Способ получения контрольной газовой смеси

флпроизвод плотност концентр вора доз Изобретение относится к способам получения искусственных газовых смесей и может быть использовано при градуировке газо- аналитических приборов, например, фотоколориметрических, термокондуктометрических, электрохимических газоанализаторов.Целью изобретения является повышение стабильности и точности приготовления контрольиых газовых смесей с малыми концентрациями дозируемого газа.На чертеже представлена схема установки для реализации способа получения контрольной газовой смеси.Способ осуществляется следующим образом.Приготовляют раствор известной концентрации Йо дозируемого газа в жидкости, которым заполняют дозатор 1. Капиллярная трубка 2 в дозаторе 1 опущена на глубину, обеспечивающую заданное расстояние между ее нижним концом и патрубком 3 подвода раствора в распылитель 4, что определяет расход раствора из дозатора 1 в патрубок 3. В распылитель 4 через патрубок 5 подают после очистки в первом фильтре 6 с помощью первого побудителя 7 расхода поток газа- носителя, который эжектирует через патрубок 3 раствор дозируемого газа в жидкости. Для контроля и регулирования расхода (%) газа-носителя, подаваемого на распыление раствора, предусмотрены первый измеритель 8 расхода и первый регулировочный вентиль 9. При постоянном расходе % газа- носителя скорость его истечения из распылителя 4 постоянна, а следовательно, и эжекция раствора при заданном положении капиллярной трубки 2 постоянна и определяет производительность (с 1) распылителя 4. Струя газа-носителя, выходящая из распылителя 4, взаимодействует с истекающим раствором и распыляет его, образуя капли раствора на первом входе смесителя 10, Через второй фильтр 11 и осушитель 12 с помощью второго побудителя 13 расхода на второй вход смесителя 10 подают очищенный и осушенный дополнительный поток газа- носителя, для контроля и регулировки расхода (%) которого предусмотрены второй измеритель 14 расхода и второй регулировочный вентиль 15. В смесителе 1 О происходит смешение капель раствора с потоком осушенного газа-носителя (%), в результате чего происходит испарение капель раствора, и на выходе смесителя 10 получают поток газовой смеси с требуемой концентрацией М, дозируемого газа.Требуемую концентрацию Х, дозируемого газа в газовой смеси рассчитывают по фор- муле тельность распылителя;раствора;ция приготовленного раструемого газа в жидкости; 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55% - расход газа-носителя, подаваемогона испарение капель раствора.Часть потока полученной газовой смеси отбирают с помощью делителя 16 потока газовой смеси и пропускают его через реакционную камеру 17, в объеме которой в результате химического взаимодействия газообразных веществ, а именно дозируемого газа и реагента, осуществляют избирательный количественный перевод из потока газовой смеси дозируемого газа в дисперсную фазу аэрозоля. При выполнении условия избытка реагента по сравнению с концентрацией дозируемого газа в газовой смеси химическая реакция имеет псевдопервый порядок и период полупревращения дозируемого газа не зависит от его начальной концентрации. Это обусловливает линейную зависимость между концентрацией образующегося аэрозоля и концентрацией дозируемого газа, содержащегося в потоке полученной газовой смеси. Образовавшийся аэрозоль направляют в измеритель 18 концентрации дисперсной фазы аэрозоля, с выхода которого электрический сигнал, пропорциональный концентрации дозируемого газа, поступает на первый вход блока 19 сравнения (инвертируюший вход операционного усилителя), на второй вход которого (неинвертирующий вход операционного усилителя) подается электрический сигнал от задатчика 20 концентрации. При отклонении концентрации дозируемого газа в приготовленной газовой смеси от требуемой величины на выходе блока9 сравнения (выходе операционного усилителя) появляется сигнал рассогласования, который поступает на индикатор 21 и исполнительный механизм 22, перемещающий соответственно капиллярную трубку 2 дозатора 1. При этом изменяется расстояние между ее нижним концом и патрубком 3 подвода раствора в распылитель 4, что вызывает изменение расхода раствора при эжектировании.