SU1300349A1 - Устройство дл определени ртути в газах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области атомно-абсорбционного анализа ртути. Целью  вл етс  повышение представительности пробы, снижение потребл емой мощности и повьшение надежности, В устройстве атомизаци  ртути из компонентов газа происходит в объеме ко- аксиально расположенных внутреннего цилиндра и полости, образованной внешним цилиндром и стаканом. Электронагреватель атомизатора расположен между внутренним и внешним цилиндрами. В фильтре происходит очистка газа от механических частиц и конденсаци  мешающих анализу компонентов газа. Тер- ,мозависима  обратна  св зь, реализуема  при помощи термодатчика, располагаемого на выходном штуцере, к регул тора мощности электронагревател , стабилизирует температурные режимы атомизации и фильтрации. Термодатчик предотвращает перегрев и выход из стро  электронагревател  атомизатора при сокращении потока анализируемого газа, 1 з.п, ф-лы, 2 ил. о $ (Л СО 4 (О

Description

Изобретение относитс  к атомно-аб- сорбциойному анализу содержани  паров ртути в газах и может быть использовано дл  автоматического контрол  ртути в технологических, отход щих газах ртутных производств.

Цель изобретени  - повышение представительности пробы исследуемого газа , снижение потребл емой мощности и повьшение надежности работы уст- ройства.

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - схема атомизатора.

Устройство содержит соединенные газопроводами пробоотборник 1, коммутатор 2 газовых потоков, атомизатор Д и фильтр 4, совмещенные в корпусе 5, снабженном теплоизол ционной оболочкой 6, атомно-абсорбционный фото- метр 7, поглотитель 8 паров ртути, стабилизатор 9 расхода и побудитель

10расхода. Под теплоизол ционной оболочкой расположены термодатчнки

11и 12, соединенные параллельно и подключенные к управл ющему входу регул тора 13 мощности, выход которого подключен к электронагревателю 14

25 верхностью, способствующим полному разрушению соединений ртути. При этом температурный режим атомизации ртути значительно облегчен в сравнении с известным устройством (темпеатомизатора .

Фильтр 4 соединен с выходным шту- 30 ратура не превьшает 300 С). Конструк- цером 15. Атомизатор 3 выполнен в ви- тивные особенности атомизатора, обес- де коаксиально расположенных стакана 16, внешнего цилиндра 17, внутреннего

печивак1щие улучшенный контакт подготавливаемого к анализу газа с нагреваемыми элементами атомизатора, поз- сти ми 19, соединенного с входным 35 вол ют атомизировать ртуть из соеди- штуцером 20 и прикрепленного к осно- нений, но при этом не может образоцилиндра 18, перфорированного отверванию стакана, причем внешний цилиндр 17 соединен при помощи кольца 21 с корпусом атомизатора, а при помощи кольца 22 с внутренним цилиндром. Термодатчики 11 и 12 имеют тепловой контакт с входным и выходным штуцерами соответственно. Кроме того, в полости , образованной между цилиндрами расположен электронагреватель атоми,- затора, выполненньй в виде бифил рно навитой на внутренний цилиндр электроспирали .

Устройство дл  определени  ртути в газах работает следующим образом.

Анализируемый газ поступает по пробоотборнику 1 через коммутатор 2 газовых потоков, входной штуцер 20 в атомизатор 3, продвигаетс  по внут

реннему цилиндру 18 и через отверсти  веющей проволоки, также поддержива- 19 поступает в полость между внешним етс  при температуре вьше точки росы цилиндром 17 и стаканом 16. Цилиндры анализируемых содержаний ртути при 18 и 17 и стакан 16 нагреваютс  при помощи передачи тепла нагретым газом. помощи электронагревател  14, выпол- Очищенный и..подготовленный к анализу

ненного в бифил рно намотанной электроспирали и расположенного в полости между внутренним и внешним цилиндрами . Такое расположение электронагревател  обеспечивает эффективный теплоотвод от электронагревател  14 к стенкам цилиндров 17 и 18 и стакана 16, Причем максимальна  температура элементов атомизатора приходитс  на место резкого излома направлени  движени  газа - в месте соединени  внутреннего цилиндра 18 и стакана 16. Концентрирование тепловой энергии в зоне резкого изменени  направлени 

