Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Пробоотбор и пробоотборники




Методы контроля за уровнем загрязнения различных сред

Пробоотбор и пробоотборники

 

 

 

Для анализа содержания загрязняющих веществ применяются все существующие физико-химические методы, включая аэро и космические средства наблюдения. Тенденция развития информационных систем анализа направлена на максимальную автоматизацию процессов отбора, измерения проб, обработки и хранения данных по загрязнению наиболее опасными загрязнителями. Пока такой системы нет, и большинство анализов делается вручную с применением различных физико-химических методик. Общая схема анализа включает следующие этапы:

q отбор пробы;

q обработка пробы с целью консервации измеряемого параметра и ее транспортировка;

q подготовка пробы к анализу;

q анализ (измерение);

q обработка и хранение результата.

Отбор пробы зачастую предопределяет результаты анализа, в особенности, когда речь идет ничтожно малых количествах загрязняющих веществ. Важны выбор места и средства отбора, чистота пробоотборников.

Обработка пробы с целью консервации также является фактором, определяющим точность анализа. Как правило, все анализируемые вещества способны к трансформациям и эти изменения необходимо учитывать. Для этого пробу консервируют (хранение при низких температурах, удаление агрессивных и реакционных компонентов, создание устойчивой среды). В случаях если это невозможно необходимо иметь данные кинетического изменения измеряемого компонента в пробе. Эти данные позволяют учитывать долю превращения измеряемого компонента.

Подготовка пробы к анализу включает в себя концентрирование измеряемого компонента, его химическую модификацию, с целью получения наиболее выгодных аналитических свойств, введение внутреннего стандарта для контроля процесса определения.

Осушка пробы в газоаналитической аппаратуре предназначена для обеспечения требуемой надежности элементов газовой схемы и тракта пробоподготовки в целом, устранения или ограничения дополнительных погрешностей измерительного преобразователя. Однако удаление влаги из отбираемой на анализ пробы со­провождается искажением состава анализируемой смеси. Иногда это приводит к значительным погрешностям. В этих случаях необ­ходимо предусматривать меры, по их ограничению, либо вводить в состав газоанализаторов устройства, позволяющие учитывать или компенсировать изменение, показаний.

Одной из основных целей осушки является с образованием кристаллогидратов влажных газов, что может приводить к закупорке газопроводов. По внешнему виду кристаллогидраты газов напоминают рыхлый лед, но могут существовать при положительных температурах. Газовые гидраты представляют собой кристаллические структуры – клараты в основе которых лежит кристаллическая структура созданная молекулами воды в которой за счет ван-дер ваальсовых сил удерживаются молекулы газов.

Процесс осушки газов производится с помощью абсорбции гигроскопическими жидкостями, на активированных твердых погло­тителях, а также конденсацией путем охлаждения. В качестве осушающих жидкостей в настоящее время применяют растворы хлористого лития, едкого натра, едкого кали, галоидные соли некоторых металлов. Возможности различных осушителей приведены в таблице 1.

Таблица 1. Остаточная влажность при сушке воздуха.

Вещество или способ осушки Содержание водяного пара (г\м3)
Охлаждение до – 194С 1,6 х 10-23
Фосфорный ангидрид 2 х 10-5
Ангидрон (перхлорат магния) 5 х 10 –4 - 2 х10-3
КОН (плавленый) 0,002
Серная кислота (100%) 0,003
Хлористый кальций (плавленый) 0,36
Хлористый кальций (гранулы) 1,5

 

Осушку газов твердыми поглотителями применяют при необходи­мости достижения высокой степени осушки. Для этого наибо­лее часто применяют адсорбенты: силикагель - шариковый или бусовидный абсорбент на основе кремнезёма; активированную окись алюминия; активированный боксит; молекулярные сита.

В ГА для поглощения влаги используются хлористый кальций, ангидрон.

Эффективным средством осушки газа является охлаждение. В промышленных газоанализаторах осушка газа проводится охлаждени­ем с помощью водяных теплообменников, компрессионных и термо­электрических холодильников.


Для увлажнения газа применяют сосуды с водой, над поверхностью которой или через которую проходит анализируемая смесь. В ГА для увлажнения используют увлажнители и барбатеры (Рис. 1).

Рис. 1. Увлажнители и барбатеры, используемые в ГА.

 

Очистка газовых смесей, от агрессивных газов или от газов, мешающих анализу, производится с помощью веществ, способных химически соединиться с этими компонентами или с помощью адсорбентов под действием поверхностных сил. Например, в переносных газо­анализаторах получили распространения химический поглотитель известковый на основе хлористого кальция (ХПИ) для удаления СО2 и активированный уголь для поглощения некоторых вредных примесей.

Побудители расхода. В случаях, когда не обеспечивается самостоятельное прохожде­ние анализируемой газовой смеси через газоанализатор, применяются побудители расхода (просасывающие устройства). Побудители рас­хода разделяются на устройства равномерного потока и пульсирующие. Просасывающие устройства равномерного потока делятся на струйные и центробежные. Пульсирующие побудители подразделяются на рота­ционные, мембранные и поршневые. По характеру работы просасываю­щие устройства подразделяются на вакуум-насосы и нагнетатели.

Из просасывающих устройств отечественного производства наи­большее распространение получили: пластиночно-роторные побудители

расхода ПР-3, ПР-7, ПP-8, ПР-11, электровибрационный насос НЭВ-1, мембранный побудитель расхода газа МПР-1-68, мембранный пневматический-ПМП-2У4, мембранный с электровибрационным приво­дом ПМВ-4В, пневматические эжекторы ВЭЖ-1 и ЗЭЖ-2, пневмати­ческий нагнетатель ПНГ-1 и другие.

