Способ отбора интегральной пробы газа

(57) И цесс енлоги зобре ск т ко ГОсудАРстВенный нОмитетпо изов етениям и ощаытияпаи гннт ссо зобретение относится к мической и газовой про ности, а именно к контролю т ческих процессов. Цель изобр ние относится к процессам промьппленности, в частнослю технологических процессов.Целью изобретения является повышение достоверности определения среднего состава газа, протекающего по транспортному трубопроводу в течение длительного промежутка времени, и упрощение процесса отбора пробы газа для анализа.На чертеже представлена ахема отбора газа,Из транспортного трубопровода 1 отбирают пробы через соединительный трубопровод 2 и критическую диафрагму 3 в накопительный объем 4. После отбора газа через патрубок 5 производится отбор проб на химический анализ. Транспортный трубопровод снабжен прибором 6 контроля давления, а повьппение достонерости определения среднего состана газа и упрощение процесса отбора. Предлагаемьп способ отбора включает заполнение накопитель ного объема газом из транспортного трубопровода н условиях истечения газа с постоянным расходом, причем заполнение накопительного объема производят непрерывно до давления, не превьппающего 1/3 среднего рабочего данления газа н трубопроводе, а Газ в накопительном объеме выдерживают при температуре, равной температуре газа н транспортном трубопроводе.ил., 2 табл. накопительный объем - манонакууммером 7. П р и м е р 1. В процессе газофазного осаждения гексафторида вольфрама концентрация фторида водорода в смеси не должна преньппать 5 об.7Из газа, протекающего по транспортному трубопроводу 1, отбирают пробы в накопительные объемы (15 л) 4 на предмет определения концентрации фто 1 рида водорода в гексафториде вольфрама в конце рабочей смены: по способу- прототипу - периодически в течение смены через каждые 2 ч (всего 4 пробы) в объеме 1 нл газа в одной пробе в условиях соблюдения критического течения газа через устройство, расположенное на соединительном трубо" проводе 2, и по предлагаемому способу - непрерывно в течение рабочей смены с расходом около 0,01 нл/мин черезкритическую диафрагму 3. Транспортныйтрубопровод снабжен прибором 6 контроля давления, а накопительные объемы - мановакуумметрами 7. В обоихслучаях конечный объем газа в накопительных объемах составляет по 4 нлпри давлении приблизительно 250 ммрт.ст.В табл, 1 и 2 приведены Расчетныеизменения концентрации фторида водорода.В результате химического анализапроб газа, отобранных из накопительныхобъемов через патрубки 5, определили, 15что концентрация фторида водорода впервом случае равна 4,04 об.7, а вовтором - 5,46 об.7Таким образом, несмотря на положительньп результат при контроле кон" 20центрации НГ (содержание не более5 об. ) по способу-прототипу контрольконцентрации НР по предлагаемому способу дает отрицательньй результат (содержание НР в газе более 5 об.Е). 25П р и м е р 2. Данные получены врезультате промышленных испытаний способа,По трубопроводу транспортируетсягаз под давлением 400+100 мм рт.ст,опри 20-30 С. В основном газе имеетсяпримесь, содержание которой изменяется в интервале от 10 до 10 Е. Необходимо знать истинное количествопримеси, потуающей с снвным гаомза любой, достаточно длительньп промежуток времени.Для этого к вентилю на транспортном трубопроводе трубкой Д = 10 подсоединен через диафрагму диаметРом , 401,13 мм накопительный объем (2,5 м),снабженный датчиком давления. В на-чальный момент времени объем откачандо остаточного давления менее0,1 мм рт,ст. С момента начала контроля за содержанием примеси накопительный объем через диафрагму подключали к транспортному трубопроводу. Непрерывное заполнение объема контролируемым газом продолжали до давления,100+20 мм рт. ст.в течениедвух недель.Один раз в этот срок из накопительно-го объема отбирали две параллельныепробы газа для анализа содержания примесей, после чего оставшийся газ откачивали в транспортный трубопроводдо остаточного давления в течение1 ч и накопительный объем вновь подключали на заполнение. Сравнение результатов определениясреднего содержания примеси в газе,прошедшем по трубопроводу за две недели, с усредненными результатами анализов, выполнявшихся в этот же период времени каждые два часа, показалосовпадение результатов в пределах относительной ошибки методики анализа+53.