движени  газовой смеси обеспечивает эффективный переход ртути в парообразное состо ние из таких компонентов технологических газов как аэрозоль и органические соединени . Поскольку эти компоненты газа имеют значительную массу в сравнении с другими компонентами, резкое изменение ; направлени  движени  частиц приводит к их ударам с хорошо нагретой по5 верхностью, способствующим полному разрушению соединений ртути. При этом температурный режим атомизации ртути значительно облегчен в сравнении с известным устройством (темпеts

выватьс  окись ртути. Кроме того, перенос тепловой энергии подготавливаемым газом к другим элементам трак (0 та пробоподготовки нагревает их до температуры, превьииающей точку росы исследуемых концентраций ртути. После зоны интенсивного нагрева исследуемые газы поступают в зону фильтра 4 механической очистки от рудной пыли и продуктов разложени  соединений ртути. Увеличение поперечного сечени  газохода при переходе от зоны нагрева к зоне фи.пьтрации снижает скорость

50 движени  обрабатываемого газа, способствует осаждению крупных частиц пыли и улучшает услови  фильтрации. Фильтрующий агент, например, металлокерамика или сетка, тканна  из нержа313003494

атомно-абсорбционным методом газ пос- нальной температуры, коммутатор 2 тупает через выходной штуцер 15 в из- газовых потоков подключает к атомиза- мерительную кювету атомно-абсорбцион- тору 3 пробоотборник 1 и анализируе- ного фотометра 7. В зоне анализа па- . мый газ поступает в зону атомизации, ры ртути вызывают поглощение резонан- , Термостатирование анализируемого сного излучени , регистрируемое и газа при помощи термозависимой обрат- преобразуемое в электрический сигнал, ной св зи по выход щему газу позво- направл емый потребителю. Из зоны л ет атомизировать ртуть при опти- анализа газ эвакуируетс  через погло- мальной температуре - наибольшей, но титель 8 паров ртути побудителем 10 JQ ниже температуры образовани  окиси расхода, например эжекторным, стаби- ртути. Кроме того, в режиме термоста- . лизатор 9 расхода служит дл  поддер- тировани  затраты на электроэнергию жани  расхода газа, обеспечивающего минимальны, а электронагреватель ра нормальную работу устройства и пред- ботает в режиме недогрузки, что уве- ставительный отбор пробы газа от ис- f5 личивает срок его службы. точника.Предложенна  конструкци  атомизаПервоначально в момент включени  тора и фильтра, а также возможность устройства коммутатор 2 газовых по- стабилизировать температурный гради- TOJCOB подключает атомизатор к источ- ент от зоны атомизации к зоне филь- нику чистого воздуха, а холодные тер-20 трации, определ емый конструктивным модатчики 11 и 12, например термо- расположением элементов атомизатора, сопротивлени , включенные параллель- фильтра и теплоизол ционной оболочки, но, воздействуют на регул тор 13 мощ- позвол ют реализовать селективную ности и перевод т его в состо ние конденсацию компонента анализируемого максимальной мощности, интенсивно на-25 газа, мещающего определению. При об- гревающей электронагреватель 14. Теп- жиге природного ртутьсодержащего сы- лова  энерги , выдел ема  электрона- рь  некоторых месторождений во вра- гревателем, переноситс  поступающим щающихс  печах отход щие газы печей в атомизатор воздухом и нагревает содержат значительное количество ен- элементы атомизатора и фильтры. По ЗО золованных органических соединений мере нагрева элементов, расположенных с температурой парообразовани  120- в направлении движени  потока возду- . Эти соединени , проход  через ха, в частности выходного щтуц1ра 15, тракт пробоподготовки, конденсируютс  нагреваетс  термодатчик 12, имеющий на оптических каналах атомно-абсорб- тепловой контакт с выходным штуцером ционного фотометра и искажают ре- и, уменьша  собственное сопротивле- зультаты измерени  содержани  ртути. ние, воздействует на регул тор мощно- Одним из способов исключени  вли- стк и переводит из режима интенсив-  ни  нежелательного эффекта  вл етс  ного нагрева в режим термостатирова- термическа  обработка газовой смеси НИН исследуемого газа. Таким образом,40 ри 800-900 С в потоке кислорода. Та- обратна  св зь по температуре газа, ка  обработка газовой смеси обеспе- выход щего из фильтра по выходному чивает полное сгорание органики, но штуцеру 15, стабилизирует температуру при этом измен етс  качественный сос- в зонах атомизации и фильтрации, ус- таз анализируемого компонента - рту- танавлива  необходимый градиент тем- 45 ти. Способ селективного осаждени  пературы в направлении от атомизатора мешающего компонента путем его кон- к фильтру. Причем переход к устано- денсации имеет  вное преимущество. вившемус  режиму работы электронагре- В системе атомизатор - фильтр уста- вател  производитс  плавно, без рез- навливаетс  температурный перепад, ких переключений напр жени . При этом50 обеспечивающий температуру фильтра температура входного штуцера 20 и, 80-100 С, при этом в зоне атомизации соответственно, термодатчика 11 оста- температура составл ет около 250 с. етс  практически неизменной, посколь- При стабилизированном расходе анали- ку входной штуцер охлаждаетс  посто- зируемого газа термозависима  обрат-  нно поступаиндим в него воздухом, а 55 на  св зь поддерживает градиент тем- термодатчик 11 не оказывает вли ни  пературы с достаточной точностью. В на работу регул тора мощности. Когда этом случае органические соединени  выход щий воздух нагреетс  до номи- проход т зону атомизации, отсоедин  

