8-ma’ruza Gazlarning tarkibini analiz qilish

Kimyoviy gaz analizatorlari

Kimyoviy (absorbsion) gaz-analizatorlarining ishi gaz aralashmasining tekshirilayotgan komponent olib tashlanganidan keyin hajmiy kengayishiga asoslanadi. Bu komponentni aralashmadan absorbsiya, yoqish yoki boshqa modda bilan yutish orqali ajratishimiz (yo‘qotishimiz) mumkin. 8.1 (a)-rasmda SO₂ bilan ishlaydigan gaz analizotorining chizmasi keltirilgan.

Tekshirilayotgan gaz hajmining bir qismi o‘lchov idishi V ga tortiladi. So‘ng, o‘lchangan hajm (odatda 100 sm³) o‘yuvchi kaliy eritmasi solingan yutilish idishi YUI orqali o‘tkaziladi. Bu idishda SO₂ butunlay yutiladi. Tekshirilayotgan gazning qolgan qismi esa gaz o‘lchash qurilmasiga kelib tushadi. U erda yutilgan gazga mos keluvchi kamaygan hajm o‘lchanadi.
8.1.(b) rasmda esa kislorodli gaz analizatorining chizmasi keltirilgan.Bu chizma oldingisidan tubdan farq qiladi. Unda o‘lchov idishi V dan tashqari ikkinchi, ballandan beriladigan vodorodni o‘lchovchi V₁ idishi ham mavjud. YUtilish idishining o‘rniga, oldida aralashtirigich A o‘rnashtirilgan elektr pechi P joylangan. Pechdan so‘ng vodorodni yonishidan hosil bo‘lgan suv bug‘larini yig‘uvchi kondensatsiya idishi bor. Gazning qolgan qismi o‘lchash qurilmasiga yo‘llanadi.



8.1.-rasm. Absorbsion gaz analizatorlari.

Termokonduktometrik gaz analizatorlari

Termokonduktometrik gaz analizatorlarining ishlash prinsipi gaz aralashmasi issiqlik o‘tkazish qobiliyatining tekshirilayotgan komponent konsentratsiyasiga bog‘liqligiga asoslangan. Agar binar aralashmadagi komponentlarning issiqlik o‘tkazuvchanligi har xil bo‘lsa, bu usulni qo‘llash qulay. Ko‘p komponentli gaz aralashmasini analiz qilishda yuqoridagi usulni qo‘llash mumkin, lekin aniqlanmaydigan komponentlarning issiqlik o‘tkazuvchanligi bir-biridan uncha farq qilmay, aniqlanayotgan komponentning issiqlik o‘tkazuvchanligi ulardan ancha farq qilishi kerak.

