Электрохимический способ анализа газов

 

И С-А" Й-

О П И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

37I495

Сома Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05ЛУ.1971 (1че 1643682/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.111973. Бюллстень № 12

Дата опубликования описания 12.V.1973

М. Кл. G 01п 27/46

Комитет по лелем изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 54t3.25(088.8) Авторы изобретения В. Г. Баженов, В. П. Коломыйцев, Г. М. Мурзин, IO. H. Патрушев, Р. Л. Пинхусович, Д. П. Подругии, Л. 3. Савкун и В. В. Филимонов

Заявитель

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ АНАЛИЗА ГАЗОВ

Изобретение может быть использовано для определения содержания кислорода, хлора, воды, фосгена и т. д. в широком диапазоне концентраций, в частности, при измерении концентр аций газообр азных компонентов до

1 10 — "% и ниже, причем нижний предел зависит только от природы применяемого твердого электролита и близок к концентрациям, создаваемым его диссоциацией (например, для известного электролита состава 0,85ХгОв+

j-0,15СаО это величина порядка -1 ° 10 — 4о%).

Известен способ измерения концентраций с помощью высокотемпературной ячейки с твердым электролитом, когда в качестве электрода сравнения, обладающего постоянным парциальным давлением кислорода, используют воздух или гетерогенную газообразную или твердую смесь веществ, находящихся в химическом равновесии. По известному способу газ, содержащий измеряемый компонент, пропускают с одной стороны твердого электролита, а сравнительная среда расположена с другой стороны. Мерой концентрации измеряемого компонента служит при постоянной температуре электродов э.д.с., развиваемая за счет различия парциальных давлений кислорода цо разные стороны электролита.

Этот способ позволяет достаточно эффективно вести измерения при содержаниях измеряемого компонента от 100% до 1 10 — %.

Однако при низких концентрациях возрастает погрешность измерения за счет переноса кислорода в связи с наличием электронной проводимости твердого электролита, причем

5 величина концентрации, например, для электролита 0,85ZrO +0,15СаО, создаваемая проникающим вследствие электронной проводимости кислородом, составляет при расходе анализируемого газа 250 нси 1иин, температуре

10 -800 С, электроде сравнения — воздухе примерно 1 10 %, и измерение меньших концентраций, таким образом, невозможно. Аналогичны ограничения при применении твердых электролитов других составов.

1о По предлагаемому способу для повышения точностями анализа э.д.с. ячейки поддерживают равной нулю путем изменения параметров, например температуры, сравнительного газа, по величине которых судят о составе газа.

На чертеже схематически изображен пр ибор для определения содержания кислорода, позволяющий реализовать предлагаемый способ анализа.

2s Он содержит ячейку 1 из твердого электролита, газоподводящую трубку 2, емкость 3 для сравнительного газа 4, нагреватели б и б, электроды 7 ячейки, термопару 8, регулятор

9 температуры, измеритель 10 температуры, 30 измеритель 11 э.д,с. 371495

Предмет изобретения

ВхЫ газсг

Составитель Н. Преображенская

Техред Л. Богданова Корректор Г. Запорожец

Редактор И. Орлова

Заказ 1301/12 Изд № 1212 Тираж 755 Подписное

UHHHHH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Са

Анализируемый газовый поток проходит через газоподводящую трубку и контактирует с внутренним электродом твердоэлектролитной ячейки.

Сравнительная гетерогенная смесь помещена в герметизированную газонепроницаемую, например алундовую, емкость 3 и сообщается через газовую фазу с наружным электродом твердоэлектрол итной ячейки. Емкость 3 может быть вакуумирована или через нее может пропускаться анализируемый газ после прохождения через рабочую полость электролитической ячейки.

Один из нагревателей 6, предназначен для создания высокой постоянной температуры в рабочей полости электролитической ячейки, а другой, 5, — для нагревания сравнительной среды.

Температуру сравнительной среды устанавливают так, чтобы парциальное давление измвряемого компонента сравнительной среды было равно парциальному давлению измеряемого компонента в анализируемом газе, что контролируется по э.д.с., которая в этом случаее р авиа нулю.

При изменении парциального давления измеряемого компонента в анализируемом газе соответственно изменяют температуру сравнительной среды, чтобы разности парц|иальных давлений и соответственно э.д.с. вновь были равны нулю.

Мерой парциального давления кислорода или его концентрации в анализируемом газе служит температура сравнительной среды.

Предлагаемый способ может быть использован для измерения содержания других веществ, например хлора, в газе. Для этого необходимо в качестве электрода сравнения вы10 брать гетерогенную смесь, например металл— хлорид металла, а в качестве твердого электролита — материал, обладающий хлорионной проводимостью, например РЬС12.

1. Электрохим ический способ анализа газов, заключающийся в том, что анализируемый и

20 сравн|ительный газы пропускают с разных сторон твердоэлектролитной ячейки и измеряют э.д.с. ячейки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, э,д.с. ячейки поддерживают равной нулю путем изменения

25 параметров сравнительного газа, по величине которых судят о составе газа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нулевое значение э,д.с. ячейки поддерживают изменением температуры сравнительного газа.