195331. lajstromszámú szabadalom • Automatikus gázanalizátor gázelegyek kéntartalmának mérésére
1 195 331 2 A találmány tárgya berendezés gázkoncentrációk mérésére, pontosabban automatikus gázanalizátor gázelegyek kéntartalmának mérésére, amellyel ammónia és metanol előállításakor, valamint földgázzal történő hőkezelési eljárások során meghatározható a földgázban levő kötött kén összmennyisége. A kinyert földgázban nagyobb vagy kisebb menynyiségű kénvegyület van, a raktározás helyétől függően, ezenkívül a földgázhoz erős szagú kénvegyületeket, például etilmerkaptánt adnak hozzá, annak érdekében, hogy a gáz szagosított legyen. Sok gyártási eljárás során, például ammóniák és metanol előállítása során, valamint földgáz felhasználásával történő hőkezeléseknél a kénvegyületeknek a jelenléte káros, mivel hátrányosan befolyásolják a katalizátor aktivitását, vagy pedig a kezelt termékek minőségét. Ezért fontos annak az ismerete, hogy mennyi a felhasználandó földgázban a kénvegyületek mennyisége, hogy meg lehessen akadályozni a gyártási folyamatra gyakorolt káros hatásukat. Sok esetben a földgázt felhasználása előtt olyan berendezéseken vezetik át, amelyek azt a kénvegyületektől megtisztítják. Ezek a berendezések rendszerint olyan készülékeket tartalmaznak, amelyek az összes kénvegyületet kéntartalmú anyaggá, például kénhidrogénné alakítják, és a berendezésben továbbá olyan készülékek vannak, amelyek a gázt ettől az anyagtól megtisztítják. A kénmentesítő berendezés működésének minőségellenőrzésére a kéntartalmat mérni kell a berendezés bemenetén a kénvegyületeket átalakító készülék után, valamint minden egyes tisztítókészülék után. Ennek során az is szükséges, hogy az egyes mérési helyeken egymás után olyan gázanalizátorokat alkalmazzanak, amelyek a kénmentesítés előrehaladtával egyre kisebb mérési tartománnyal rendelkeznek. Ismert egy összehasonlító és mérőcsatomával rendelkező gázanalizdtor, amely csatornák mindegyike sorbakapcsolt nyomásszabályozót, fojtót és szelepet tartalmaz, és a gázanalizátornak egy olyan Összehasonlító helye van .amelynek bemenetel az összehasonlító csatorna kimenetével, és a beállított nyomás vezetékével vannak összekötve. A gázanalizátor továbbá tárolócellával és differenciál nyomáserősítővel van ellátva, amelynek pozitív és negatív bemenetel az öszszehasonlító csatorna és a mérőcsatorna kimeneteivel vannak összekötve. Ezenkívül mindegyik csatorna tartállyal van ellátva, amely az összehasonlítási hely első kimenetéhez kapcsolódó szelepen át a külső légtérrel van kapcsolatban. A mérőcsatorna a fojtó és a szelep közé beiktatott, a ntérőkomponensek befogadására alkalmas reaktorral van ellátva, és a nyomásszabályozó az összehasonlító és mérőcsatorna fojtóinak bemenetéire kapcsolódik. A nyomáserősítő kimenete az öszszehasonlítási hely második kimenetéhez csatlakozó tárolóccllával van kapcsolatban. A fenti gázanalizátor működése azon az elven alapszik, hogy mérik a tartályok közötti nyomáskülönbséget, ami abból származik, hogy a mörőcsatomán átáramló gázból a mérőkomponcnseket, például kénhidrogént, illetve kéndioxidot eltávolítják. A fenti gázanalizátor azonban nem alkalmas a gázban lévő kötött kén összmennyiségének vizsgálatára, mível nem rendelkezik az összes kénvegyületet kéntartalmú anyaggá átalakító eszközzel, nevezetesen nem tartalmaz hidrogénező reaktort. A kénmentesítő berendezések kimenetén a kénvegyületek tartalma ismeretesen — kénre átszámítva — kisebb, mint 1 mg/m3, ami kevesebb, mint 0,001 térfogat^ vagyis a fenti gázanalizátomak 0,001 % nyomáskülönbséget kell mérnie. A technika mai állása mellett egy ilyen kis nyomáskülönbség kielégítő pontosságú mérése aligha valósítható meg, és ezért a fenti analizátor szóba sem kerülhet kénmentesítő berendezések esetében a kénvegyületek mennyiségének vizsgálatára. Másrészt ez az analizátor nem ad lehetőséget arra, hogy a mérőkomponenseket több gázvételi helyen és különböző mérési tartományokban mérjék. Ismert továbbá egy olyan automatikus gázanalizátor kéntartalomnak gázelegyekben való meghatározásához, amelynek nyomásszabályozóval és hidrogénező reaktorbemenetével kapcsolatban álló mintavevője van, és a hidrogénező reaktor kimenete olyan fényelektromos koloriméterre csatlakozik, amelynek vezérlőbemenete vezérlőegység kimenetére kapcsolódik. Ebben az analizátorban a gázmintát a mintavevőből a nyomásszabályozón át a hidrogénező reaktorba vezetik, amelyben megnövelt hőmérsékleten és katalizátoron az összes kénvegyületet kénhidrogénné alakítják. A hidrogénező reaktorból a gázt meghatározott időn keresztül a szalagos koloriméterhez vezetik. A gázban levő kénhidrogén hatására a koloriméter szalagja nagyobb vagy kisebb mértékben a gázban levő kénhidrogén koncentráció, valamint a behatás időtartamának függvényében elsötétedik. A behatási idő végén bekapcsolódik a koloriméter szalagjának színfokozatát mérő berendezés, és információt ad a kénhidrogén tartalomról, amely jellemző a mérendő gázban levő kötött kén összemennyiségére. A behatás időtartamát és az információ leolvasásának időpontját a vezérlőegység parancsai határozzák meg. Az ilyen analizátorok mérési pontossága egyrészt attól függ, hogy a vezérlőegység milyen pontossággal képzi a programot, másrészt, hogy a programot milyen pontossággal viszik véghez a fényelektromos koloriméter állítótagjai. Annak érdekében, hogy a kénmentesítő berendezés működését ellenőrizni lehessen, minden egyes mérési helyre külön-külön és megadott mérési tartományú gázanalizátort kell alkalmazni. A találmánnyal megoldandó cél abban áll, hogy olyan automatikus gázanalizátort hozzunk létre a kéntartalomnak gázkeverékekben való mérésére, amely megfelelő járulékos egységekkel van ellátva a gázkeverékből vett minták paramétereinek képzésére, és a fényelektromos koloriméter kimenőjelének feldolgozására. és amely lehetővé teszi a kéntartalom mérését több mérési helyen és több mérési tartományban. 5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 60
