ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

79-035-06

Наименование проекта

Установление концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом

Назначение

Определение концентрационных пределов воспламенения паров бензола с воздухом

Рекомендуемая область применения

Воздух рабочей зоны предприятий нефтеперерабатывающей, шинной и лакокрасочной промышленности, комитеты охраны окружающей среды

Описание

Данный материал является результатом научно-исследовательской работы кафедры аналитической химии ВГТА.

В соответствии с требованиями безопасности (ГОСТ 9572-93) бензол относится к числу пожаро- и взрывоопасных соединений, концентрационные пределы воспламенения паров бензола в смеси с воздухом (по объему) составляют: нижний - 1,4 %, верхний - 7,1 %.

Выполнение анализа включает две стадии: 1) модифицирование электродов сенсора фуллереном С₆₀, продувка воздуха через ячейку детектирования, регистрация аналитического сигнала пьезосенсора с последующим определением нижнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом по градуировочному графику; 2) модифицирование электродов сенсора апиезоном–N, продувка воздуха через ячейку детектирования, регистрация аналитического сигнала пьезосенсора с последующим определением верхнего концентрационного предела воспламенения паров бензола с воздухом по градуировочному графику.

При выполнении анализа применяют резонаторы АТ – среза с номинальной частотой колебаний 9 МГц. Электроды пьезоэлектрического кварцевого резонатора модифицируют раствором сорбента (методом статического испарения капли) с последующим удалением избытка растворителя (толуол, хлороформ) в сушильном шкафу при 60°С. Полноту удаления растворителя из пленки модификатора оценивают по стабильности нулевого сигнала сенсора во времени. Для установления нижнего и верхнего концентрационных пределов воспламенения в качестве модификаторов поверхности электродов пьезокварцевого резонатора применяют фуллерен С₆₀ и апиезон–N соответственно. В обоих определениях оптимальная масса сорбентов составляет 20 мкг.

Массу равномерно распределенного на электродах сенсора пленочного покрытия рассчитывают по уравнению Зауэрбрея

Df_м = –2,3?10^–6?f₀²?m/A_э,

где Df_м – изменения частоты колебаний кварцевого резонатора, вызванное нанесением модификатора, МГц; f₀ – рабочая частота резонатора, МГц; A_э – площадь электродов пьезоэлектрического кварцевого резонатора, см²; m – масса модификатора, нанесенная на поверхность электродов, г.

Анализируемый воздух компрессором продувают через ячейку детектирования, предварительно воздух пропускают через фильтрующий патрон, содержащий поглотительный порошок для улавливания непредельных и ароматических углеводородов, и зерненый хлорид кальция для улавливания паров воды. Затем отключают компрессор и герметично закрывают входной и выходной патрубки ячейки двумя заглушками. В детектор помещают пьезосенсор и включают в схему высокочастотного генератора.

Фиксируют резонансную частоту колебаний кварцевой пластины, секундомером измеряют время, после которого сигнал сенсора постоянен и вычисляют аналитический сигнал. Для проведения следующего измерения патрубки ячейки открывают и пропускают осушенный лабораторный воздух до выхода сигнала сенсора на начальный уровень (до ввода пробы).

Строят градуировочный график в координатах: содержание бензола в воздухе – аналитический сигнал. Для этого проводят серию измерений стандартных концентраций бензола в воздухе методом пьезокварцевого микровзвешивания.

Преимущества перед известными аналогами

простота аппаратурного оформления, низкое энергопотребление

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Годовой экономический эффект – 10,3 тыс. руб., снижение трудоспособности и повышение производительности труда в 1,5 раза, повышение уровня рентабельности на 15%

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

27.09.2006