ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбционный метод анализа газов из "Газовый анализ" Среди физических методов анализа газов особое место занимают адсорбционные методы, характеризующиеся сравнительной простотой методики разделения сложной газовой смеси на отдельные компоненты. [c.226] Между величинами адсорбции s газов и их физическими константами (критической температурой Гк, т. кип. Гвиц, константой ван-дер-Ваальса а и др.) существует определенная качественная закономерная зависимость, аналогичная закономерности, которая наблюдалась автором для растворимости газов в жидкостях (табл. 18). [c.226] Приведенные в табл. 18 значения 5 (адсорбции) определены для равновесного давления над адсорбентом при Т = 273° К и р = 10 мм рт. ст. [28]. Способность к поглощению газа адсорбентом будет тем больше, чем выше критическая температура газа и его температура кипения. Поэтому, если у нас имеется газовая смесь, состоящая, например, из метана, азота, кислорода и гелия, то адсорбированная фаза будет содержать повышенное количество метана, а неадсорбированная — повышенную по сравнению с исходным газом концентрацию плохо адсорбируемого гелия. В табл. 19 приведены объемы газов, поглощаемых активированным углем при температуре жидкого воздуха. [c.226] Из этой таблицы видно, что при температуре жидкого воздуха меньше всего поглощается гелий. Этим свойством гелия пользуются для его очистки (от азота, кислорода и др.), пропуская газовую смесь через сосуд с активированным углем, охлажденным жидким воздухом. [c.227] Разделение газовых смесей на чистые компоненты методом адсорбции более или менее удовлетворительно может быть осуществлено при условии, что газовая смесь содержит компоненты, резко отличающиеся по своим критическим температурам это имеет место, например, для случая метана и гелия. Такие газы, как водород, азот, кислород и другие, при обычных температурах адсорбируются очень слабо понижение температуры способствует только увеличению одновременной адсорбции всех компонентов газовой смеси. Поэтому разделение такой промышленно важной газовой смеси, как воздух, состоящий в основном из азота и кислорода, не может быть выполнено достаточно эффективно адсорбцией. [c.227] Сущность метода сводится к следующему если мы имеем постоянные количества адсорбента и адсорбата, то при постоянной температуре состав и объем неадсорбированной фазы будут однозначно определяться составом исходной анализируемой газовой смеси. Поэтому газовый анализ можно проводить путем количественного определения неадсорбированной фазы. Это может быть осуществлено двумя путями либо измерением давления неадсорбированной фазы при постоянном ее объеме, либо измерением объема при постоянном давлении. [c.227] Хо — молярная доля легко адсорбируемого компонента 1 в исследуемой смеси газов. [c.229] Рассматривая эти уравнения, видим, что адсорбированный объем, измеренный при давлении Р, зависит от веса активированного угля в адсорбере G, объема системы Уо и адсорбционных свойств компонентов и не зависит от величины давления Р. Последнее обстоятельство создает условия независимости чувствительности анализа от величины давления, а следовательно, возможность применения прибора при очень малых давлениях. [c.229] Адсорбция паров бензина, бензола и других протекает наиболее производительно при обычных температурах. Метод определения бензола в светильном газе адсорбцией его на активированном угле дает удовлетворительные результаты. Газ пропускают со скоростью 250 л1час через U-образную трубку, наполненную 30—40 г активированного угля, до тех пор, пока вес угля не увеличится приблизительно на 25%. Определение содержания бензола по привесу угля осуществить, однако, не удается, так как уголь поглощает одновременно со сгущаемыми парами бензола также и несгущаемые пары. Поэтому, пропуская пар, нагревают U-образную трубку до. 110—120° бензол сгущается измеряют объем его в бюретке. [c.229] В последнее время для разделения газовых смесей на отдельные компоненты в промышленности стали применять метод гиперсорбции [30]. В процессе гиперсорбции для адсорбции и фракционирования компонентов из газового потока используется движущийся слои активированного угля. Последний обладает интенсивными поглотительными свойствами, необходимыми для высокоэффективного извлечения летучих компонентов однако он, в отличие от других поглотителей, легко десорбирует эти компоненты при соответствующих условиях при этом одновременно происходит и фракционирование, регулируемое соответствующей температурой. [c.229] Хроматографический метод был успешно применен [27, 31] для разделения смесей газообразных углеводородов при их концентрациях порядка тысячных и десятитысячных долей процента. Этот метод удалось распространить на область высоких концентраций. Были установлены оптимальные условия разделения смесей метана, этана и пропана и определены объемы промывающего воздуха, в который селективно переходит только один из адсорбированных компонентов. Было показано, что при проявлении хроматограммы на специальном активированном угле марки КАД (с равновесной влажностью 66%) при 20° первые 400 мл промывающего воздуха содержат весь метан, следующие 400— 600 мл не содержат углеводородов, а идущие за ними 2 л воздуха содержат весь этан. Эти наблюдения дали возможность разработать простой титрометрический газоанализатор с хроматографическим разделением, позволяющий определять содержание метана, этана и суммы более тяжелых углеводородов в воздухе. [c.230] Методика анализа заключается в следующем газовая смесь, после предварительной очистки от двуокиси углерода, сероводорода и других кислых газов, поступает в распределительную систему, где разделяется на два потока. В одном из них определяют сумму всех углеводородов путем сожжения газа над раскаленной платиновой проволокой и последующего поглощения образовавшейся двуокиси углерода раствором Ва(ОН)г. Второй поток направляют в трубку с углем, на котором адсорбируются все углеводороды. Полученную хроматограмму проявляют промывкой угля воздухом, пропускаемым отдельными порциями, селективно вымывающим газообразные компоненты, определяемые далее методом сожжения. [c.230] Общий вид хроматографического газоанализатора изображен на рис. 99. [c.230] Объемно-хроматографический метод может быть пригоден для хроматермографии — нового метода хроматографического а нализа газов, разработанного группой ученых [33], дающего большую точность анализа и четкость разделения смеси газообразных веществ. Хроматермографический метод анализа газов заключается в одновременном действии на анализируемую газовую смесь потока растворителя и движущегося температурного поля. [c.232] Анализ производят следующим образом. Через трехходовой кран 6 и реометр 5 в хроматермограф пропускают с определенной скоростью двуокись углерода последняя проходит через осушительную колонку 4, заполненную хлористым кальцием, адсорбционную колонку 1 с силикагелем и поступает в газовую бюретку 3, в которой происходит полное поглощение двуокиси углерода. [c.233] После того как вся система насытится двуокисью углерода, в прибор пропускают 100 мл исследуемой углеводородной смеси, а вслед за нею — поток двуокиси углерода с точно фиксируемой скоростью. Двуокись углерода поглощается раствором КОН, а объемы выделяющихся углеводородных газов непрерывно изме ряются в газовой бюретке. [c.233] Вернуться к основной статье