SU1713882A1

SU1713882A1 - Method of measuring hydrogen concentration

Info

Publication number: SU1713882A1
Application number: SU894762730A
Authority: SU
Inventors: Юрий Михайлович Серов; Владимир Михайлович Грязнов; Александр Петрович Мищенко; Александр Михайлович Клочков; Виталий Иванович Сарычев; Анатолий Петрович Бабичев; Владимир Ярославович Гончаров; Анатолий Евгеньевич Ржанов; Александр Александрович Терентьев; Владимир Иванович Филиппов
Original assignee: Институт нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева; Университет дружбы народов им.Патриса Лумумбы
Priority date: 1989-10-18
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к способу измерени концентрации^ водорода в смес х, содержащих кислород, и позвол ет повысить точность анализа газовых и жидких сред на содержание водорода в присутствии кислорода. Способ измерени концентрации водорода в смес х, содержащих кислород. заключаетс в том, что смесь разбавл ют парами воды или водой до соотношени вО" дорода к воде от 0,0001 до 0,01 массовых долей, пропускают смесь над одной поверхностью диффузионной мембраны, избирательно проницаемой только дл водорода, после чего водород, прошедший через мембрану, направл ют в потоке инертного газа на датчик водорода.The invention relates to a measurement technique, in particular to a method for measuring the concentration of hydrogen in mixtures containing oxygen, and improves the accuracy of the analysis of gaseous and liquid media for hydrogen content in the presence of oxygen. A method for measuring the concentration of hydrogen in mixtures containing oxygen. is that the mixture is diluted with water vapor or water to a ratio of 0-151 mass fractions of water to water, pass the mixture over one surface of the diffusion membrane selectively permeable only to hydrogen, after which the hydrogen passed through the membrane is directed in a stream of inert gas to the hydrogen sensor.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а, именно к способам измерени концентрации водорода в смес х, содержащих кислород.The invention relates to a measurement technique, and specifically to methods for measuring the concentration of hydrogen in mixtures containing oxygen.

Цель Изобретени - повышение точности измерени концентрации водорода в парогазовых смес х, содержащих кислород.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the concentration of hydrogen in vapor-gas mixtures containing oxygen.

В способе измерени концентрации водорода в кислородсодержащих средах смесь, содержащую водород и кислород, разбавлйют парами воды или водой до соотношени водорода к воде от 0,0001 до 0.01 мае. долей, пропускают смесь над одной поверхностью диффузионной мембраны, избирательно проницаемой только дл во дорода, после чего водород, прошедший через мембрану, направл ют в потоке инертного газа на датчик водорода и по калиброванному сигналу датчика определ ют концентрацию водорода.In a method for measuring the concentration of hydrogen in oxygen-containing media, a mixture containing hydrogen and oxygen is diluted with water vapor or water to a ratio of hydrogen to water from 0.0001 to 0.01 May. share, pass the mixture over one surface of the diffusion membrane selectively permeable only for hydrogen, after which the hydrogen passed through the membrane is sent in a stream of inert gas to the hydrogen sensor and the concentration of hydrogen is determined by a calibrated sensor signal.

Воду добавл ют дл предотвращени отравлени водородопроницаемой мембраны серой и углеродом.Water is added to prevent sulfur and carbon from poisoning the hydrogen permeable membrane.

Пары воды или воду используют дл предотвращени реакции окислени водорода на мембранах из палладиевых спла ВОВ. что исключает возможность протекани взрывных процессов в смес х, содержащих водород и кислород, и позвол ет количественно извлекать водород из этих смесей дл последующей его регистрации.Water vapor or water is used to prevent the oxidation of hydrogen on palladium alloy WWII membranes. which eliminates the possibility of explosive processes in mixtures containing hydrogen and oxygen, and allows quantitative extraction of hydrogen from these mixtures for subsequent registration.

Нижн граница соотношени водорода к воде 0,0001 св зана с тем. что более сильное разбавление водой не дает заметных проимуществ.The lower limit of the ratio of hydrogen to water is 0.0001 associated with that. that a stronger dilution with water does not give noticeable advantages.

