Устройство для отбора и подготовки пробы к анализу

 

Изобретение относится к технике испытаний и измерений и может быть использовано при изучении выбросов полициклических ароматических углеводородов различными топливосжигающими установками. Цель изобретения - повышение достоверности определения анализируемых компонентов и снижение трудоемкости при подготовке пробы к анализу. Устройство снабжено газоотборной трубкой, соединенной с емкостью с фильтром, подключенной к поглотительному сосуду, оканчивающемуся радиальными коксиально расположенными перфорированными цилиндрами с общим днищем, побудителем расхода с нагнетательной линией, соединенным с патрубками, расположенными в днище поглотительного сосуда, и с емкостью с фильтром, циклоном, размещенным в верхней части поглотительного сосуда, валом с приводом вращения, установленным в поглотительном сосуде соосно с ним, лопастным завихрителем и двумя рядами радиальных лопастей над ним, закрепленных на валу. Завихритель расположен в придонной части поглотительного сосуда, нижний ряд лопастей установлен с зазором внутри перфорированного цилиндра меньшего диаметра, а верхний - в верхней части цилиндра большего диаметра, выполненного ступенчатой формы, стенки нижней ступени неперфорированы, верхний ряд лопастей снабжен вертикальными стержнями, установленными в зазоре между цилиндрами. Поглотительный сосуд выполнен в виде конуса со сферическим днищем с центральным выходным патрубком, патрубки в сферическом днище поглотительного сосуда соединены с нагнетательной линией побудителя расхода и с емкостью с фильтром. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 01 N 5/00 1/22

1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Pue f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4263499/31-26 (22) 16.06.87 (46) 15.05.89. Бюл. № 18 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт и Научно-исследовательский институт онкологии им. проф . Н.Н . Петрова (72) П.П. Дикун, В.А. Корягин, К. В. Шевелев, В.1) . Безруких и В.А. Ямшанов (53) 543. 053 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1063449, кл ° В 01 F 7/28, 1983.

Иванов. В .М. и др . Топливные эмульсии и суспензии. — M.: Металлургиздат, 1963, с. 57-60.

Бузников Е.Ф. и др. Производственные и отопительные котельные.

M.: Энергоатомиздат, 1984, с, 248.

Алексеев Т.А. и др. Спектрофлуориметрические методы анализа ароматических углеводородов в природных и техногенных средах. — Л.: Гидрометиздат, 1981, с. 216.

Методические рекомендации по исследованию выбросов канцерогенных углевбдородов в атмосферу от парогенераторов тепловых электростанций.

Киев: МЗ УССР, 1982, с. 1-15. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА И ПОДГОТОВКИ ПРОБЫ К АНАЛИЗУ

° (57) Изобретение относится к технйке испытаний и измерений и может быть использовано при изучении выбросов полициклических ароматических углеводородов различными топливосжигающими установками. Цель изобретения - повышение достоверности определения анализируемых компонентов и снижение трудоемкости при подготовке пробы к анализу. Устройство снабжено газоотборной трубкой, соединенной с емкостью с фильтром, подключенной к поглотительному сосуду, оканчивающемуся радиальными коксиально распо14 798 ложенными перфорирова нными цилиндрами с общим днищем, побудителем расхода с нагнетательной линией, соедиHPнным с патрубками, расположенными в днище поглотительного сосуда, и с емкостью с фильтром циклоном, размещенным в верхней части поглотительного сосуда, валом с приводом вращения, установленным с ним в поглотительном сосуде соосно, лопастным завихрителем и двумя рядами радиальных лопастей над ним, закрепленных на валу. Завихритель расположен в придонной части поглотительного сосуда, нижний ряд лопастей установлен с за49 з ором н нутри перфориро ва нно! о пили нлра меньшего диаметра, а верхний — в верхней части цилиндра большего диаметра, ° выполненного ступенчатой формы, стенки нижней ступе и не перфорированы, верхний ряд лопастеи снабжен вертикальными стержнями, установленными в зазоре между цилиндрами.Поглотительный сосуд выполнен в виде кону— са со сферическим днищем с центральным выходным патрубком, патрубки в сферическом днище поглотительного с осуда соеди иены с наг нетат ель ной линией побудителя расхода и с емкостью с фильтром. 13 р. ф-лы, 2 ил.

