SU1201715A1 - Способ получени контрольной газовой смеси - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, заключающийс  в приготовлении раствора известной концентрации дозируемого газа в жидкости, эжектировании раствора с распылением его на входе в смеситель непрерывным потоком очищенного газа-носител , расход которого замер ют, и получении потока газовой смеси с требуемой концентрацией дозируемого газа после испарени  капель раствора, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  стабильности и точности приготовлени  контрольных газовых смесей с малыми концентраци ми дозируемого газа,испарение капель раствора осуществл ют путем дополнительной подачи в смеситель осушенного газаносител , расход которого фиксируют, после чего часть потока полученной газовой смеси перевод т посредством газофазной реакции с реагентом в дисперсную фазу аэрозол , концентрацию которой измер ют и сравнивают с заданной величиной, а по величине сигнала рассогласовани  регулируют расход исходного раствора при эжектировании. to О сд

Description

Изобретение относитс  к способам получени  искусственных газовых смесей и может быть использовано при градуировке газоаналитических приборов, например, фотоколориметрических , термокондуктометрических , электрохимических газоанализаторов. Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности и точности приготовлени  контрольных газовых смесей с малыми концентраци ми дозируемого газа. На чертеже представлена схема установки дл  реализации способа получени  контрольной газовор смес.и. Способ осуществ  етс  следующим образом;:; Приготовл ют раствор известной концентрации NO дозируемого газа в жидкости, которым заполн ют дозатор 1. Капилл рна  трубка 2 в дозаторе 1 опущена на глубину, обеспечивающую заданное рассто ние между ее нижним концом и патрубком 3 подвода раствора в распылитель 4, что определ ет расход раствора из дозатора 1 в патрубок 3. В распылитель 4 через патрубок 5 подают после очистки в первом фильтре 6 с помощью первого побудител  7 расхода поток газаносител , который эжектирует через патрубок 3 раствор дозируемого газа в жидкости. Дл  контрол  и регулировани  расхода (Wi) газа-носител , подаваемого на распыление раствора, предусмотрены первый измеритель 8 расхода и первый регулировочный вентиль 9. При посто нном расходе Wi газаносител  скорость его истечени  из распылител  4 посто нна, а следовательно, и эжекци  раствора при заданном положении капилл рной трубки 2 посто нна и определ ет производительность (q) распылител  4. Стру  газа-носител , выход ща  из распылител  4, взаимодействует с истекающим раствором и распыл ет его, образу  капли раствора на первом входе смесител  10. Через второй фильтр 11 и осушитель 12 с помощью второго побудител  13 расхода на второй вход смесител  10 подают очищенный и осушенный дополнительный поток газаносител , дл  контрол  и регулировки расхода (W2) которого предусмотрены второй измеритель 14 расхода и второй регулировочный вентиль 15. В смесителе 10 происходит смешение капель раствора с потоком осушенного газа-носител  (W2), в результате чего происходит испарение капель раствора, и на выходе смесител  10 получают поток газовой смеси с требуемой концентрацией Мл дозируемого газа. Требуемую концентрацию N дозируемого газа в газовой смеси рассчитывают по формуле ., q-d-Np 100(Wi-f W2) где q - производительность распылител ; d - плотность раствора; NO- концентраци  приготовленного раствора дозируемого газа в жидкости; W| - расход газа-носител , подаваемого на распыление; W2-расход газа-носител , подаваемого на испарение капель раствора. Часть потока полученной газовой смеси отбирают с помощью делител  16 потока газовой смеси и пропускают его через реакционную камеру 17, в объеме которой в результате химического взаимодействи  газообразных веществ, а именно дозируемого газа и реагента, осуществл ют избирательный количественный перевод из потока газовой смеси дозируемого газа в дисперсную фазу аэрозол . При выполнении услови  избытка реагента по сравнению с концентрацией дозируемого газа в газовой смеси химическа  реакци  имеет псевдопервый пор док и период полупревращени  дозируемого газа не зависит от его начальной концентрации. Это обусловливает линейную зависимость между концентрацией образующегос  аэрозол  и концентрацией дозируемого газа, содержащегос  в потоке полученной газовой смеси. Образовавшийс  аэрозоль направл ют в измеритель 18 концентрации дисперсной фазы аэрозол , с выхода которого электрический сигнал,.пропорциональный концентрации дозируемого газа, поступает на первый вход блока 19 сравнени  (инвертирующий вход операционного усилител ), на второй вход которого (неинвертирующий вход операционного усилител ) подаетс  электрический сигнал от задатчика 20 концентрации. При отклонении концентрации дозируемого газа в приготовленной газовой смеси от требуемой величины на выходе блока 19 сравнени  (выходе операционного усилител ) по вл етс  сигнал рассогласовани , который поступает на индикатор 21 и исполнительный механизм 22, перемещающий соответственно капилл рную трубку 2 дозатора 1. При этом измен етс  рассто ние между ее нижним концом и патрубком 3 подвода раствора в распылитель 4, что вызывает изменение расхода раствора при эжектировании. Пример. Из исходного раствора аммиака в воде концентрацией 25 вес. % были приготовлены разбавлением водой растворы следующих концентраций: 0,25; 0,1; 0,05; 0,01; 0,005; 0,001 и 0,0005 вес. %. Одним из приготовленных растворов заполн лс  дозатор 1. В распылитель 4 через патрубок 5 подавалс  после очистки в первом фильтре 6 с помощью первого побудител  7 расхода поток газа-носител  (воздуха), который эжектировал через патрубок 3 раствор аммиака в воде. Расход воздуха Wi поддерживалс  посто нным и равным 4 л/мин. Капилл рна  трубка 2 в дозаторе 1 была опущена на глубину, обеспечивающую такое рассто ние между ее нижним концом и патрубком 3 подвода раствора в распылитель 4, при котором производительность q распылител  составл ла 0,2510 л/мин. Стру 

