Устройство для выделения газа из газовой смеси

 

О П И С А Н И Е 1ii) 541105

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.05.75 (21) 2133339/25 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.- G 01 N 1/22

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 543.053(088.8) Опубликовано 30.12.76. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 12.01.77 (72) Авторы изобретения

О. Н. Прокофьев и А. С. Карасик

Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ГАЗА

ИЗ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, связанного с газовым анализом и может быть использовано в приборах контроля концентрации анализируемого компонента в газовых смесях (воздухе), например, для контроля за концентрацией радиоактивных газов в воздухе (например, углекислый газ, содержащий углерод—

14, пары воды, содержащие тритий и т. п.).

Предварительное обогащение пробы исходной газовой смеси (воздуха) а|нализируемым газовым .компонентом или выделение анализируемого газового .компонента применяются для повышения чувствительности анализа (измерений) IB ряде известных способов и устройс пв.

Известно устройство для селективного поглощения анализируемого газового компонента из газовой смеси (воздуха) жидкими абсорбентами с последующим анализом жидкого абсорбента (1).

Это устройство предназначено для отбора разовых проб m не позволяет производить непрерывное поглощение и выделение анализируемого компонента.

Известно также устройство, позволяющее выделять газы, поглощенные жидкостью (2).

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает селекти|вного выделения анализируемого газового компонента.

Для разделения газовых смесей на компоненты применяются газовые «роматографы, которые не позволяют получить непрерывный поток анализируемого тазового компонента.

Действительно, в «ром атограф подается разовая проба, и разделяемые фракции газа следуют одна за другой. Поэтому, пока н: пройдут все разделяемые фракции газа, нельзя подавать в «роматограф следующую пробу.

10 Другим недостатком газового «роматографа является то, что в «роматографе анализируемый газовый компонент на«одится B потоке газа-носителя и имеет малую концентрацию в составе газа-носителя.

15 Наиболее близким те«нпческим решением к изобретению является устройство для выделения газа из тазовой смеси, содержащее поглотитель и соединенное с ним устройство для выделения газа из поглотительной жидкости, 20 снабженные линией отвода газа и сливной трубой (3).

Однако это устройство не позволяет получить непрерывный поток анализируемого газа.

25 Целью изобретения является автоматизация непрерывного выделения газа из газовой смеси.

Эта цель достигается за счет того, что устройство для выделения газа из поглотитель30 ной жидкости выполнено в виде реакционно541105

3 го сосуда с герметичной крышкой, на уровне которой расположен, конец сливной трубки.

На чертеже представлена схема устройства для выделения газа из газовой смеси.

Устройство для выделения газа из газовой смеси состоит из поглотителя и устройства для выделения газа из поглотительной жидкости, имеющего ливонию отвода газа и сливную трубку.

Поглотитель состоит из открытого барботера 1 с входным отверстием 2 и сливным отверстием 8 и дозатора поглотителыной жидкости,,выполненного в,виде открытого сосуда

4 и закрытого сосуда 5, соединенных двумя трубками. Устройство для выделения газа из поглотительной жидкости состоит из сосуда

6, закрытого герметичной крышкой 7 с коленообразными:вводами 8 и 9, и дозатора жидкого реактива, выполненного аналогично дозатору поглотительной жидкости. К нижней части реакционного сосуда 6 подсоединена сливная трубка 10, имеющая сливное отверстие,на уровне крышки 7. В крышке 7 имеется линия отвода анализируемого газа 11.

Устройство работает следующим образом.

До включения устройства сосуд 5 наполняют поглотительной жидкостью, а сосуд 12— жидким реактивом. Затем включают компрессор, который подает анализируемую:газовую смесь (воздух) в трубку 13 барботера 1.

С помощью компрессора анализируемый воздух прогоняют через поглотительную жидкость в барботере 1. Барботер 1 открыт, поэтому воздух после пробулыкивания через поглотительную жидкость выходит в атмосферу.

Поглотительная жидкость протекает через барботер 1 с постоя иной скоростью, регулируемой .краном 14. В барботере 1 поглотительная жидкость из пробулькивающих пузырьков воздуха захватывает анализируемый газ.

