21-2. Газоанализаторы химические

Газоанализаторы химические, относящиеся к группе механических приборов, основаны на измерении сокращения объема забранной пробы газа после удаления анализируемого компонента. Удаление компонента осуществляется методами избирательного поглощения или раздельного дожигания.

Так, например, из забранной пробы газа двуокись углерода поглощается водным раствором едкого кали, обладающим способностью избирательного поглощения

Непоглощенный остаток анализируемого газа поступает в газоизмерительное устройство, где измеряется уменьшение объема, соответствующее поглощенному

Этот метод применяется как в газоанализаторах переносных ручного действия типа ГХП2 и ГХП3 (ГОСТ 6329-52), называемых часто приборами Орса, так и в автоматических газоанализаторах.

Метод избирательного поглощения в сочетании с методом раздельного дожигания горючих составляющих анализируемой пробы газа дает возможность определить процентное содержание следующих компонентов газовой смеси (суммы непредельных углеводородов), суммы метана и других предельных углеводородов Данный метод применяется в переносном газоанализаторе типа [88].

Рассмотрим переносные химические газоанализаторы ручного действия типа и ГХП2, получившие вследствие своей простоты широкое применение при испытании различных установок, а также для проверки автоматических газоанализаторов на как в лабораторных, так в эксплуатационных условиях.

На рис. 21-2-1 показана схема устройства газоанализатора типа Он состоит из следующих основных частей: бюретки I для отмеривания первоначального объема газовой пробы и для измерения его уменьшения в результате поглощения; трех поглотительных сосудов 2; распределительной гребенки 3 (для распределения газа между отдельными частями прибора). Правые концы поглотительных сосудов с помощью трубок соединены с резиновым мешком 4 для предохранения реактивов от соприкосновения с воздухом.

Бюретка, снабженная жидкостным затвором, изготовляется емкостью с цеиою деления шкалы Допускаемое отклонение показаний шкалы не превышает . Градуировка шкалы может быть выполнена в процентах от общего объема бюретки. Для увеличения точности измерения нижняя часть бюретки, составляющая 20% ее объема, значительно сужена. Для уменьшения влияния изменения температуры воздуха, окружающего прибор, бюретка помещена в стеклянный цилиндр 5, заполненный водой. Бюретка вверху соединена резиновой трубкой с распределительной гребенкой, а внизу с помощью резинового шланга — с уравнительной склянкой 6, в которую заливают затворную жидкость. В качестве затворной жидкости применяют насыщенный водный раствор поваренной соли, подкисленный серной или соляной кислотой и подкрашенный в розовый цвет метилоранжем. Применяя такую жидкость, можно заметить случайное

попадание в измерительную бюретку щелочи из поглотительных сосудов, так как в этом случае цвет затворной жидкости становится желтым.

Поглотительные сосуды в газоанализаторе предназначены для определения в пробе газа и Однако при определении необходимо учитывать, что не все реактивы, применяемые для этой цели, являются надежными. Для увеличения поверхности соприкосновения между анализируемым газом и реактивом поглотительные сосуды заполнены стеклянными трубками.

Стеклянные краны 7, 8 и 9 распределительной гребенки служат для соединения поглотительных сосудов с бюреткой. Распределительная гребенка снабжена трехходовым краном, который соединен с фильтром 11, заполненным стеклянной ватой, и резиновой грушей 12, предназначенной для подноса газа. Перед началом работы прибор должен быть проверен на плотность кранов и мест соединений.

Работа на газоанализаторе производится в следующем порядке. С помощью резиновой груши продувают газоподводящую линию, а затем распределительную гребенку. В последнем случае газ забирают в бюретку и выдавливают в атмосферу через трехходовой кран.