газа-носител , выход ща  из распылител  4, взаимодействовала с истекающим раствором и распыл ла его. Образовавшиес  капли раствора поступали на первый вход смесител  10. Через второй фильтр 11 и осушитель 12 с помошью второго побудител  13 расхода на второй вход смесител  10 подавалс  очищенный и осушенный поток газаносител  (воздуха), расход W2 которого составл л 60 л/мин. В смесителе 10 происходило смешение капель раствора с потоком W2 воздуха, в результате чего происходило испарение капель раствора, и на выходе смесител  10 получали поток аммиачновоздушной газовой смеси с требуемой концентрацией NX аммиака. С помощью делител  16 отбирали часть полученной газовой смеси и пропускали через реакционную камеру 17 объемом 2260 см с объемной скоростью 10 л/мин. В качестве реагента использовали кристаллогидрат азотнокислого железа Ре(ЫОз)з9Н2О, который размешали внутри реакционной камеры 17, причем поверхность контакта реагента с потоком газовой смеси составл ла 266 см. В результате химического взаимодействи  аммиака с кристаллогидратом азотнокислого железа образовывалс  аэрозоль NH4NO3, который направл лс  в измеритель 18 концентрации дисперсной фазы аэрозол . С выхода измерител  18 концентрации дисперсной фазы аэрозол  электрический сигнал, пропорциональный концентрации аммиака, поступал на первый вход блока 19 сравнени  (инвертирующий вход операционного усиРезультаты исследований погрешностей концентраций полученных контрольных газовых смесей

лител ). На второй вход блока 19 сравнени  (неинвертируюший вход операционного усилител ) подавалс  электрический сигнал от задатчика 20 концентрации. Величина сигнала была пропорциональна требуемой

концентрации дозируемого газа (аммиака) в получаемой газовой смеси. При отклонении концентрации аммиака от требуемой величины на выходе блока 19 сравнени (выходе операционного усилител ) по вл лс  сигнал

рассогласовани , который поступал на индикатор 21 и исполнительный механизм 22, опускающий трубку 2 дозатора 1 при избытке концентрации аммиака в полученной газовой смеси или поднимающий ее при недостатке концентрации. При этом измен лось рассто ние между ее нижним концом и патрубком 3 подвода раствора в распылитель 4, что вызывало изменение расхода раствора при эжектировании, а следовательно, компенсацию погрешностей, вызвавших отклонение концентрации аммиака в приготовленной аммиачно-воздушной газовой смеси от требуемой величины. По индикатору 21 определ лось отклонение концентрации аммиака в полученной аммиачно-воздушной смеси от требуемой величины, что позволило

определить стабильность концентрации газовой смеси в течение 2 ч. Нестабильность концентрации составила не более ±2% дл  0,02-0,35 мг/м NHs и не более ±1% дл  2,0-10,0 мг/м МНз.

Полученные результаты опытов сведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Результаты исследований стабильности полученных контрольных газовых смесей

1201715

лица 2

Т а

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ, заключающийся в приготовлении раствора известной концентрации дозируемого газа в жидкости, эжектировании раствора с распылением его на входе в смеситель непрерывным потоком очищенного газа-носителя, расход которого замеряют, и получении потока газовой смеси с требуемой концентрацией дозируемого газа после испарения капель раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и точности приготовления контрольных газовых смесей с малыми концентрациями дозируемого газа,испарение капель раствора осуществляют путем дополнительной подачи в смеситель осушенного газаносителя, расход которого фиксируют, после чего часть потока полученной газовой смеси переводят посредством газофазной реакции с реагентом в дисперсную фазу аэрозоля, концентрацию которой измеряют и сравнивают с заданной величиной, а по величине сигнала рассогласования регулируют расход исходного раствора при эжектировании.

   .1201715