Из барботера 1 поглотителыная жидкость стекает в воронку коленообразного ввода 8 реакционного сосуда б, в который через воронку коленообразного ввода 9 со скоростью потока, примерно (с точностью IB 1,5 — 2 раза) равной скорости потока поглотительной жидкости, поступает жидкий реактив. В результате химической реакции в реакционном сосуде выделяется анализируемый газ. Благодаря тому, что конец сливной трубки 10 размещен на уровне герметичной крышки 7, при выделении газа в реакционном сосуде 6 развивается давление выше атмосферного. Этот перепад давления обеспечивает подачу анализируемого газа из реакционного сосуда 6 через линию отвода 11 к устройству, осуществляющему анализ газа. В зависимости от сопротивления всей цепочки (начиная с линии отвода 11 и кончая местом выхода газа в атмосферу после анализа) газовому потоку устанавливается уровень жидкости в реакционном сосуде 6. Коленообраз ные вводы 8 и 9 с воронками обеспечивают подачу жидкости в реакционный сосуд 6 при наличии в нем давления несколько выше атмосферного. Кидко25

65 сти, находящиеся в коленах 8 и 9, отделяют газовую фазу в реакционном сосуде б от атмосферы. Благодаря тому, что барботер 1 расположен ниже сосуда 4 дозатора поглотительной жидкости, а воронка коленообразного ввода 8 в реакционный сосуд 6 расположена ниже барботера 1, движение жидкости осуществляется самотеком. Аналогично осуществляется самотек жидкого реактива через воронку коленообразного ввода 9.

Устройство может быть использовано для выделения из,воздуха углекислого газа (СО ). B этом случае поглотительной жидкостью служит 10 /О-ный раствор едкого калия (КОН), а жидким реактивом — 25 о -ный раствор сер ной кислоты (Н3504). При захвате

СО3 из воздуха в барботере 1 образуется раствор углекислого калия (К СО3). В реакционном сосуде происходит выделение углекислого газа (СО3) в результате реакций:

КЗС 03+ Н35 04 — >-К3$ 04+ Н С 03, НЗСО3-+.Н30+С03 .

Устройство позволило получить стабильный поток практически чистого углекислого газа с небольшой примесью водяного пара. Скорость потока углекислого газа регулируется скоростью подачи поглотительной жидкости и жидкого реактива.

Применение реакционного сосуда с герметичной крышкой, на уровне которой расположен конец сливной трубки, обеспечивает непрерывность и саморегулируемость процесса выделения газа из поглотительной жидкости и процесса подачи газа на исследование (измерение). В итоге автоматизируется весь процесс выделения газа из газовой смеси (воздуха), который осуществляется без участия человека. Отпадает необходимость отбора отдельных проб и их стандартизации при подготовке к анализу. В предложенном устройстве использована значительно более простая и дешевая аппаратура, чем в газовых хроматографах.

Предлагаемое устройство было применено в приборе для измерения .концентрации углерода 14 в воздухе и показало хорошую устойчивость и надежность в работе. С помощью устройства решается задача автоматизации процесса контроля за концентрацией радиоактивных изотопов (в частности углерода — 14) в воздухе рабочих помещений промышленных предприятий соответствующего профиля и атомных электростанций. Это дает возможность повысить качество контроля, обеспечить радиационную безопасность работающих и дать прямую экономию денежных и материальных средств.

Фор мула изобретения

Устройство для выделения газа из газовой смеси, содержащее поглотитель и соединенное с ним устройство для выделения газа из поглотительной жидкости, снабженное лини541105 щел иая пь сБогви ,ру сцгп г

Составитель Л. Жаркова

Редактор Н. Коляда

Корректор Н. Аук

Техред А. Камьипникова

Закал 2877/6 Изд. № 1895 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ей отвода газа и сливной трубкой, о тл ич а ющ е е с я тем, что, с целью автоматизации процесса непрерывного выделения газа, устройство для выделения газа из поглотительной жидкости выполнено в виде реакционного сосуда с герметичной крышкой, на уровне которой расположен конец сливной трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 448123, кл. G 01N 1/22, 1952.

2. Авт. св. № 126325, кл. G 01N 1/22, 1968.

3. Патент США № 3357157, кл. 52 — 23, 1967 (прототип).