Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Загальні відомості про газоаналізатори
Прилади призначені для якісного та кількісного визначення складу газів називаються газоаналізаторами.
Вони бувать: перносні та автоматичні.
Автоматичні виконуються у вигляді показуючих та самопишучих приладів з дистанційною передачею показань. Ці газоаналізатори призначені для неперервного аналізу складу газу.
Переносні газоаналізатори являються більш точними і використовуються при наладці та випробовуваннях технологічного обладнання, а також для повірки промислових газоаналізаторів.
За принципом дії газоаналізатори бувають:
Шкала газоаналізаторів градуюється в процентах об’ємного змісту компонента, що визначається.
1.6.1 Хроматографічні газоаналізатори
Ці газоаналізатори відносяться до автоматичних приладів. Їх принцип дії заснований на явищі абсорбції – розділення газової суміші на окремі компоненти, з подальшим визначенням якісного і кількісного складу цих компонентів. В якості сорбенту використовується активоване вугілля. В якості газу-носія використовують, для негорючих газів, інертний газ, а для горючих – повітря.
Схема газоаналізатора
б – балон;
Пср – пристрій стабілізації;
Дт – детектор;
Дз – дозатор;
АГ – аналізуємий газ;
РК – розділююча колонка;
СП – самопишучий потенціометр;
Вк – викид;
ГН – газ-носій;
А,В,С – компоненти.
Робота приладу:
З балону виходить газ-носій і подається в пристрій стабілізації, для стабілізації постійної витрати та тиску, щоб небуло пульсацій.
Потім газ-носій надходить в детектор, для реєстрації, що це чистий газ-носій.
Після детектора, за допомогою дозатора, в газ-носій добавляємо аналізуємий газ, що являється бінарною сумішю.
Бінарна суміш надходить в розділюючу колонку, де розділюється суміш на компоненти А, В, С, за допомогою сорбенту, по степені поглинання.
З розділюючої колонки першим буде виходити компонент з низькою степінню поглинання (А), а останнім компонент (С), який має найбільшу ступінь поглинання.
Компоненти надходять в детектор, де виконується кількісний та якісний аналіз компонентів. Електричний сигнал з детектора надходить на самопишучий потенціометр, який малює хроматограму, на якій пряма лінія відповідає газу-носію, а вершини – компонентам, що визначаються.
Переваги:
1.6.2 Хімічні газоаналізатори
Схема хімічного газоаналізатора
1 – газовідвідна трубка;
2, 5, 6, 7 – посудини;
3 – вимірювальна бюретка;
4 – манометр;
8 – груша;
9 – фільтр;
10 – розподільчі крани.
Хімічні газоаналізатори призначені для визначення СО2 та О2 в газі.
Принцип дії заснований на поглинанні компонента, що визначається, спеціальним розчином. Кількість даного компоненту визначається по різниці питомих об'ємів. Поглинання О2 виконується в посудині, яка заповнена розчином пірогаллола, а СО2 – в посудині, яка заповнена розчином їдкого калію.
Робота приладу:
За допомогою груші відбираємо пробу газу, що аналізується, і пропускаємо її через фільтр для очистки від зважених частинок. Потім, за допомогою посудини 7 (опускаючи її), подаємо газ у вимірювальну бюретку. При підійманні посудини 7 надлишок газу, через газовідвідну трубку, видаляється в атмосферу. У бюретці залишається проба газу 50 см3. Потім, відкриваючи розподільчий кран 10, подаємо аналізуємий газ в посудину 6, яка заповнена розчином їдкого калію для визначення СО2, а потім в посудину 5, яка заповнена пірогалолом – для визначення О2. Кількість СО2 та О2 визначається по різниці питомих об'ємів до та після поглинаючих посудин.
Переваги:
Недоліки:
1.6.3 Термомагнітні газоаналізатори
Принцип дії термомагнітних газоаналізаторів заснований на різній магнітній сприйнятливості газів. З підвищенням температури магнітна сприйнятливість у кисня знижується. Ця власттвість використовується в термомагнітних газоаналізаторах – киснемірах.
Економічність роботи котлоагрегату залежить від складу кисню в димових газах. Недостатня кількість кисню в топці призведе до неповного згорання палива та збільшення теплових втрат з хімічним недопалом, а надлишкова кількість повітря в топці – до збільшення теплових втрат з газами, які виходять в атмосферу, та зниження температури продуктів згорання палива.
Існує декілька способів вимірювання магнітної сприйнятливості газової суміші, яка визначається складом у ній кисню. В промислових газоаналізаторах використовується явище термомагнітної конвекції.
Пристрій чутливого елементу магнітного газоаналізатора по кисню
Р – ротаметр;
АГ – аналізуємий газ;
ВП – вторинний прилад;
ДСН – джерело стабілізованої напруги.
Робота приладу:
Потік кисневмісного газу постійного тиску та витрати (контролюється ротаметром) подається в кільцеву камеру, де встановлена скляна трубка з двома чутливими платиновими термометрами опору R1 та R2, що нагріваються електричним струмом до температури більше 100оС. Навколо термлметра опору R1 розміщені полюса постійного магніту. Під дією магнітного поля частина газового потоку втягується в трубку, в якій він охолоджується термометром R1, при цьому підвищується температура і знижується магнітна сприйнятливість потоку. Холодні шари потоку, які йдуть слідом, виштовхують нагріті, створюючи магнітну конвекцію газового потоку. Чим більший склад кисню в газі, тим більше охолоджується термометр R1 і тим більше змінюється його опір. У зв'язку з тим, що термометр R2 омиває вже гарячий газ, він неиохолоджується і опір його не змінюється.