Во многих ГА используются в основном пластинчато-ро­торные побудители ПP-7; ПP-8; ПР-11 (ФЛ- 6802), а также побудители типа НЭВ-1. Принцип действия пластинчато-роторных ПР заключается в следующем (Рис. 2).

 
 

Рис. 2. Пластинчато-роторный побудитель расхода.

В корпусе побудителя вращается ро­тор, ось которого не совпадает с центром. Ротор имеет четыре или два радиальных выреза, в которых помещены лопатки с плавающими пружинными толкателями. Газ засасывается через входной штуцер, перемещается в пространстве между лопатками ротора, сжимается и выбрасывается через выходной штуцер. Для вращения ритора в ПP-7 и ПP-8 используется однофазный двигатель АД-7 с пусковой обмоткой (напряжение питания 110В, 50 гц). Сцепление электродвигателя с ротором насоса осуществляется полумуфтой, укрепленной на валу электродвигателя и муфтой, укре­пленной на валу ротора насоса. В процессе работы побудителя расхода происходит непрерывная смазка трущихся частей насоса. Масло засасывается из специального резервуара через отверстие в корпусе.

Основным элементом электромагнитного вибрационного побуди­теля расхода является электромагнит, в катушке которого находится цилиндрический сердечник. Под воздействием электромагнита и пру­жины происходят непрерывные колебания якоря, связанного с сердечником. Колебания якоря с мембраной вызывают пульсирующее передвижение газовой смеси через всасывающие и нагнетающие клапаны. Пульсирующая подача газовой смеси - недостаток просасывающих устройств данного типа. Достоинством электромагнитного вибраци­онного побудителя расхода является отсутствие контакта газовой смеси со смазкой рабочих деталей.

Регуляторы расхода и давления. Для регулирования газовых потоков разработаны специальные устройства, основное назначение которых – регулирование расхода и разбавление анализируемой газовой смеси. Например, используемый для этого регулятор РСГ-1, обеспечивает смешивание газов с соотношением расходов газовых потоков в интервале от 1:1; 1:10.

Задача поддержания заданного значения массового расхода ре­шается, как правило, поддержанием постоянного давления на входе в измерительный преобразователь и реализуется на практике регулято­рами давления газа. В случаях, когда незначительное изменение рас­хода существенно влияет на основную погрешность ГА, применяются различные схемы, где наряду с регуляторами давления газа исполь­зуются и регуляторы расхода газа.

Устройства измерения расхода.

Для измерения расхода газа используются самые различные устройства. В корабельных ГА для этого используются ротаметры. Ротаметр представляет собой прямую вертикальную трубку или расширяющуюся к верху с конусностью, внутри которой помещается поплавок или шарик, свободно плавающий в потоке газа (Рис.3). Проходящий через ротаметр снизу поток газа подни­мает поплавок вверх до тех пор, пока, расширяющая кольцевая щель между телом поплавка и стенками трубки не достигнет такой величины, при которой действующие на поплавок силы уравнове­сятся. Высота, на которой установился поплавок, характеризует расход газа. Достоинствами ротаметров являются малая и постоянная на всем диапазоне измерения потеря давления, большой динамический диапазон.

 
 

В некоторых приборах, газового анализа нашли применения тахометрические расходомеры, работа которых основана на измерении зависимой от расхода газа скорости вращения крыльчатки, ротора или другого тела, помещенного в поток.

Рис.3. Типы ротаметров (прямой поплавковый, прямой шариковый, конусный поплавковый, прямой поплавковый).

 

Газораспределительные устройства и устройства

транспортирования газовой пробы.

Очень часто один ГА анализирует воздушную среду в нескольких точках одного отсека или в нескольких отсеках. В этом случае он имеет в своем составе устройства, обеспечивающие отбор газовой пробы из каждой точки автоматически или по выбору оператора. Устройства обеспечивающие автоматический отбор пробы, как правило, последовательно подключают точки отбора к ГА, при этом на мнемосхеме газового анализа видно из какой точки в настоящий момент идет отбор пробы. В этих устройствах предусматривается возможность произвести переключения отбора пробы по желанию оператора.

Ряд ГА имеет в своем составе коммуникации для отбора газовой пробы из одного или нескольких смежных отсеков. Обычно такой ГА отбирает пробу из установленного отсека. При аварийных ситуациях запорная арматура устанавливается в положение контроля смежного отсека “вручную”. Для подобных переключений используются:

- вентили и краны. Они подразделяются на запорные вентили и краны, предназначенные для включения и выключения потоков газа и переключающие краны, предназначенные для переключения потоков с одной линии на другую или для разделения потока на две, три и бо­лее части;

- трубки и шланги. В большинстве случаев коммуникации вы­полнены из нержавеющих трубок, с наружным диаметром 12; 10,8 мм и толщиной стенки от 2 до 1 мм. Применяют также полиэтиленовые, полихлорвиниловые, фторопластовые и другие трубки и шланги. В отдельных случаях используются резиновые трубки.

Печи сжигания газов и паров.

 
 

Печи сжигания газов или паров предназначаются для контроля их концентрации в воздушной среде по концентрации одного из элементов, входящих в их состав (Рис. 4).

 

Рис. 4. Типы печей сжигания газов и паров

 

Сжигание горючих паров или газов производится при температуре около 800-900С. В процессе сжигания образуются какие либо элементарные вещества, которые легко определяются фотоколориметрическими или какими-либо другими методами. Используются такие печи преимущественно для определения фреонов в воздухе.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 565; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.023 сек.