Спосіб відбору та підготовки проб та пристрій для його введення в дію

Изобретенье относится к отбору и подготовке парогазовых проб п может быть использовано для контроля загрязнения атмосферы промышленными выб iff " • росами коксохимических и нефтехимических предприятий. Целью изобретения является сокращение времени подготовки пробы к анализу при сохранении ее представительности. Изобретение позволяет осуществлять отбор и подготовку к анализу проб парогазовых смесей с примесями тяжелых углеводородов при значительном сокращении времени подготовки с сохранением представительности пробы путем разделения отобранной части основного потока на две равные по объему части, одновременном охлаждении одной и нагреве на катализаторе другой части. 2 с,п. ф-лы, , ил, 1 табл. 1 1366909 Изобретение относится к способам отбора и подготовки проб парогазовых выбросов для анализа и устройствам для их осуществления и может быть исполазовано для контроля загрязнения атмосферы промышленными выбросами коксохимических и нефтехимических предприятий. Целью изобретения является сокра- 10 щение времени подготовки отобранной пробы к анализу при сохранении ее представительности. На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа. Способ осуществляют следующим образом. Из газохода 1 отбирают пробоотборным зондом 2 при помощи побудителя 3 20 расхода часть основного загрязненного потока и отводят для подготовки к анализу. При этом делят отобранную парогазовую смесь на две равные части. Одновременно одну часть охлаждают, а 25 другую нагревают на катализаторе.Из охлажденной холодильником 4 части конденсируют пары углеводородных примесей. Конденсат собирают в сборнике 5, а газовый поток фильтруют для до- 30 очистки от сконденсированных примесей и отбирают в пробонакопитель 8. Из пробонакопителя подготовленную охлаждением пробу подают на анализ.В анализируемой пробе определяют содержание диоксида углерода, В нагретой части пробы преобразуют пиролитическим сожжением на катализаторе все органические примеси 40 пробы (в том числе и тяжелые углеводороды) в газообразный С 0 2 и пары воды. Газообразные компоненты потока, включающие вновь образованный диоксид углерода, отделяют от конденсирующихся водяных паров. Водный конден- 45 сат собирают в сборнике 13, а газовый поток сушат и подают в пробонакопитель 16. Из пробонакопителя \6 подготовленную нагревом на катализаторе пробу газов подают на анализ и опре- 50 деляют в ней содержание только диоксида углерода, не исключая возможности определения любого газового компонента пробы. П р и м е р 1 . Часть потока паро- 55 газовой смеси, содержащей примеси нафталина, антрааен-фенантрена и 3,4бензпирена + перилена, отбирают при 200°С и 3 кПа. Отобранный поток раз деляют на две равные по объему части (не менее 5 л каждая), после чего одновременно направляют каждую часть на подготовку. Одну часть пробы охлаждают до 30 С, отделяют газовые компоненты от конденсирующихся углеводородных примесей, очищают газовый поток фильтрованием и отбирают пробу для хранения и подачи газов на анализ. Другую часть пробы нагревают на катализаторе до 800 С и сжигают углеводородные примеси до С0 2 и воды. Из продуктов сжигания отделяют конденсирующиеся пары воды, а газовый поток фильтруют через влагопоглотитель СаС1 г и отбирают пробу для хранения и подачи на анализ. В подготовленной охлаждением пробе определяют концентрацию диоксида углерода, содержащегося в газовой 3 фазе отобранного потока С с о = 23 г/м . В подготовленной нагревом на катализаторе пробе определяют суммарную концентрацию диоксида углерода, образовавшегося за счет полного сжигания углеводородных примесей и входящего в состав газовой фазы отобранного по3 тока: 'СО- = 80 г/м По разности измеренных величин определяют концентрацию С 0 г , соответствующую суммарной концентрации тяжелых углеводородов С* в парогазовой смеси на входе в очистную установку: 'СО. = С,п_ - Сс.