I

Изобретение относится к технике испытаний и измерений и может быть использовано преимущественно при изучении выбросов полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в 5 окружающую среду различными топливосжигающими установками, например, химической, металлургической, энергетической и других отраслей промыш-.

10 ленности.

11ель изобретения — повышение достоверности определения анализируемых компонентов в пробе и сокращение времени подготовки пробы к анализу.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез, на фиг. 2 — узел I на фиг.1.

Устройство для отбора и подготовки пробы к анализу состоит из поглотительного сосуда 1, на крышке 2 ко20 торого установлен электродвигатель

3. Внутри сосуда 1 к его крышке 2 прикреплен циклон 4 с входными тангенциальными патрубками 5, располо 25 женными по периметру, и выходным патрубком 6 с краном 7. К нижней части циклона 4 посредством крышки 8. с центральным отверстием 9 и периферийными отверстиями 10 прикреплен перфорированный цилиндр 11, имеющий ступенчатую форму, причем боковая стенка 12 нижней ступени меньшего диаметра выполнена сплошной. На днище 13 перфорированного цилиндра 11 установлен перфорированный цилиндр

14, диаметр которого меньше диаметра нижней ступени цилиндра 11, а высота соответствует высоте ступени

12. В днище 13 выполнено центральное отверстие 15, В верхней части перфорированного цилиндра 11 на сплошной кольцевой стенке 16 установлены радиальные лопасти 17 с зазором относительно стенки цилиндра 11. На лопастях 17 закреплены вертикальные стержни 18. По оси поглотительного сосуда 1 проходит вертикальный вал

i9, к которому при помощи стяжек (не показаны) прикреплена кольцевая стенка 16, под ней на валу закреплен нижний ряд радиальных лопастей 20 с зазором относительно перфорированного цилиндра 14 и лопастной завихритель 21, расположенный с зазором относительно сферического днища поглотительного сосуда 1. Вертикальные стержни 18, закрепленные на лопас тях 17, входят в зазор между сплошной стенкой 12 цилиндра 11 и перфорированной стенкой цилиндра 14.

В днище сосуда 1 встроены тангенциальные патрубки 22, соединенные через трехходовые краны 23 и входные патрубки 24 с верхней частью емкости

25 с фильтром 26 из органических волокон. Емкость 25 соединена с атмосферой через патрубок 27 с краном

28, с нижней частью поглотительного сосуда 1 через кран 29 и трубопровод 30. Патрубки 31 соединяют тан14 79849 генциальные входные патрубки 22 в сферическом днище поглотнтельного сосуда 1 с нагнетательвой линией 32 побудителя 33 р асход» через трехходовые краны 23. Всасывающий патрубок

34 побудителя 33 расхода соединен трубопроводом 35 через кран 36 с поглотительной емкостью 1 и через кран

37 с газоэаборной трубкой 38. Иагне- fp тательная линия 32 побудителя 33 расхода соединена трубопроводом 39 с краном 40 с выходным патрубком 6 циклона 4. В нижнюю точку сферического днища поглотительной емкости 1 15 вмонтирован трубопровод 41, соединяющий поглотительную емкость 1 через кран 42 с капсулой 43 для сбора готовой пробы.

Устройство работает следующим образом.