Gaz aralashmasining issiqlik o‘tkazuvchanliginya o‘lchash uchun analiz qilinayotgan aralashma bilan to‘ldirilgan kameraga joylashtirilgan qizdiriladigan o‘tkazgichdan foydalaniladi. Agar o‘tkazgichdan kamera devorlariga faqat issiqlik o‘tkazuvchanlik tufayligina issiqlik berilsa o‘tkazgich beradigan issiqlik Q va kamera devorlarining atrof-muhit temperaturasiga bog‘liq bo‘lgan temperaturasi o‘zgarmas bo‘lganida gaz aralashmasining issiqlik o‘tkazuvchanligi o‘tkazgichning temperaturasini, binobarin, uning o‘tkazuvchanligini bir xil qiymatda aniqlaydi. O‘tkazgich sifatida elektr qarshiligining temperatura koeffitsienti yuqori va kimyoviy jihatdan chidamli metall simdan foydalaniladi; platina ko‘proq, volfram, nikel, tantal kamroq ishlatiladi.
Termokonduktometrik gaz analizatorlarning o‘lchash elementlari o‘zi qiziydigan qarshilik termometri rejimida ishlaydigan, platina tola joylashgan kamera shaklidagi o‘zgartkichdan iborat. Gaz aralashmasi tarkibining o‘zgarishi uning issiqlik o‘tkazish qobiliyatini o‘zgartiradi, natijada qizigan tola va gaz aralashmasi o‘rtasida uzaro issiqlik almashuvining intensivligi ham o‘zgaradi. Tolaning elektr qarshiligi tekshirilayotgan komponent konsentratsiyasini bildiradi.
Bu turdagi sanoat gaz analizatorlarida o‘lchashning differensial usuli qo‘llaniladi, bunda tekshirilayotgan va namuna gaz aralashmalarining nssiqlik o‘tkazuvchanligi ishlovchi va solishtirma kameralar yordamida solishtiriladi. Ishlovchi kamera oqib o‘tadigan qilib ishlanadi, solishtirma kamera esa tarkibiga konsentratsiyasi o‘lchashning pastki, o‘rta va yuqorigi chegarasiga moe keladigan o‘lchanayotgan komponent kirgan gaz aralashmasi bilan to‘ldiriladi.
O‘lchash sxemalari bevosita hisoblash yoki avtomatik muvozanatlash prinsipiga ko‘ra quriladi. O‘quv plakatida keltirilgan ko‘rsatilgan termokonduktometrik gaz analizatori konsentratsiyani muvozanatlashgan ko‘prik yordamida o‘lchaydi. Doimiy sarfga ega bo‘lgan tekshirilayotgan gaz aralashmasi ishlovchi kameralarga keladi. Ko‘prikning qolgan elkasiga etalon aralashmali Rt 2 yordamchi kameralar ulangan. Sezgir elementning tolalari ko‘prik sxemasining ta’minlash toki (STM- stabillashgan ta’minlovchi manba) hisobiga qiziydi. Ko‘prik sxemasi reostat orqali sozlanadi. Bu turdagi sanoat gaz analizatorining o‘lchash asbobpari standart avtomatik kompensator asosida bajariladi. Termokonduktometrik gaz analizatorlarida xato asosan, quyidagi sabablarga ko‘ra sodir bo‘ladi:
a) atrof-muhit temperaturasining o‘zgarishi, bunda o‘lchash kameralarining devorlaridagi temperatura o‘zgaradi;
b) o‘lchash ko‘prigi ta’minlovchi manba kuchlanishining o‘zgarishi;
v) gaz aralashmasining kameralar (yacheykalar) orasida o‘tish tezligining o‘zgarishi;
g) ikkilamchi tekshirilmayotgan komponentlarning (xususan, suv bug‘lari) mavjudligi.
O ‘lchash blokini termostatlash va stabillashgan ta’minlash manbalaridan foydalanish zarurati asbobni murakkablashtiradi va qimmatlashtiradi. Havodagi yoki gaz aralashmalaridagi (vodoroddan tashqari tarkibida SO, SO₂, SN₄, N₂ va 0₂ bo‘lgan) vodorod miqdorini, shuningdek. ko‘p komponentli aralash-malarda S0₂ miqdorini aniqlash uchun TP tipidagi termokon-duktometrik gaz anali-zatorlaridan foydala-niladi.
O‘lchash sxemalari bevosita hisoblash yoki avtomatik muvozanatlash prinsipiga ko‘ra quriladi. 8.2-rasmda ko‘rsatilgan termokon-duktometrik gaz analizatori konsentratsiyani muvozanatlashgan ko‘prik yordamida o‘lchaydi. Doimiy sarfga ega bo‘lgan tekshirilayotgan gaz aralashmasi R_tl ishlovchi kameralarga keladi. Ko‘prikning qolgan elkasiga etalon aralashmali R_t2 yordamchi kameralar ulangan. Sezgir elementning tolalari ko‘prik sxemasining ta’minlash toki (STM — stabillashgan ta’minlovchi manba) hisobiga qiziydi. Qo‘prik sxemasi R3 reostat orqali sozlanadi. Bu turdagi sanoat gaz analizatorining o‘lchash asboblari standart avtomatik kompensator asosida bajariladi. Termokonduktometrik gaz analizatorlarida hato asosan, quyidagi sabablarga ko‘ra sodir bo‘ladi:
a) atrof-muhit temperaturasining o‘zgarishi, bunda o‘lchash kameralarining devorlaridagi temperatura o‘zgaradi;
b) o‘lchash ko‘prigi ta’minlovchi manba kuchlanishining o‘zgarishi;
v)gaz aralashmasining kameralar (yacheykalar) orasida o‘tish tezligining o‘zgarishi;
g)ikkilamchi tekshirilmayotgan komponentlarning (xususan, suv bug‘lari) mavjudligi.
O‘lchash blokini termostatlash va stabillashgan ta’minlash manbalaridan foydalanish zarurati asbobni murakkablashtiradi va qimmatlashtiradi. Havodagi yoki gaz aralashmalaridagi (vodoroddan tashqari tarkibida CO, CO₂, SN₄, N₂ va U₂ bo‘lgan) vodorod mnkdorini, shuningdek, ko‘p komponentli aralashmalarda SO₂ miqdorini aniqlash uchun TP tipidagi termokonduktometrik gaz analizatorlaridan foydalaniladi (8.3- rasm).
Sxema muvozanatlashmagan ikkita A va B ko‘priklardan iborat bo‘lib, ular o‘zgaruvchan tok manbaidan transformator orqali ta’minlanadi. Ko‘priklarning elkalari plastina simlaridan tayyorlangan va shisha ballonchalarga joylashtirilgan. O‘lchash ko‘prigining ikkita ish elkasi 1 va 3 ning atrofidan analiz qilinayotgan gaz o‘tib turadi. Qolgan ikkita elkasi 2 va 4 gaz muhitida turadi, bu gazning tarkibi asbob shkalasining boshlanishiga mos keladi. Taqqoslash ko‘prigi B ning ikkita elkasi 6 va 8 gaz muhitida turadi, uning tarkibi asbob shkalasining boshlanishiga mos keladi, elkalar 5 va 7 esa tarkibi shkala oxiriga mos keladigan gaz muhitida turadi.


Taqqoslash ko‘prigi B ning diagonaliga reoxord R_r ulangan, uning surmasi va A ko‘prikning uchi elektron kuchaytirgich EK ning kirishiga ulangan. Reversiv dvigatel RD reoxordning surmasini va asbobning ko‘rsatkich strelkasini a va v ko‘prik uchlaridagi shkalada to kuchlanish surmaning reoxorddan oladigan kuchlanish bilan muvozanatlashmaganiga qadar suradi. Gaz analizatorining ko‘rsatishi taminlash manbai kuchlanishining o‘zgarishiga va atrof-muhit temperaturasining o‘zgarishiga bog‘liq emas.
TP tipidagi gaz analizatorlari bir nechta modifikatsiyada chiqariladi: TP (1120 — binar va ko‘p komponentli gaz aralashmalarida vodorod miqdorini aniqlash uchun; TP 7102 — havodagi geliy miqdorini aniqlash uchun; TP 4102 – havodagi azot va geliy miqdorini aniqlash uchun. Analiz qilinayotgan gaz turi va o‘lchash chegaralariga ko‘ra asosiy xatolik ±2,5; ±4,0; ±10% bo‘ladi. Gaz aralashmasining hajmiy sarfi 12 sm³/s, bosim 70—130 kPa. Ko‘rsatishlarni aniqlash vaqti 30 dan 110 s gacha. CHiqish signallari 0 – 5 mA; 0 – 100 mV; 0-10V;