п. = 80-23 = 57 г/м' 'СО'СО С* = 16,58 г/м3. Время отбора и подготовки пробы 10 мин. П р и м е р 2, Условия отбора и подготовки такие же, как в примере 1. Концентрация диоксида углерода в пробе, подготовленной охлаждением: Ссо г = 78,8 г/м3. Концентрация диоксида углерода в пробе, подготовленной нагревом на катализаторе: 'СО, = 80 г/мэ. Концентрация С О 2 , соответствующая суммарной концентрации тяжелых углеводородов с" в парогазовой смеси на выходе очистной установки; С^Ог = = 80-78,8 = 1,2 г/м3; С* = 0,349 г/м3. Время отбора и подготовки пробы 10 мин. 1366909 4 с верхним патрубком пробонакопителя В таблице представлен сравнитель8 посредством трехходового крана 9, ный анализ базового объекта и предлаодин отвод которого сообщен с атмогаемого способа. сферой. Пробонакопитель 8 соединен с, Из таблиць] следует, что отбор и побудителем 3 расхода при помощи 'подготовка к анализу одной и той же регулировочного вентиля 10. Пробы парогазовой смеси, содержащей Линия подготовки пробы нагревом тяжелые углеводороды, различными сповключает каталитический реактор 11 собами требует различных временных затрат. На подготовку пробы по изве- 10 с патрубками, помещенный в нагреватель 12 и соединенный входным (нижстному способу требуется 1450 мин ним) патрубком с каналом У-образного (24 ч 10 мин), а по предлагаемому зонда 2, а также последовательно рас10 мин. Значительное сокращение вреположенные и соединенные между собой мени подготовки пробы обусловлено введением операция нагрева пробы на 55 сборник 13 водного конденсата, фильтровальный патрон 14 с влагопоглотикатализаторе до полного сожжения телем и пробонакопитель 15 с верхуглеводородных примесей, требующей ним и нижним патрубками по центральмалых временных затрат, что позволяет ной оси. Быкод фильтра соединен с заменить длительную подготовку отобранной пробы экспресс-подготовкой в 20 верхним патрубком пробонакопителя 15 посредством трехходового крана 16, , пробоотборнике к количественному анаодин отвод которого сообщен с атмо*лизу. сферой. На выходе линии подготовки, Способ может быть применен а сисза пробонакопителем 16, расположен темах очистки отработанных газов, сопобудитель 3 расхода, соединенный с ' держащих примеси тяжелых углеводо25 нижним патрубком пробонакопителя пародов, так как позволяет вести опесредством регулировочного вентиля 17. ративный контроль за работой очист1 ных установок и определять степень Устройство работает следующим обочистки. разом. Устройство для осуществления спо- 30 До начала пробоотбора готовят лисоба включает газоход 1, пробоотборнии подготовки пробы. Для этого поный зонд 2, линию А подготовки пробы гружают холодильник 4 вместе со сборником 5 конденсата в охлаждающую баохлаждением, линию Б подготовки проню 6. Подогревают каталитический реакбы нагревом и побудитель 3 расхода, тор 11 до 800 С с помощью нагреваустановленный на выходе линий А и Б. теля 12. Заполняют пробонакопители Пробоотборный зонд 2 выполнен а виде 8 и 15 через нижние патрубки запираюУ-образного обогреваемого канала. щей жидкостью из уравнительной склянОдин конец его загнут под прямым угки, служащей побудителем 3 расхода, лом и расположен по центральной оси с помощью регулировочных вентилей газохода I, вдоль потока, & V-образ- 40 10 и 17 и трехходовых кранов 9 и 16. ный конец соединен одновременно с ли, Отбирают часть загрязненного потока нией подготовки пробы охлаждением и пробоотборным зондом 2, помещенным линией подготовки пробы нагревом. по центральной оси газохода 1,вдоль Линия подготовки пробы охлаждением 45 потока, и подают через У-образный кавключает последовательно расположеннал, разделяя на две равные части, ные вертикальный холодильник 4 и двуодновременно в линию подготовки прогорлый сборник 5 конденсата, помещенбы охлаждением и линию подготовки ные в охлаждающую баню 6, фильтропробы нагревом. В зоне охлаждения ховальный патрон 7 и пробонакопитель 8 с верхним и нижним патрубками. Пробо- 5 0 лодильника А температура струи паронакопитель 8 помещен между фильтром газовой смеси резко падает (с 200°С (патроном) 7 и побудителем 5 расхода 3 до 30 С ) , что приводит к конденсации выполненным в виде уравнительной паров высококипящих углеводородов и склянки и расположенным на выходе ли*воды. Примеси тяжелых углеводородов нии.