Пример. Из исходного раствора аммиака в воде концентрацией 25 вес,О были приготовлены разбавлением водой растворы следующих концентраций: 0,25; 0,1; 0,05;0,01; 0,005; 0,001 и 0,0005 вес. . Одним из приготовленных растворов заполнялся дозатор 1. В распылитель 4 через патрубок 5 подавался после очистки в первом фильтре 6 с помощью первого побудителя 7 расхода поток газа-носителя (воздуха), который эжектировал через патрубок 3 раствор аммиака в воде. Расход воздуха % поддерживался постоянным и равным 4 л/мин, Капиллярная трубка 2 в дозаторе 1 была опушена на глубину, обеспечивающую такое расстояние между ее нижним концом и патрубком 3 подвода раствора в распылитель 4, при котором производительность ц распылителя составляла 0,25 10 " л/мин. Струя1201715 Таблица 1 Результаты исследований погрешностей концентрацийполученных контрольных газовых смесей Относительная погрешность,7 Концентрациярастворааммиака вводе,вес.7 Расход воздуха иа рас- пыление Требуемаяконцентрацияаммиака,мг/мЗ Измеренноезначение Расход воздуха на испарениекапель раствора,л/мин концентрации аммиака, мг/м аствора,02 О,газа-носителя, выходящая из распылителя 4, взаимодействовала с истекающим раствором и распыляла его. Образовавшиеся капли раствора поступали на первый вход смесителя 10. Через второй фильтр 11 и осушитель 12 с помощью второго побудителя 13 расхода на второй вход смесителя 10 подавался очищенный и осушенный поток газа- носителя (воздуха), расход % которого составлял 60 л/мин. В смесителе 10 происходило смешение капель раствора с потоком % воздуха, в результате чего происходило испарение капель раствора, и на выходе смесителя 10 получали поток аммиачно- воздушной газовой смеси с требуемой концентрацией И аммиака. С помощью делителя 16 отбирали часть полученной газовой смеси и пропускали через реакционную камеру 17 объемом 2260 см с объемной скоростью 10 л/мин, В качестве реагента использовали кристаллогидрат азотнокислого железа Ре(ХОз)з 9 НО, который размещали внутри реакционной камеры 17, причем поверхность контакта реагента с потоком газовой смеси составляла 266 см. В результате химического взаимодействия аммиака с кристаллогидратом азотнокислого железа образовывался аэрозоль ЯН 4 МОз, который направлялся в измеритель 18 концентрации дисперсной фазы аэрозоля, С выхода измерителя 18 концентрации дисперсной фазы аэрозоля электрический сигнал, пропорциональный концентрации аммиака, поступал на первый вход блока 19 сравнения (инвертирующий вход операционного усилителя). На второй вход блока 19 сравнения (неинвертирующий вход операционного усилителя) подавался электрический сигнал от задатчика 20 концентрации. Величина сигнала была пропорциональна требуемой концентрации дозируемого газа (аммиака) в получаемой газовой смеси. При отклонении концентрации аммиака от требуемой величины на выходе блока 19 сравнения (выходе операционного усилителя) появлялся сигнал 10 рассогласования, который поступал на индикатор 21 и исполнительный механизм 22, опускающий трубку 2 дозатора 1 при избытке концентрации аммиака в полученной газовой смеси или поднимающий ее при недостатке концентрации. При этом изменялось расстояние между ее нижним концом и патрубком 3 подвода раствора в распылитель 4, что вызывало изменение расхода раствора при эжектировании, а следовательно, компенсацию погрешностей, вызвавших отклонение концентрации аммиака в приготовленной аммиачно-воздушной газовой смеси от требуемой величины. По индикатору 21 определялось отклонение концентрации аммиака в полученной аммиачно-воздушной смеси от требуемой величины, что позволило 25 определить стабильность концентрации газовой смеси в течение 2 ч. Нестабильность концентрации составила не более +-200 для 0,02 - 0;35 мг/м МНз и не более 4-1% для 2,0 -0,0 мг/м ИНз Полученные результаты опытов сведеныв табл. 1 и 2,1201715 Таблица 2 Результаты исследований стабильности полученных контрольных газовых смесей Время, в течение которого измеряласьконцентрацияаммиака в Стабильность Концентрация раствора аммиакав воде,вес,7 концентрациигазовой смеси, 7 4,0 60,0 0,25 40 60 80 100 120+2,0 +2,0 120 Составитель Н. Романникова Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор Л, Патай Заказ 7996/43 Тираж 896 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патентъ, г. Ужгород, ул, Проектная, 4