Рис. 21-2-1. Схема газоанализатора типа

Перед взятием пробы газа для анализа уровень реактива в поглотительных сосудах должен быть доведен до контрольных меток под кранами, а уровень жидкости в бюретке — до верхней отметки. При заборе газа для анализа уравнительная склянка 6 медленно опускается и в бюретке создается разрежение; при этом трехходовой кран должен быть повернут так, чтобы гребенка прибора была соединена через фильтр 11 с линией подвода газа. Проба газа, забранная в бюретку, приводится к атмосферному давлению. Для этого уравнительную склянку опускают вниз так, чтобы уровень жидкости в бюретке был немного ниже нулевой отметки на шкале, и после этого отключают прибор от газоподводящей линии трехходовым краном. В таком положении охлаждают газ в бюретке в течение некоторого времени. После этого поднимают уравнительную склянку и газ в бюретке сжимают настолько, чтобы уровень жидкости в бюретке установился на нулевой отметке. Затем на мгновение сообщают бюретку через гребенку трехходовым краном с атмосферой и удаляют из прибора в атмосферу излишек газа, после чего отключают прибор трехходовым краном, а вместе с тем отсекают необходимый объем газа в бюретке при атмосферном давлении и температуре прибора.

Анализ газа начинают с определения процентного содержания в пробе газа. Для этого кран соответствующего поглотительного сосуда открывают, медленно поднимают уравнительную склянку и вытесняют газ в поглотительный сосуд с раствором едкого кали, доводя уровень жидкости в бюретке до верхней конечной отметки на капиллярной трубке. Затем уравнительную склянку опускают до тех пор, пока реактив в поглотительном сосуде не дойдет до контрольной метки

под краном. Повторив эту операцию 4—5 раз, доводят реактив в поглотительном сосуде до контрольной метки и кран этого сосуда закрывают, уравнительную склянку устанавливают так, чтобы вода в ней и в бюретке была на одинаковом уровне. После этого производят отсчет по шкале, нанесенной на бюретке, уменьшения объема газа в результате поглощения. Затем делают контрольную прокачку, и если контрольный отсчет по шкале не дает изменения объема, считают, что поглощено полностью.

Если анализируемый газ содержит двуокись серы то ее определяют совместно с Сумму этих газов принято обозначать В этом случае одновременно протекает следующая реакция:

После поглощения остаток пробы газа вытесняют с помощью уравнительной склянки из бюретки в поглотительный сосуд с щелочным раствором пирогаллоловой кислоты для поглощения При определении процентного содержания ввиду медленного протекания реакции перекачивание газа в реактив необходимо повторять 6—7 раз. При этом необходима контрольная прокачка газа через реактив. Отсчет шкале процентного содержания делается аналогично с

Указанную очередность при определении необходимо соблюдать обязательно, так как раствор пирогаллоловой кислоты поглощает

Аналогичным же образом определяют процентное содержание перегоняя остаток газа через поглотительный сосуд с щелочным раствором полухлористой меди. Необходимо иметь в виду, что реактив для поглощения сравнительно быстро насыщается и портится, поэтому не всегда обеспечивает достаточную надежность определения Следует также отметить, что этот реактив поглощает кислород.

Газоанализатор ГХП2 имеет два поглотительных сосуда и позволяет определять процентное содержание в газовой смеси или Устройство его в принципе аналогично с прибором Бюретка газоанализатора изготовляется емкостью с ценой деления шкалы Допустимое отклонение показаний шкалы не превышает Градуировка шкалы может быть выполнена в процентах от общего объема бюретки.

Наиболее употребительные реактивы для определения приготовляются следующим образом:

1. Для поглощения берут едкого кали на дистиллированной воды. Максимальный предел поглощения этого реактива равен

2. Для поглощения берут пирогаллола растворяют в дистиллированной воды. Этот раствор смешивают со 140 мл 50%-ного раствора Лучше смешение растворов производить непосредственно в поглотительном сосуде, что в значительной степени уменьшит возможность окисления пирогаллола во время приготовления реактива. Допускаемая поглотительная способность этого реактива составляет

Автоматические химические газоанализаторы в настоящее время на ТЭС не применяются. Основным недостатком этих газоанализаторов является то, что они относятся к приборам периодического действия, дающим 20—30 анализов в час [34],