ртуть, и конденсируютс  в фильтре. Поскольку температура фильтра находитс  выше точки росы анализируемых концентраций ртути (до 150 мг/м), конденсаци  ртути не происходит.

Метод селективной конденсации имеет высокие метрологические характеристики и не требует больших затрат.

Рассмотрим функции термодатчика 11, расположенного на входном штуцере атомизатора. Его назначение - защита электронагревател  от перегрева при неисправност х в газовом тракте устройства. Например, неисправность побудител  расхода или отсутствие сжатого воздуха на входе эжектора прекращают отбор и продвижение газа в газовом тракте системы. Это приводит к охлаждению штуцера .15 и соответственно , термодатчика 12 и, как следствие, переход регул тора мощности в режим максимального нагрева электронагревател , при этом отвод тепла от электронагревател  минимавительностью подготавливать пробу газа к анализу атомно-абсорбционны методом, причем при темпер.атурах н температур, при которых происходит

г окисление паров ртути.

Совмещение в теплоизолированном корпусе атомизатора и фильтра такж сокращает затраты электроэнергии н подготовку газа к анализу и улучша

10 услови  и качество работы фильтра, позвол ет вести очистку технологич ских газов металлургических производств ртути, поступающих на анали от органических соединений путем и

J5 селективной конденсации в зоне фил трации.

Claims (2)

1. Устройство дл  определени  ртути в газах, содержащее последовательно соединенные газопроводами пробоотборник , коммутатор газовых потоков, атомизатор, фильтр, атомно-абсорбциртути , стабилизатор расхода и побудитель расхода, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  представительности пробы анализируемого га- 30 за, сн ижени  потребл емой мощности и повьш1ени  надежности, в него введены регул тор мошдости электронагревател  атомизатора и включенные параллельно термодатчики, установленные на вход- 35 ° выходном штуцерах атомизатора и соединенные с управл ющим входом

45 и закреплен на основании стакана, а внешний цилиндр соединен с помощью

40

регул тора мощности, выход котород о соединен с электронагревателем атомизатора , при этом атомизатор выполнен в виде коаксиально расположенных в теплоизолированном корпусе стакана и цилиндров, причем внутренний.цилиндр, перфорированный отверсти ми у основани , соединен с входным штуцером

размещен в корпусе атомизатора и сое-, динен с выходным штуцером последнего.

2. Устройство поп.1,отли- чающеес  тем, что злектронаАмализируе fft/a wi

1 Z

PoSotjuu

ZO3

cpus. 1

Cffpof

AHQflJUWpyeftMij sa3

, ГЯ

ff

Редактор Л.Веселовска 

фиг. 2

Составитель Б.Широков

Техред М.Моргентал Корректор А.Т ско

Заказ 1143/42Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4