При этом вход холодильника 4 сое55 удаляют из газового потока, собирая конденсат в охлаждаемом сборнике 5 динен с каналом У-образного зонда 2, конденсата. Газовый поток доочищаю^ а выход - со сборником 5 конденсата, от примесей, пропуская через фильтрокоторый подсоединен к входу фильтра вальный патрон 7, Затем с помощью (патрона) 7, Выход фильтра соединен 136690$ трехходового крана 9 соединяют фильтр (патрон) 7 с пробонакопителем 8 и, открывая вентиль 10, отбирают подготовленную охлаждением газовую пробу в пробонакопитель 8, вытесняя напорную жидкость через нижний патрубок в уравнительную склянку (побудитель расхода )Ъ. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ отбора и подготовки проб, включающий отбор части основного потока, последующее охлаждение, отделение сконденсированных примесей и фильтрование газового потока.отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени подготовки пробы 10 к анализу при сохранении ее предстаОдновременно в подогретом до до вительности, отобранную часть основ800 е С нагревателем 12 каталитическом ного потока до охлаждения делят на реакторе 11 сжигают все органические две равные части, одну из которых компоненты (включая тяжелые углевонагревают на катализаторе до полного дороды) отобранной части парогазовой 15 сжигания углеводородов. смеси, преобразуя их в газообразный 2, Устройство для отбора и поддиоксид углерода и пары воды. Конденготовки проб из газохода, содержащее сирующуюся воду собирают в сборник 13 ПрОбоОТборНЫЙ ЗОНД В ЛИНИЮ ПОДГОТОВ' водного крнденсата, а газовый поток, ки пробы охлаждением, включающую посодержащий СО^, сушат влагопоглоти20 следовательно расположенные холодиль•телем в фильтрованном патроне ник и сборник конденсата, помещенные 14, Затем посредством трехходов охлаждающую баню, фильтровальный вого крана 16 соединяют фильтпатрон, побудитель расхода, о т л и ровальный патрон I4 с пробонач а ю щ е е с я тем, что, с целью копителем 15 и, открывая вен25 сокращения времени подготовки пробы тиль 17 , отбирают подготовленк анализу при сохранении ее предстаную нагревом газовую пробу в вительности, оно снабжено линией подпробонакопнтель , вытесняя н а готовки пробы нагревом, включающей порную жидкость в уравнителькаталитический реактор с нагрезатеную склянку (побудитель расхопем и последовательно расположенные 30 д а ) 3. сборник водного конденсатора и фильтровальный патрон, причем'обе линии Таким образом, сложная и длительснабжены двумя пробонакопителями, ная подготовка проб тяжелых углеводорасположенными между побудителем расродов заменена в предлагаемом способе хода й фильтровальными патронами,а подготовкой проб газов (в основном COj), что значительно уменьшает зат- •*5 пробоотборный зонд выполнен в виде раты времени и трудоемкость проУ-образного обогреваемого канала, цесса подготовки проб, преврасоединенного с одной стороны с газощая его в экспресс -метод при ходом, а с другой - одновременно с полном сохранении представительлинией подготовки пробы охлаждением ности пробы. ; и линией подготовки пробы нагревом. Показатели Базовый объект Г г Предлагаемый способ по примеру 1 I Концентрация углеводородов в парогазовой смеси, С*, г/м 3 ; антрацен-фенантрен 15,9 0,48 0,32 0,02 3,4-бензлирен 0,18 суммарная 16,5 0,34 56,95 1,16 Нафталин в переводе на С 0 г 16,58 0,349 8 1366909 Продолжение таблицы Показатели Предлагаемый способ по примеру 1 Концентрация в пробонако3 пителе, С г о , г/м I v 23 в линии охлаждения 78,8 23 78 ,8 на катализаторе 80 80 при сжатии углеводородов 57 1,2 10 10 ( 0 , 16 ч) Время отбора и подготовки пробы, мин Редактор А. Лежнина 1450 1450 (24,16 ч) (24,16 ч) (0,16 ч) Составитель Л. Нечипоренко Техред М.Дидык Корректор Л. Пилипенко Заказ 6833/43 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4