Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Совершенствование методов анализа индивидуального состава газообразного топлива и продуктов его горения на основе компьютерно-хроматографического модуля : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.02

Год: 2007

Номер работы: 49502

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ Общая характеристика работы Актуальность работы. Совершенствование методов анализа газообразного топлива и продуктов его горения, а также создание программного обеспечения, направленного на оптимизацию процессов горения в энергетических установках, является актуальной задачей аналитической химии. Получение информации о концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе промышленных предприятий позволяет решать проблемы, связанные с разработкой новых технологических решений напра

1.1. Основные внды токснчных веществ образующнхся при сжнганин газообразного топлива и их воздействие па природную среду и организм человека Защита атмосферного воздуха от загрязняющих веществ является одной из наиболее острых проблем современности, так как развитие промышленности неизбежно сопровождается увеличением потребления топлива, обрабатываемых материалов и ростом количества образующихся токсичных ингредиентов, В настоящее время проводятся широкомасштабные работы по изучению загрязнен

1.2. Горение газообразного тонлива Для газоснабжения городов и промышленных предприятий в настоящее время широко применяют природные газы [48]. Их добывают из недр земли. Они представляют собой смесь различных углеводородов метанового ряда. Природные газы не содержат водорода, оксида углерода и кислорода. Содержание азота и диоксида углерода обычно бывает невысоким. Свойства природных горючих газов лимитируются ГОСТом 5542-87 [49]. Газы некоторых месторождений содержат сероводород, поэтому чт

1.4. Экологические требоваиия для газогорелочиых устройств Требования по охране окр5^ающей среды, предъявляемые к газогорелочным устройствам, регламентируют содержания оксидов азота и оксида углерода в сухих продуктах горения [64-66]. Концентрация оксида углерода в сухих продуктах горения, приведенная к а =

1.0, не должна превышать значений, указанных в табл. 4. Таблица 4 Регламентируемые концентрации оксида углерода в продуктах горения [67] Условия работы (испытаний) горелок Тепловой а

1.4. Методы анализа газообразного топлнва н нродуктов его горення С целью улучшения экологического состояния природной среды в зоне влияния промышленных предприятий осупцествляется большое количество комплексных исследований. Успех проведения таких исследований во многом зависит от возможностей методов проведения газового анализа по определению концентраций тех или иных вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу с продуктами горения. Существует множество физико-химических методов анализа комп

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Анализ литературных источников указывает на затруднительность исследования газообразного топлива и продуктов его горения, так как они представляют собой сложную многокомпонентную систему. Разработка методов их анализа представляет несомненный интерес для эффективного решения задачи оптимизации процесса горения и улучшения экологического состояния природной среды. В качестве метода для исследования такого объекта в последнее время широко применяется газовая хроматография. Этот метод обладает э

- нахождение рабочих условий хроматографического разделения газообразного топлива и продуктов его горения;

- определение оптимальных условий концентрирования на сорбенте примесных соединений, присутствующих в продуктах горения;

- усовершенствование метода анализа газообразного топлива и продуктов его горения;

- создание компьютерной программы для осуш;ествления анализа индивидуальных компонентов газообразного топлива и продуктов его горения;

-разработка системы автомат

Для совершенствования методов анализа газообразного топлива и продуктов его горения нами была сконструирована и изготовлена экспериментальная установка с применением компьютерного газохроматографического комплекса «Кристаллюкс-4000М» с детектором по теплопроводности (ОАО «Биомашприбор», г. Йошкар-Ола), приведенная на рис. 4. На этой установке были определены кинетические закономерности работы газогорелочного устройства [139] (поз. 27, рис.

4) при сжигании смеси пропан-бутана с воздухом

2.3. Аппаратура газохроматографического анализа и отбора проб

Хроматограф «Кристаллюкс-4000М» используемый в работе для анализа газообразного топлива и продуктов его горения полностью автоматизирован, начиная от ввода пробы и заканчивая обработкой хроматографической информации, в т.ч. реализованы функции автоматического регулирования температуры термостатов, расходов газа-носителя и вспомогательных газов, измерения сигналов детекторов с помощью 24-разрядного АЦП. Газохроматографический комплекс (рис.

6) состоит из аналитического блока 2 и станции

Отбор проб для газохроматографического анализа продуктов горения газообразного топлива осуществляли посредством водоохлаждаемого пробоотборного устройства. Дальше продукты горения газообразного топлива прокачивались системным насосом через кран-дозатор хроматографа. Для отбора проб с помоп1ью капсулы с сорбентом и определение концентрации компонентов индикаторными трубками проводили их продувку электрическим аспиратором 1ТУ-4Э. Конструктивно аспиратор ПУ-4Э состоит из блока ротаметров с регул

2.4. Методика выполнения эксперимеита Проведение экспериментов, направленных на совершенствование методов анализа газообразного топлива и продуктов его горения, условно можно разделить на несколько последовательных этапов. В качестве примера на третьем этапе проведена оптимизация процесса горения газообразного топлива. Алгоритм проведения экспериментов показан на рис. 13. Газохроматографнческоеопредеаенне состава газлообра^ного топлива, подаваемого в газогорелочное ) стройство Обработка рез

2.5.1. Расчет области устойчивого горения для проведения газохроматографического аналнза продуктов горения Для проведения газохроматографического анализа продуктов горения сначала исследовали рабочие характеристики газогорелочного устройства, на основе которых рассчитывали область устойчивого горения (прил, №1), Затем в этой области проводили газохроматографический анализ, а отобранная проба характеризовалась скоростью выхода газовоздушной смеси из горелки W и коэффициентом избытка (расхода)

2.5.2. Обработка экспериментальных данных нолученных нрн работе с аспиратором Для приведения экспериментальных данных, полученных при работе с аспиратором, к нормальным условиям проводили расчет действительного расхода по формуле: 0"У-= о"-У-• К где Q^'-^', QH'OM (2

7) и номинальный объемный расход, ~ действительный приведенный к нормальным условиям, л/мин. Поправочный коэффициент К на расход газа, приведенный к нормальным условиям, вьгаисляли по формуле: К= . ^ (

2

2.5.3. Обработка результатов хроматографического анализа Определение концентрации компонентов газового топлива и продуктов его горения проводили по методу внутренней нормировки с учетом относительного коэффициента чувствительности детектора по теплопроводности (ДТП) к различным соединениям: , (

2.11) где hi - площадь определяемого компонента, мв-мин; г]^ - относительный поправочный коэффициент чувствительности детектора по теплопроводности (справочные данные). Поскольку применение этог

2.5.4. Обработка результатов определения содержания комиоиеитов в пробах, полученных нри помощи индикаторных трубок Массовую концентрацию определяемого компонента, в отобранной пробе при рабочих условиях, рассчитывали по формуле: С1.С,.Сз+-.С„^ (

2.17) ^ П где С], С2, Сз, С„-результаты единичньк измерений, мг/м^; «-число измерений. Содержание определяемого рассчитывали по формуле: Сггр = ^ , градуировочный коэффициент К рассчитывали по формуле: ^^293х(Р,±АР) (273 + 0x101,3 где t - темп

2.5.5. Статистическая обработка эксперимеитальиых даииых Экспериментальные данные хроматографического анализа подвергались статистической обработке с использованием компьютерной программы сбора, хранения и обработки хроматографической информации «ХромЛюкс». При оценке результатов из п измерений использовали средне арифметическое значение, стандартное отклонение S и относительное отклонение Sr, значения которых находили при помощи компьютерной программы по приведенным ниже формулам. Средний ре

3.1. Совершенствование газовой схемы хроматографа газообразного топлнва н продуктов его горення для аналнза В ряде случаев чувствительность детектора ДТП для исследований состава газообразного топлива и продуктов его горения может оказаться не удовлетворительной. Так, при работе топочной камеры с коэффициентом избытка воздуха а, близким к единице (1,01-1,02), необходимо определять изменение этой величины в пределах 0,005, что соответствует содержанию в продуктах горения 02=0,1 об. %, Эта вел

3.2.1. Определеиие диапазоиа линейности сигнала детектора но тенлонроводности Для проверки диапазона линейности сигнала детектора по теплопроводности (ДТП) к соединениям СтНп, проводили градуировку с помощью поверочной газовой смеси (ПГС) - метан 100 %. Величина аналитргаеского сигнала детектора по теплопроводности зависит от силы тока моста ДТП. С целью определения оптимальной силы тока проводили три параллельных анализа по пяти возрастающим концентрациям метана: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мл п

3.2.3. Оптимизация процесса сорбции примесных соедииеиий в капсуле термодесорбера Для успешной реализации метода термодесорбции при анализе отобранных проб необходимо выявить оптимальные условия десорбции контролируемых веществ из сорбента (температура, объем и скорость газовой среды), позволяющие извлечь их без потерь и ввести в хроматографическую колонку. С целью нахождения оптимального объема прокачивания (до проскока) проводили продувку капсулы с сорбентом нарастающим объемом пробы продук

3.3. Анализ газообразного тонлива Метод определения индивидуального состава газообразного топлива и продуктов его горения на основе усовершенствованного компьютернохроматографического модуля был использован для анализа пропан-бутановой смеси. Хроматограмма пропан-бутановой смеси представлена на рис. 21, а результаты определения сведены в табл. 14. 1234Б7мВ 103229 N £ 82991мВ 6 2 7 5 3 MS 1 4251 6 |»в 1 \\ \ 2227 8 м8 о 2227 8!.« аоо-00—00150^—0 0340 А 0С6 30 0^0311--JaiiOI—Ioi251—!01

Анализ продуктов горения газообразного топлива проводили после исследования рабочих характеристик газогорелочного устройства. Предварительно концентрацию приоритетных компонентов продуктов горения определяли в области устойчивого горения, линейно-колористическим методом с помощью индикаторных трубок.

3.4.1. Анализ продуктов горения с использованием индикаториых трубок Этот метод анализа (линейно-колористический) основан на изменении окраски массы наполнителя индикаторных трубок при взаимодействии с определенным компонентом в анализируемой пробе и измерении длины прореагировавшего слоя. Длина слоя, изменившего окраску, является функцией и мерой содержания определяемого компонента и объема отобранной на анализ пробы. Значение содержания определяемого компонента в анализируемой пробе определ

3.4.2. Газохроматографический анализ продуктов горения Анализ продуктов горения проводили в области устойчивого горения с использованием двух насадочных колонок. Полученные хроматограммы продуктов горения приведены на рис. 24 (ввод пробы краном-дозатором). 5047^03 дада 1»Ш26 (№0253 оамт (№054S (Б0713 (ПЮ40 оишое оонэз юиоо Рис. 24. Фрагменты хроматограмм продуктов горения пропан-бутановой смеси ( а = 1 ) , программирование температуры термостата от 100 до 160 °С, газноситель гелий со скор