§ 11.16. Хемилюминесцентные газоанализаторы

Принцип действия хемилюминесцентных газоанализаторов основан на явлении люминесценции, которое сопровождает некоторые хими­ческие реакции. Такую люминесценцию называют хемилюминесценцией. В хемилюминесцентном газоанализаторе (рис. 11.26) анали­зируемый газ и воздух с постоянными объемными расходами из блока подготовки газов 1 поступают в реакционную камеру 2. Воз­дух предварительно проходит через озонатор 7, где под действием барьерного высоковольтного разряда в воздухе образуется озон. При взаимодействии в камере 2 озона с определяемым компонентом анализируемой смеси образуются продукты реакции в возбужден­ном состоянии. При переходе их в устойчивое состояние происходит излучение квантов люминесценции. Электромагнитное излучение через окно 3 попадает в фотоумножитель 4, сигнал которого преоб­разуется в унифицированный сигнал с помощью преобразователей 5. Выходной сигнал последнего воспринимается автоматическим потенциометром 6. При постоянной концентрации озона в воздухе, поступаю­щем в камеру 2, интенсив­ность электромагнитного из­лучения пропорциональна концентрации определяемого компонента в анализируе­мом газе. При такой подаче газов хемилюминесцентный газоанализатор может использоваться для селективного измерения микроконцентраций (в диапазонах от О—10^-5 до 0—10^-4% об. и более) непредельных углеводородов и оксидов азота. Он может применяться для селективного измерения микроконцентраций озона в воздухе. В этом случае воздух посту­пает в реакционную камеру 2, минуя озонатор, а вместо анализи­руемого газа в к амеру с постоянным объемным расходом подается этилен.

1

Рис. 11.26. Схема хемилюминесцентного га­зоанализатора

§ 11.17. Системы автоматического контроля загрязнений окружающей среды

Проблема эффективного контроля и защиты окружающей среды от загрязнений приобрела чрезвычайную актуальность. Основной при­чиной интенсивного загрязнения воздушного и водного бассейнов является противоречие между быстро растущим объемом производ­ства во всех областях мировой экономики и медленным внедрением новой прогрессивной технологии, эффективных очистных установок и средств контроля загрязнений окружающей среды.

Загрязнение воздуха и водного бассейна на предприятиях, где используются химико-технологические процессы, связано в основ­ном с выделениями и выбросами вредных веществ из оборудования, плохой работой очистных установок, фикального хозяйства и сжи­ганием топлив (газа, мазута) в огневых нагревателях химико-тех­нологических процессов.

В нефтехимическом производстве наиболее типичными загрязнителями воздушного бассейна являются: сероводород, диоксид се­ры, оксид углерода, диоксид углерода, углеводороды, оксиды азота, сажа и др. Гамма веществ, являющихся загрязнителями водного бассейна, весьма разнообразна и зависит в основном от используе­мых в конкретном процессе реагентов и сырья.

Успешное решение проблемы охраны окружающей среды воз­можно только при наличии средств, обеспечивающих получение ин­формации о загрязнениях воздушного и водного бассейнов. В настоя­щее время многие фирмы, научно-исследовательские и конструктор­ские организации в нашей стране и за рубежом разрабатывают и выпускают различные средства контроля загрязнений окружающей среды, в том числе автоматические системы (станции), основой ко­торых являются автоматические анализаторы концентраций отдель­ных компонентов, рассмотренные выше. Находят применение ста­ционарные и передвижные автоматические станции контроля загрязнений воздушного и водного бассейнов.

Таблица 11.1

Автоматические анализаторы систем контроля загрязнений атмосферы

Измеряемый компонент	Анализатор	Минимальный диапазон измерений, млн-1
Оксид углерода	Инфракрасный абсорбционный	0-50
Оксид азота	Хемилюминесцентный, пламенный фотометрический, инфракрасный абсорбционный	0 — 0,5
Оксиды азота (сумма)	Хемилюминесцентный, пламенный фотометрический	0 — 0,5
Диоксид азота	То же	0—0,5
Озон	Хемилюминесцентный	0—0,1
Диоксид серы	Кондуктометрический с предварительным поглощением газа жидкостью	0—0,2
Углеводороды	Пламенный ионизационный	0—10
Сероводород	Пламенный фотометрический	0—0,1 мг/м3

Таблица 11.2

Автоматические анализаторы систем контроля загрязнений вод

Измеряемый параметр	Анализатор	Минимальный диапазон измерений
Содержание: растворенного кислоро­да	Гальванический	0—5 млн-1
углерода (суммы)	Инфракрасный абсорбцион­ный с предварительным дожиганием до СО2	0—5 мг/л
диоксида углерода	Потенциометрический с ионо-селективным электродом	0—10-4 моль
хлора	То же	0—10-6 моль
фтора	То же	0—10-6 моль
сероводорода	То же	0—10-6 моль
аммония	То же	0—10-6 моль
Электрическая проводи­мость	Кондуктометрический	0—2000 мкСм/см
Окислительно-восстанови­тельный потенциал	Потенциометрический	0—70 мВ
Концентрация водородных ионов	То же	0—1 ед. рН

Эти станции обеспечи­вают автоматический отбор проб, измерение выбранных парамет­ров контролируемых сред, автоматическую проверку и корректи­ровку нулевого уровня сигналов анализаторов и их автоматиче­скую градуировку, регистрацию информации от анализаторов в аналоговой и цифровой формах, запись информации на магнитной ленте или перфоленте, передачу информации по радио или теле­фонной сети в центр контроля для дальнейшей обработки и исполь­зования, включение сигнала тревоги и отбор контрольных проб для дальнейшего исследования. Станции для контроля загрязнений вод­ного бассейна снабжаются специальными устройствами для ультра­звуковой очистки чувствительных элементов анализаторов.

Передвижные автоматические станции монтируются обычно на автобусах. Модульный принцип построения автоматических систем контроля загрязнений окружающей среды позволяет использовать самые различные автоматические анализаторы газов и жидкостей. Наиболее распространенные из них приведены в табл. 11.1 и 11.2.

364