Предлагаемый способ эфФективен приопределении соответствия готовой продукции техническим условиям.Непрерывность наполнения накопительной емкости обуславливает то,что газ усредняется за период отборапробы. Влияние Флуктуаций концентрации различных компонентов газа не приводит к значительным отклонениям в истинном значении концентрации газа. Винтервале времени от с, до ь производят отбор проб газа: по условиям сполсоба-прототипа: в момент времени 1концентрация компонента равна С 1, а вмомент времени Й - С. Следовательно, средняя концентрация компонентав газе составляет величину, равнуюС= (С+ С)/2, по условиям предлагаемого способа: газ отбирают непрерывно в интервале времени от с, до с,л Дконцентрация компонента повышается дозначения С, и до момента времениостается на данном уровне. После анализа отобранного из дакопительной емкости газа установлено, что концентрация анализируемого компонента зал лпериод времени от с, до с составляетвеличину, близкую к С , большую, чемСсрВремя подготовки накопительной емкости к следующему циклу по отборуинтегральной пробы газа значительноменьше времени накопления пробы. Выбранный интервал давлещя, не превышающий 1(3 давления в транспортномтрубопроводе обусловлен необходимостью постоянства расхода газа независимо от изменения давления газа в некотором интервале, Например, при краткбвременном снижении давления в трубопроводе до 45 мм рт.ст. при среднемрабочем давлении 60 мм рт.ст, расходгаза через критическую диафрагму неизменится,В случае отличия температуры газав накопительноц емкости от температуры газа в транспортном трубопроводе впервом аппарате может быть нарушенфазовый состав смеси за счет., например, конденсации некоторых компонен15574756лиза газовых смесей в производствах, где наблюдаются значительные колебания концентрации компонентов в газе во времени. Таблица Объем на- Истинная Примечание Концентрация фторида водорода в момент отбора, об.Ж Момент отбора пробы (от началасмены),ч концентрация фторида водорода в накопительном объеме, об. 7. капливаемого газа к моментуотборапробы,нл 4,0 4,0 5,3 5,0 2 4 6 8 4,0 4,0 8,0 4,0 2,0 3,0 4,0 Проба газа нахимический анализ Таблица 2 Момент . изменения кон центрацни НР,ч Примечание Объем га- Истинная Концентрация НР вмомент изменения,об.Е концентрация НР в накопительном объеме,об. Ж за, накопившийся к моменту измененияконцентра- нл 0,54,0 0,75 4,4 1,25 4,2 1,75 5,6 2,75 5,0 3,5 5,73,755,6 4,0 55 4,0 7,0 4,0 9,0 4,0 8,0 7,0 4,0 1,0 1,5 25 3,5 5,5 7,0 7,5 8,0 Проба газа на химический анализ тов и отобранная для последующегоанализа проба не будет отражатьистинного значения концентрации компонентов.При использовании предлагаемого способа анализируется вся масса газа искажение состава газа за счет флуктуаций концентрации компонентов фактически отсутствует," упрощается схема пробоотбора . отсутствуют трудоемкие операции по обслуживанию схемы пробоотбора.Кроме того, использование предлагаемого способа позволяет осущест влять достоверный ч надежный контроль состава газа и упростить аналитический контроль состава газа в транспортном трубопроводе,Внедрение предлагаемого способа в 20 производство не потребует разработки специальной дорогостоящей аппаратуры. Способ может быть использован для анаФормула изобретенияСпособ отбора интегральной пробы газа, включаюций заполнение накопительного объема газом иэ транспортного трубопровода в условиях истечения газа с постоянным расходом, о т л и - ч а ю щ и й с я ,тем, что, с целью повышения достоверности определения среднего состава газа и упрощения процесса, заполнение накопительного объема производят непрерывно до давления, не превышающего 1/3 среднего рабочего давления газа в трубопроводе, а газ в накопительном объеме выдерживают при температуре, равной температуре газа в транспортном трубопроводе.1557475 Составитель А.СондоРедактор Е.Копча Техред А.Кравчук ектор митета по изобретени сква, Ж, Раушская открытиям при ГКНТ СС д. 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород Гага Прои аказ 713 Тираж 496 Подписное НИИПИ Государственного ко ям и 113035, Мо наб.