1.6.4 Термомагнітний газоаналізатор типу МН
Схема МН, побудована по компенсаційно-мостовому методі вимірювання, містить в собі два моста. Перший міст, утворений резисторами R1 та R2, які омиваються аналізуємим газом, і постійними R3 та R4 – являється робочим мостом. Другий міст, утворений резисторами R1 та R2, які омиваються повітрям із атмосфери, і постійними R3 та R4 – являється мостом порівняння. Оскільки концентрація кисню в атмосфері постійна, то і напруга моста також є постійною.
При вимірювання концентрації кисню в діагоналі робочого моста виникає електрична напруга, яка визначається в приладі компенсацією напруги моста порівняння, знімаємого з реохорда. Повзунок реохорда переміщується автоматично реверсивним двигуном вторинного приладу при наявності сигналу небалансу. Для перевірки початкового значення шкали вторинного приладу в приймачі газової суміші маються шунти, які усувають магнітне поле, в результаті чого міст стає врівноваженим і електрична напруга дорівнює нулю.
Переваги:
Крім показуючого приладу в промисловий газоаналізатор входить газовий приймач. Відбір проби аналізуємого газу виконується водоструйним ежектором. Через керамічний фільтр аналізуємий газ по трубці потрапляє у фільтр, де очищується від сірчаного газу та охолоджується проточною водою. Потім він надходить у фільтр тонкої очистки, після чого надхотить в робочу камеру вимірювального моста газоаналізатора. Для контролю витрати аналізуємого газу та тиску перед приймальним пристроєм встановлюють ротаметр, а за ним рідинний манометр. Регулювання витрати та тиску газу виконується дросельними вентелями.
Тривалість встановлення теплового режиму в приладі становить не більше 1 години, а показань приладу при вимірювання концентрації кисню – від 1 до 1,5 хвилини.
Вимірювальна схема автоматичного газоаналізатора типу МН
R1, R2, R3, R4 – резистори;
АГ – аналізуємий газ;
РМ – робочий міст;
МП – міст порівняння;
П – повітря;
Ucd – напруга моста;
R5 –
R6 –
R7 –
Rк – реохорд;
Rр –
Uав – електрична напруга;
U – сигнал небалансу;
ЕП – електронний підсилювач;
Д – реверсивний двигун;
СД –
С1 –
С2 –
С3 –
1.6.5 Оптичні та електрохімічні газоаналізатори
В оптичних газоаналізаторах використовується властивість газів поглинати електромагнітні коливання у визначеній частотній області. Аналізуємий газ поглинає випромінювання, нагрівається, при цьому збільшується його тиск на рухому мембрану. Мембрана під дією пульсуючого тиску переміщується, в результаті чого на виході приладу виникає електрична напруга, пропорційна величині, що вимірюється.
Принцип дії електрохімічних газоаналізаторів заснований на електрохімічних явищах, які відбуваються у електродних системах, які занурені у фоновий розчин електроліту з пропусканням через нього аналізуємого газу. Електрохімічні газоаналізатори поділяються на: кулоновські та вольт-амперні.
Принцип дії кулоновських газоаналізаторів заснований на пов'язуванні речовини, яка виділяється при електролізі, з аналізуємим газом так, що мірою концентрації газу являється електричний струм. Кулонометричні газоаналізатори служать для вимірювання складу мікроконцентрацій SO2, H2S, CI2, O3.
Принцип дії вольт-амперних газоаналізаторів заснований на явищі деполярізації електрода аналізуємим газом, при цьому електричний струм у розчині пропорційний концентрації газу. Кисень, являючись активним деполярізатором, встановлюється на катоді до перекису водню, викликаючи проходження через розчин полярізаційного струму, який вимірюється міліамперметром.
1.6.6 Талієвий киснемір
Талієвий киснемір призначений для визначення кількості кисню, який розчинений в живильній воді.
Схема талієвого киснеміру типу АК-300
1 – холодильник; 10 – ротаметр;
2, 9 – електричні комірки; 11 – проміжний перетворювач;
3, 8 – іонообмінні фільтри; 12 – передаючий перетворювач;
4, 6 – вимірювальні комірки; 13 – генератор кисню;
5 – талієва колонка; 14, 15 – мікроамперметр.
7 – термокомпенсатор;
Робота приладу:
Проба води надходить в холодильник для зниження температури до 40оС та тиску. Потім в комірці 2 визначаємо електропровідність води. Після чого проба подається в іонообмінний фільтр для очистки від солей та аміаку. Потім знову вимірюємо електропровідність води, по якій визначаємо якість очистки. Після цього проба надходить в талієву колонку, де відбувається реакція поглинання кисню талієм з у творенням гідроокису. Кількість утвореного гідроокису буде залежати від кількості кисню у воді. Потім у вимірювальній комірці визначається її електроповідність, по різниці електропровідностей судять про кількість кисню в живильній воді. Після вимірювальної комірки проба води надходить у фільтр, де очищується від талія. Якість роботи фільтра перевіряється вимірюванням електропровідності проби після нього. Потім очищена проба надходить назад в контур або спеціальний пробоприймаючий пристрій. Сигнал від вимірювальних комірок 4 та 6 надходить в проміжний перетворювач, а потім в передаючий перетворювач, де перетворюється в уніфікований сигнал постійного струму від 0 до 5 мА. Далі сигнал подається на вторинний прилад (КСУ, КПУ, КВУ).
Переваги:
Недоліки: