Приборы для анализа состава газов

Приборы для количественного анализа состава газов называются га­зоанализаторами. Существуют ручные (переносные) и автоматические газо­анализаторы. Первые служат для контрольных и лабораторных измерений, а вторые — для непрерывного анализа газов в промышленных установках. Благодаря большой точности измерения ручными газоанализаторами поль­зуются при испытаниях и наладке работы котельных агрегатов, а также для проверки автоматических газоанализаторов.

По принципу действия газоанализаторы подразделяют на химические, хроматографические, магнитные и электрические.

Переносные химические газоанализаторы по своему назначению разделя­ются на газоанализаторы для сокращенного и полного (общего) анализа газа.

В химических газоанализаторах определение содержания отдельных компонентов газовой смеси выполняется путем избирательного поглощения (абсорбции) их соответствующими химическими реактивами.

На рис. 1.24 показана схема переносного химического газоанализатора ГХП-ЗМ для сокращенного анализа. Прибором определяется содержание в дымовых газах С0₂, 0₂ и СО посредством стеклянных поглотительных сосудов 13, 14, 15 с реактивами. Каждый из сосудов содержит 200 мл реак­тива и состоит из двух сообщающихся баллонов, из которых один предна­значен для поглощения реактивом газа, а другой — для приема реактива, вытесняемого во время поглощения. В баллонах для поглощения газа, при­соединенных с помощью тонких трубок с кранами 3, 4, 7 к стеклянной распределительной гребенке 5, помещены тонкостенные стеклянные трубки наружным диаметром 4...5 мм, предназначенные для увеличения поверх­ности соприкосновения реактива с исследуемым газом. Баллоны для приема реактива соединены в верхней части стеклянной трубкой 6 с резиновым мешочком 12, изолирующим растворы от атмосферы.

Рис. 1.24. Схема переносного химического газоанализатора ГХП-ЗМ для сокращенного анализа:

1 — газоподводящая трубка;

2 — трехходовой кран;

3,4,7 — краны;

5 — распределительная гребен­ка;

6 — стеклянная трубка;

8 — измерительная бюретка;

9 — уравнительный сосуд;

10 — шкала;11 — водяная рубашка; 12 — резиновый мешочек;

13-15 — поглотительные сосуды;16 — резино­вая груша; 17 — фильтр;

—► — движение анализируемого газа; —► — перемещение сосудов

К правому концу распределительной гребенки подключена измеритель­ная бюретка 8 вместимостью 100 мл (соответствует 100 %), помещенная в стеклянной цилиндрический сосуд (рубашку) с водой для охлаждения про­бы газа и поддержания его температуры постоянной во время анализа.

При помощи резиновой трубки измерительная бюретка присоединена к уравнительному сосуду 9 с замыкающей жидкостью, состоящей из водного раствора хлорида натрия для отбора и перемещения в приборе пробы газа.

На левом конце распределительной гребенки установлен трехходовой кран 2, сообщающийся с атмосферой посредством трубки, имеющей на конце рези­новую грушу 16, и с фильтром 17 для очистки газа, заполненным стекловатой. Фильтр связан с газоподводящей трубкой 1, проложенной от газохода котла.

Сосуд 13 служит для поглощения С0₂. В качестве реактива использу­ется водный раствор гидроксида калия КОН. Сосуд 14 предназначен для поглощения 0₂. Реактивом служит щелочной раствор пирогаллола С₆Н₃(ОН)₃. Для поглощения СО сосуд 3 заполнен щелочным раствором хлорида меди (П) СиС1₂.

Магнитные газоанализаторы служат для определения содержания в дымовых газах кислорода, магнитные свойства которого резко отличаются от магнитных свойств других газов. Газовая смесь, просасываемая через при­бор водоструйным эжектором, поступает в кольцевую камеру 1 (рис. 1.25).

Рис. 1.25. Принципиальная схема магнитного газоанализатора на О₂:

1 — кольцевая камера; 2 — горизонтальная трубка;

3 — ротаметр; 4 — постоянный магнит;

АП — автоматический потенциометр;

Б — ис­точник постоянного тока;

R₀, R₅ — реостаты;

R₁ – R₄ — плечи моста сопротивления;

N, S —полюса постоянного магнита;

—► — движение исследуемого газа

Расход газа через камеру поддерживается постоянным с помощью встроен­ного в прибор ротаметра 3, пропускающего часть газа в обход камеры. Кольцевая камера соединена посредине с горизонтальной трубкой 2, внутри которой помещены одинаковые активные плечи электрического сопротив­ления Ri и неуравновешенного измерительного моста, изготовленные из тонкой платиновой проволоки. Под действием электрического тока активные плечи моста нагреваются до 200 °С.

Два других плеча моста — R₂ и R₃ — выполнены из манганина и име­ют постоянное сопротивление. Расположенный в вершине моста реостат R₀ служит для установки нуля прибора. Питание моста ведется от включенно­го в одну из его диагоналей источника постоянного тока Б с реостатом R₅ для регулировки силы тока. В другую диагональ включен автоматический потенциометр АП со шкалой, градуированной в процентах содержания 0₂.

На левом конце горизонтальной трубки снаружи расположены полюсы постоянного магнита 4. Проходящий около другого конца трубки холодный газ, обладающий более высокой величиной магнитной восприимчивости, частично втягивается в магнитное поле, вытесняя из трубки через правый ее конец подогретый в ней газ.

Таким образом, в кольцевой камере возникает направленный поток исследуемого газа, скорость которого зависит от содержания в нем 0₂.

При движении газовой смеси через трубку плечо моста R₁ охлаждается сильнее плеча R₄ так как оно омывается более холодным газом. В связи с этим оно имеет меньшее электрическое сопротивление, чем плечо R₄, что приводит к нарушению равновесия измерительного моста и отклонению стрелки потенциометра.

Действие электрических газоанализаторов основано на различии тепло­проводностей отдельных компонентов газовой смеси и воздуха, определяемых электрическим путем. Чаще всего такие газоанализаторы используются для измерения содержания в дымовых газах диоксида углерода С0₂ (углекислый газ). Теплопроводность С0₂ почти в 2 раза меньше теплопроводности воз­духа, тогда как для СО, N₂ и 0₂ этот показатель почти такой же, как у воз­духа. Это свойство используется для определения содержания С0₂ в дымовых газах по изменению теплопроводности смеси. Влияние водяных паров на теплопроводность газовой смеси устраняется сушкой газа в холодиль-
нике, расположенном перед прибором.

Электрический газоанализатор работает по схеме неуравновешенного моста, активные плечи которого R₁—R₄ (рис. 1.26), изготовленные из тонкой платиновой проволоки, имеют одинаковое электрическое сопротивление. Плечи R₂ и R₄ помещаются в рабочие камеры, через которые непрерывно просасываются дымовые газы, а плечи R₁ и R₃ — в сравнительные камеры, в которых находится воздух. Для питания моста в одну его диагональ вклю­чен источник постоянного тока Б с реостатом R₅ для регулировки силы тока. К другой диагонали моста присоединен милливольтметр mV, градуированный в процентах содержания С0₂. При протекании тока через сопротивления плечи моста нагреваются до температуры 100 °С и происходит теплоотдача стенкам камер через среду воздуха и просасываемых через камеры дымовых газов.

Рис. 1.26. Принципиальная схема

электрического газоанализатора на С0₂:

R₀, R₅ — реостаты;

R₁–R₄ — плечи моста сопротивления;

Б — источник постоянного тока;

mV — милливольтметр

При просасывании через рабочие камеры дымовых газов, содержащих С0₂, теплоотдача от расположенных в камерах проволок по сравнению с теплоотдачей от проволок в сравнительных камерах уменьшится. В резуль­тате повышается температура, а вместе с ней и сопротивление плеч Л₂ ^и й₄ и нарушается равновесие электрического моста. Таким образом, угол от­клонения стрелки милливольтметра соответствует содержанию С0₂ в иссле­дуемом газе.

Для обеспечения безопасности использования газового топлива необхо­димы регулярный контроль за содержанием газа в помещении котельной в своевременное обнаружение мест утечек газа.

Газоанализатор Хоббит-Т-CO-CH₄. Газоанализаторы метана и окиси углерода (угарного газа) Хоббит-Т-CO-CH₄, с цифровым дисплеем. Предназначен для измерения содержания суммы горючих газов, приведенной к метану, и окиси углерода в воздухе рабочей зоны, и сигнализации о выходе содержания определяемых газов за допустимые пределы. Соответствуют требованиям ПРАВИЛ безопасности Госгортехнадзора России для газовых котельных (РД 12—341—00) и (ПБ 12—368—00).

• Суммарное количество датчиков до 16 (в любых сочетаниях);
• встроенная световая и звуковая сигнализация;
• комплектуется блоками реле для коммутации исполнительных устройств;
• связь с компьютером;
• возможность соединения блоков датчиков с блоком индикации “звездой” и “гирляндой”.

Газоанализатор ХОББИТ-Т-CO-CH₄ выпускается в следующих исполнениях:

ХОББИТ-Т-CO-CH4 с креплением на DIN-рейку С цифровой индикацией Без цифровой индикации

ХОББИТ-Т-CO-CH4 Стационарный (длина кабеля между датчиком и блоком индикации: до 1200 м) С цифровой индикацией Без цифровой индикации

Комплект поставки

· Блок индикации;

· Блок(и) датчиков;

· Блок(и) коммутации.