемых веществ газом-носителем, трубчатый элемент представл ет собой сплошной цтотиндрический стержень , на котором нанесена пориста основа в виде тонкого сло , 2. Сепаратор по п. 1,отличающийс тем, что сплошное цилиндрическое тело и тонкий слой выполнены из одного стекл нного материала .1. MEMBRANE SEPARATOR for a gas analyzer containing a tubular element with a half-faceted membrane located on a porous base, the ends of which are connected to the gas carrier line by means of branch pipes, and a gas analyzer characterized in that, in order to reduce the degree of dilution of the analyzed substances by the carrier gas, the tubular element is a continuous cytoindrical rod on which a porous base is applied in the form of a thin layer, 2. A separator according to claim 1, characterized in that the solid cylindrical body and the thin layer They are made of the same glass material.

Description

Изобретение относитс к анализу газов в жидкост х и может примен тьс в химических лаборатори х, санитарных анализах, анализе газов в напитках и винах в процессе их приготовлени .The invention relates to the analysis of gases in liquids and can be applied in chemical laboratories, sanitary analysis, analysis of gases in beverages and wines during their preparation.

Известно устройство дп анализа растворенных в воде газов, содержащее трубку с дробленым кварцем, расположенную в печи. В трубке производ т разделение газа и жидкости и затем вьщелившиес газы газомносителем перевод т в детектор и регистрируют рЗ.A device dp analysis of gases dissolved in water, containing a tube with crushed quartz, located in a furnace is known. In the tube, gas and liquid are separated, and then the gases that have been leached by the gas carrier are transferred to the detector and the RP is recorded.

Недостатком данного устройства вл етс большое разбавление газомносителем .The disadvantage of this device is a large dilution gas carrier.

Известен также мембранный сепаратор дл газоанализатора, содержащий полупроницаемую мембрану, расположенную на пористом трубчатом элементе, концы которого с помощью патрубков подключены к линии газаносител и газоанализатору. В этом сепараторе отдел ют газы от жидкости И.Also known is a membrane separator for a gas analyzer containing a semipermeable membrane located on a porous tubular element, the ends of which are connected to the gas carrier line and the gas analyzer by means of nozzles. In this separator, gases are separated from liquid I.

Недостатками этого устройства . вл ютс также большое разбавление анализируемых компонентов газомносителем и поэтому мала чувствительность определени . .The disadvantages of this device. there is also a large dilution of the analyzed components by the gas carrier and therefore the detection sensitivity is low. .

Цель изобретени - уменьшение степени разбавлени анализируемых веществ газом-носителем.The purpose of the invention is to reduce the degree of dilution of the analyzed substances by the carrier gas.

Поставленна цель достигаетс «ем, что в мембранном сепараторе дл газоанализатора, содержащем трубчатый элемент с полупроницаемой мембраной, расположенной на пористой основе, торцы которого с помощью патрубков подключены Е лишш паза-нбсител , и газоанализатор , трубчатый элемент представл е собой сплошной цилиндрический стержень , на котором нанесена пориста основа в виде тонкого сло .The goal is to achieve that in a membrane separator for a gas analyzer that contains a tubular element with a semi-permeable membrane located on a porous base, the ends of which are connected to the E-slot by a tubing element and the gas analyzer, the tubular element is a solid cylindrical rod on which caused a porous base in the form of a thin layer.

Причем сплошное цилиндрическое тело и тонкий слой выполнены из одного стекл нного материала.Moreover, the solid cylindrical body and the thin layer are made of the same glass material.

Мембрана нат нута на всю поверхность стержн со слоем сорбента и иа ее торцы плотно насажены патрубки из химически стойкого инертного материала, через один из которых подают газ-носитель, проход щий через тонкий пористый слой, в который через мембрану диффундируют молекулы анализируемых газов, ИThe membrane is stretched across the entire surface of the rod with a layer of sorbent and its ends are tightly fitted with pipes made of chemically resistant inert material, through one of which the carrier gas passes through the thin porous layer into which the analyzed gases diffuse through the membrane, and

они перенос тс газом-носителем при минимальном разбавлении в детектор .they are carried by a carrier gas at a minimum dilution to the detector.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство содержит емкость I с анализируемой жидкостью, полимер-ч ную мембрану 2, нат нутую на боковую поверхность тонкого пористого сло 3The device contains a container I with the analyzed liquid, a polymer membrane 2, tensioned on the side surface of a thin porous layer 3

цилиндрического стекл нного стержн , центральна часть 4 которого вьтолнена из сплошного стекла. Патрубки 5 плотно сид т на теле, прижима к нему концы мембраны. Эта часть устройства соединена с газовьм хроматографом 6, содержащим термостат 7, . накопительную колонку -8, хроматографическую колонку, детектор. Устройство работает следующимa cylindrical glass rod, the central part 4 of which is made of solid glass. The nozzles 5 sit tightly on the body, pressing the ends of the membrane to it. This part of the device is connected to a gas chromatograph 6 containing a thermostat 7,. cumulative column -8, chromatographic column, detector. The device works as follows.

образом.in a way.

, Анализируема жидкость проходит через емкость 1, при этом газовые примеси диффундируют через мембрану 2 в тонкий пористый слой 3, откуThe analyzed liquid passes through the tank 1, while the gas impurities diffuse through the membrane 2 into the thin porous layer 3,

да потоком газа-носител унос тс в хроматограф 6.The flow of carrier gas is carried to chromatograph 6.