Верхн граница соотношени водорода к воде 0.01 определена экспериментально . Более высокое соотношение приводит к резкому падению точности определени изза возможности окислени водорода наThe upper limit of the ratio of hydrogen to water 0.01 was determined experimentally. A higher ratio leads to a sharp drop in the accuracy of determination because of the possibility of hydrogen oxidation on

мембране, избирательно проницаемой дл membrane selectively permeable

водорода.hydrogen.

Использование инертного газа вл етс необходимым приемом осуществлени способа. При подаче водорода после прохождени его через мембрану на датчик необходимо транспортировать смесь ине,ртного газа и водорода к месту регистрации Если использовать не инертные газы , то на мембране может проис);одить каталитическа реакци водорода, например , с кислородом или углекислым газом с образованием продуктов реакции. Что будет вносить искажени в результаты анализа.The use of an inert gas is a necessary technique for carrying out the process. When hydrogen is supplied after passing through the membrane to the sensor, it is necessary to transport a mixture of ine, mercury gas and hydrogen to the recording site. If not inert gases are used, then a membrane may occur on the membrane; reaction. What will distort the analysis results.

Концентрацию водорода определ ют расчетным путем из измеренной величины сигнала датчика.The hydrogen concentration is determined by calculation from the measured value of the sensor signal.

В качестве мембраны, избирательно проницаемой дл водорода, берут тонкостенную трубку из сплава паллади диаметром .0,1 см с толщиной стенки 100 мкм и длиной 1 м. Внутрь трубки подают парогазовую смесь, котора предварительно насыщаетс парами воды из барботера или подачей воды в трубопровод, подсоединен ный к трубке из сплава паллади . Тонкостенна трубка из сплава паллади герметично впаиваетс в корпус аппарата. Снаружи трубка обдуваетс инертным газом-аргоном или гелием, и водород, прошедший через стенки тонкостенной трубки из сплава паллади , в потоке инертного газа направл ют на датчик водорода. ДатчикAs a membrane selectively permeable to hydrogen, a thin-walled tube made from a palladium alloy with a diameter of .0.1 cm with a wall thickness of 100 µm and a length of 1 m is taken. connected to a palladium alloy tube. The palladium alloy thin-walled tube is sealed tightly into the body of the apparatus. Outside, the tube is blown with an inert argon gas or helium, and the hydrogen that has passed through the walls of a thin-walled tube of palladium alloy, in an inert gas flow, is directed to a hydrogen sensor. Sensor

предварительно калибруют по искусственным смес м водорода с инертным газом. Трубка из сплава паллади нагрета в аппарате до 200-2 50°С.pre-calibrated by artificial mixtures of hydrogen with an inert gas. The palladium alloy tube is heated in the apparatus up to 200-250 ° C.

Способ применим дл анализа в непрерывном режиме как парогазовой смеси, содержащей водород и кислород, так и жидких сред, содержащих водород и кислород.The method is applicable to the analysis in continuous mode as a gas-vapor mixture containing hydrogen and oxygen, and liquid media containing hydrogen and oxygen.

Способ характеризуетс повышением точности анализа и может примен тьс дл анализа смесей, содержащих 0,00001 -10% водорода, при этом позвол ет вести контроль за газовой и водной средой на содержание водорода без применени сложной аппаратуры и примен ть вычислительную технику дл управлени промышленными процессами.The method is characterized by an increase in the accuracy of the analysis and can be used to analyze mixtures containing 0.00001-10% of hydrogen, while allowing control over the gas and water environment for hydrogen content without the use of sophisticated equipment and use of computer technology to control industrial processes.

Claims

The invention The method of measuring the concentration of hydrogen in vapor-gas mixtures, including passing the mixture over the surface of a diffusion membrane selectively permeable only to hydrogen, supplying hydrogen that has passed through the membrane to a hydrogen sensor in a flow of carrier gas and in order to improve the accuracy of measuring the concentration of hydrogen in vapor-gas mixtures containing oxygen, the mixture is diluted with water vapor at a ratio of hydrogen to water from 0.0001 to 0.01 May. a share, and in the quality of a gas station use helium or argon.