При отборе пробы газов трехходовые краны 23 установлены в положении, в котором патрубки 31 соединены с тангенциальными входными патрубками 22, кран 7 выходного патрубка б открыт, краны 29, 36, 40, 42 закрыты. Газы по газоэаборной трубке 38 поступают через кран 37 в побудитель 33 расхода и по патрубкам 31, входным танген- 30 циальным патрубкам 22 в поглотительный сосуд 1. При этом электродвигатель 3 подключен к электрической сети и вращает вал 19 с закрепленными на нем нижним рядом лопастей 20, 35 верхним — 17 и лопастным завихрителем 21. В нижнюю часть поглотительной емкости 1 засыпан сорбент до уровня верхней кромки лопастного завихрителя, при вращении которого 40 сорбент отбрасывается к отверстию 15 в днище 13, где создается разрежение в результате вращения нижнего ряда лопастей 20. Под действием центробежной силы, создаваемой при враще- 45 нии лопастей 20, поток газов с нахо- дящимися в нем частицами сорбента отбрасывается на периферию к перфорированному цилиндру 14, где поток газов частично попадает в отверстия, I а остальная его часть ударяется о стенку. При переориентации потока происходят его пульсации в зазоре между радиальными лопастями 20 и перфорированным цилиндром 14. На выходе из перфорированного цилиндра 14 поток попадает в зону вращения стержней 18, при проходе через которую также изменяет многократно .свое направление и пульсирует. Из воHbl стержней 18 поток га-а с частицами сорбента пол действием разрежения, создаваемого верхним рядом лопастей

17, поднимается к их основанию и отбрасывается центробежной силой на периферию к перфорированной поверхности стакана 11, где также происходит многократная переориентация потока и, как следствие, пульсация.

На выходе из отверстий перфорированного цилиндра 11 поток газов с частицами сорбента ударяется о стенку поглотительного сосуда 1 и делится на два потока. Один из потоков поступает в нижнюю часть емкости 1 к лопастному завихрителю 21, а второй в верхнюю часть емкости 1, где частично попадает через отверстия 10 в зону разрежения нижнего ряда лопастей 20 на рециркуляцию, а частично через входные тангенциальные патрубки 5 в циклон 4. В циклоне 4 происходит отделение частиц сорбента от газов эа счет центробежной силы. Через отверстие 9 сорбент поступает к основанию лопастей 20 для дальнейшего участия в процессе сорбции анализируемых компонентов из пробы. 1 азы через патрубок 6 и кран 7 выбрасываются в атмосферу.

Многократная переориентация потока и пульсации способствует более полному контакту сорбента и газов,чго увеличивает полноту извлечения анализируемых компонентов иэ пробы. (После отбора необходимого по обьему количества газов побудитель 33 расхода и электродвигатель 3 отключают, трехходовыми кранами 23 полностью перекрывают проходное сечение входных тангенциальных патрубков 22.

Через кран 7 и выходной патрубок 6 в емкость 1 заливают раетворитель в объему, превышающем в пять раз объем сорбента. После этого включают электродвигатель 3 и проводят процесс экстрации анализируемых компонентов из сорбента в растворитель. При этом происходит интенсивная рециркуляция растворителя с находящимся в нем сорбентом по контуру с входом через отверстия 10 и 15 к основанию нижнего ряда радиальных лопастей 20, где создается разрежение эа счет вращения последних. Далее под действием центробежной силы растворитель отбрасывается к поверхности перфори5 14 рованного цилиндра 14 и, проходя через отнерстия в нем, попадает в зону вращения стержней 18, являющуюся одновременно зоной разрежения верхнего ряда радиальных лопастей 17, которыми он отбрасывается к перфорированной поверхности цилиндра 11. После прохода через отверстия в перфорированном цилиндре 11 поток растворителя поступает вновь через отверстия 10 и 15 в зону разрежения нижнего ряда лопастей 20. При циркуляции потока растворителя с сорбентом по описанному контуру он подвергается воздействию гидродинамических и акустических пульсаций, происходит интенсивный перевод анализируемьгх веществ в растноритель. !

По окончании процесса экстракции вентиль 7 закрывают, трехходовые краны 23 переводят в положение, при котором входные тангенциальные патрубки 22 через трубопроводы 24 соединяются с емкостью 25, открывают кран 40 и 28. Включая побудитель 33 расхода (электродвигатель 3 продолжает вращение вала 19)., создают избыточное давление в емкости 1, под действием которого через входные тангенциальные патрубки 22 происходит отток н емкость 25 растворителя с сорбентом, находящимся в нем во взвешенном состоянии. Кран 28 на патрубке 27 обеспечивает соединение емкости 25 с атмосферой. Растворитель проходит через фильтр 2б из органических волокон, а частицы сорбента задерживаются на нем. Для промывки поглотительного сосуда 1 производят повторную заливку растворителя и процесс повторяют.