В зависимости от поставленной аналитической задачи газ либо непосредственно поступает в детекторDepending on the set analytical task, the gas either directly enters the detector.

либо газовые примеси вначале концентрируютс в накопительной колонке 8, затем десорбируютс , подвергаютс разделению на хроматрграфичеоor gaseous impurities are first concentrated in the cumulative column 8, then desorbed, subjected to separation on the chromatographic

кой колонке, после чего поступаютWhat the column, then arrive

в детектор.into the detector.

Чувствительность устройства при прочих равных услови х определ етс скоростью диффузии газовых примесей через полимерную мембрану и скоростью газа-носител . Пусть скорость диффузии через мембрану описываетс соотношением The sensitivity of the device, other things being equal, is determined by the diffusion rate of gaseous impurities through the polymer membrane and the velocity of the carrier gas. Let the rate of diffusion across the membrane be described by

SDcSdc

,.,

y SDy SD

-поток газа через мембрану; -the gas flow through the membrane;

где у 1 S D толщина мембраны;where 1 S D membrane thickness;

-площадь;-square;

-коэффициент диффузии пара в М1ембране;- vapor diffusion coefficient in M1 membrane;

Cjf - концентраци газа в жвдкости , процент мольной доли;Cjf is the gas concentration in the liquid, percent mole fraction;

Cf - кощентраци в газе-про вителе .Cf is the concentration in the pro-gas gas.

Если скорость газа-про вител V, то концентраци в пористой части основы,If the velocity of the propeller gas is V, then the concentration in the porous part of the base,

Следует учесть, что концентраци в пористой части должна в любом случае быть заданной заметно меньшей, чем в жидкости, чтобы обеспечить высокий градиент концентрации в пленке . Следующие, вполне реальные параметры устройства, надежно обеспечивают необходимые услови (достаточную чувствительность и невысокую инерцию ) . Пусть мембран из фторопласта толщиной 10 мкм нат нута в два сло на основу, толщина пористого сло которой 1 мм, общей площадью 100 см При комнатных температурах эффектив ные коэффициенты диффузии фторопласта 4 составл ют 10 смУс дл многих газов (Hj, 0, COt , СО, CHi и т.д.). Тогда при Сг 0,1 Cj; А так как чувствительность, например катарометра составл ет по большинству посто нных газов 10 -10 обЛ то и т вствительность всего хромато графического комплекса с предлагаемым устройством при выбранных pas-J мер.ах мембраны будет составл ть 10 1 об. %. При толщине 1 мм и площад 100 см пористого сло задаемс 10 процентами его свободного объема, тогда при скорости газа-про вител 0,1 см /с полный обмен в слое произо вдет за 10 с. Така инерщм может считатьс вполне приемлемой при непрерывном методе измерений, а при накопительном тем более.It should be noted that the concentration in the porous part must in any case be predetermined noticeably less than in a liquid in order to ensure a high concentration gradient in the film. The following, quite real parameters of the device, reliably provide the necessary conditions (sufficient sensitivity and low inertia). Let the fluoroplast membranes with a thickness of 10 µm stretch into two layers on a substrate, the thickness of the porous layer of which is 1 mm, with a total area of 100 cm. At room temperature, the effective diffusion coefficients of fluoroplastic 4 are 10 cmUs for many gases (Hj, 0, COt, CO , CHi, etc.). Then at Cr 0.1 Cj; And since the sensitivity of, for example, a katharometer is 10 -10 vol. For most of the constant gases, the strength of the whole chromatographic complex with the proposed device with selected pas-J mer. Diaphragm will be 10 1 vol. % With a thickness of 1 mm and an area of 100 cm of the porous layer, we specify 10 percent of its free volume, then at a gas velocity of 0.1 cm / s, the total exchange in the layer takes 10 seconds. Such an inershm may be considered quite acceptable with a continuous measurement method, and with a cumulative one all the more.

Сборка устройства. В подогнанные по диаметру основы, например фторопластовые патрубки, после их предварительного нагрева, вставл ют основу с намотанной на нее не менее Двух раз мембраной и дают остыть.Build device. After they have been preheated, the base with the membrane wound on it at least two times and inserted into the base fitted to the diameter of the base, for example, fluoroplastic nozzles, is allowed to cool.

Так как устройство может быть изготовлено из высокоинертных химических материалов (фторопласт, стекло), в нем полностью исключен контакт анализируемой среды со средой, из которой производ т измерени . Устройство может работать при значительных давлени х анали31фуемой среды, поэтому среди возможных объектов приложени особый интерес представл ет использование его при анализе COj в винах, например, в шампанские.Since the device can be made of high-inert chemical materials (PTFE, glass), it completely eliminates the contact of the analyzed medium with the medium from which the measurements are made. The device can operate at significant pressures of the medium being analyzed, therefore, among the possible objects of the application, it is of particular interest to use it in the analysis of COj in wines, for example, in champagnes.

Claims

1. A MEMBRANE SEPARATOR for a gas analyzer, comprising a tubular element with a semipermeable membrane located on a porous base, the ends of which are connected to the gas carrier line using nozzles, and a gas analyzer, characterized in that, in order to reduce the degree of dilution of the analyzed substances with a carrier gas, a tubular element represents a continuous cylindrical rod on which a porous base is applied in the form of a thin layer,

2. The separator pop. ^ characterized in that the continuous cylindrical body and the thin layer are made of one glass material.

Not