После отделения сорбента от растворителя закрывают кран 28, открывают краны 29 и 7, а трехходовые краны

23 переводят в положение, при котором побудитель 33 расхода через патрубки 31 соединяется с емкостью 25.

Под действием избыточного давления в емкости 25, создаваемого побудителем 33 расхода, растворитель переливается в поглотительный сосуд 1 через трубопровод 30, после чего перекрывают краны 29 и 7, открывают кран Эб и осуществляют накуумирова-! ние поглотительного сосуда I, При

I многократной циркуляции растворителя по контуру — отверстия 10 и 15 — нижний ряд радиальных лопастей 20—

79849 ь стержни 18 — верхний ряд лопастей 17 и отверстия в перфорированном цилиндре 11 создается газожидкостная эмульсия, так как вместе с потоком растворителя через отверстия 10 засасываются включения газовой среды из,поглотительного сосуда. Под действием разрежения на выходе из перфориронанноВ го цилиндра 11 происходит разрыв оболочек растворителя газовыми включени5

10 ями, Создается значительная поверхность испарения в результате образования газожидкостной эмульсии и последующего дробления растворителя.

По мере достижения объемом, растворителя минимального уровня в поглотительном сосуде 1 отключают электродвигатель 3 и побудитель 33 расхода, открывают кран 42 и проводят слив концентрированной пробы в капсулу 43, после чего проба полностью готова к анализу.

Проведение процессов экстракции

20 и концентрирования без поньппения

25 температуры предотвращает деструкцию исследуемых компонентов и их унос с парами растворителя вследствие повышения их летучести.

Экстракция и концентрирование пробы с наложением пульсационных колебаний позволяет повысить полноту извлечения анализируемых веществ из газовой пробы, сократить их потери и деструкцию и интенсифицировать весь процесс подготовки пробы к анализу.

Использование предлагаемого устройства поньппает достоверность определения изучаемого вещества в газообразной среде при значительном снижении времени подготовки пробы к анализу (по сравнению с известным на 14,5 ч).

Формула из обр ет ения

1. устройство для отбора и подготовки пробы к анализу, включающее газозаборную трубку, соединенную с емкостью с установленным в ней фильтром, подключенную к частично заполненному сорбентом поглотительному со-, суду с входным и выходным патрубками, радиальные коаксиально расположенные перфорированные цилиндры с общим днищем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности определения анализируемых компонентов в пробе за счет полноты их извле14 79849 рой.

Составитель А. Со нд ор

Техред И.Верес Корректор И. Муска

Редактор Л. Веселовская

Заказ 2536/42

Тираж 790

Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 чения и снижения трудоемкости при подготовке пробы к анализу, оно снабжено побудителем расхода с нагнетательной линией, соединенным с танген5 циальными патрубками, расположенными в днище поглотительного сосуда, и с емкостью с фиксатором, циклоном,раз— мещенным в верхней части поглотительного сосуда, валом с приводом вращения, ус та новл е нным в и оглотител ьном сосуде соосно с ним, лопастным завихрителем и двумя рядами радиально расположенных лопастей над ним, закрепленных на валу, при этом завихритель расположен в придонной час"ти поглотительного сосуда, нижний ряд лопастей установлен с зазором внутри перфорированного цилиндра меньшего, а верхний — в верхней части цилиндра большего диаметра, выполненного ступенчатой формы, стенки нижней ступени которого выполнены без перфорации, причем верхний ряд радиальных лопастей с набжен вертикальными стержнями, установленными в зазоре между коаксиально расположенными цилиндрами,в общем днище перфорированных цилиндров выполнено отверстие, перфориро— ванный цилиндр большего диаметра снабжен крышкой с отверстием, на которой установлено дно циклона, поглотительный сосуд выполнен в виде конуса со сферическим днищем, в центре которого расположен выходной патрубок °

2. Устройство по п. i о т л ич а ю щ е е с я тем, что тангенциальные патрубки, расположенные в сферическом днище поглотительного сосуда, соединены с нагнетательной линией побудителя расхода и с емкостью с фильтром, при этом верхняя часть емкости сообщается с атмосфе