|
| |
|
Слаботочка Книги функции Тр+ 1 (10.11) Таким образом, но динамическим свойствам хроматограф представляется апериодическим (инерционным) звеном с запаздыванием с передаточной функцией Wip) = ke"/iTp+\), (10.12) где ки Т - коэффициент передачи и постоянная времени хроматографа; т = + tg + + "ком + Тц/2 - время запаздывания при прохождении газовой пробы через хроматограф. Пример 10.1. Выполним расчет динамических свойств хроматографа при продолжительности цикла анализа с применением полуобратной продувки Тц = 10 мин и времени получения информации о содержании исследуемого компонента том = 6 мин. Длина соединительного трубопровода от точки отбора до прибора L= 15 м, а его диаметр d = 6 мм. Расход продукта Q = 10 л/ч. В качестве системы подготовки пробы принята входящая в комплект хроматографа панель анализируемого газа, дополненная одним фильтром со свободным объемом длиной 320 мм и диаметром 48 мм. В соответствии с (10.5) имеем Тт = (л0,6V4)(15-10"-60/10.10) = 2,55 мни. Панель анализируемого газа содержит одни элемент, имеющий значительный внутренний объем - фильтр еероочиетки, Он имеет коэффициент формы г1 = 10, а свободный объем с учетом заполнения аскаритом колеблется в пределах 7-14 см, причем свободный объем равен 10 см. Поскольку г) > 5, постоянная времени фильтра сероочистки определится по (10.7): Tj = VQ/Q = (10 60/10 10) 0,77 = = 0,046 мин = 2,7 с. Емкостное запаздывание = F(l-0)/Q=O,O6-O,23 = O,83 с % 0. Для дополнительного ф1щьтра ri = = 320/40 = 8 > 5. По графику иа рис. 10.30 для расхода 10 л/ч и п=8 находим 1/0 = = 1,18. Постоянная времени дополнительного фильтра 7. - F0/0 = (л-4-32-60-1)/(4 10 X X 10-1,18)= 2,04 мин. Емкостное запаздывание Те2 = (l - 0)/Q = 0,35 мин. Постоянная времени хроматографа Т =Ti + Т2= 0,046 -t- 2,04 й 2,09 мин. Время запаздывания Т = Тт + Те-Ы„м + Тц/2 = = 2,55-1-0,35 + 6-1-10/2=13,9 мин. Расче! .допустимой минимальной пнрины хроматографического пика вследствие инерционности системы детектирования. Искажения площади хроматографического пика, вносимые инерционностью системы детектирования, не будут превыщать 0,5%, если отнощение постоянной времени системы детектирования к щирине пика т„ на половине высоты определяется неравенством Гд/1п0,15. (10.13) Постоянную времени детектора по теплопроводности можно определить как сумму двух величин: Тд = Ti + Гз. (10.14) При газе-носителе гелии постоянные времени Ti и Гг в диапазоне расхода газа-носителя Q = 1,0 + 3,0 л/ч можно определить по уравнениям Ti =o,45Q-2,75Q + 5,2; T2=0,lQ-0,76e+ 1,67. (10.15) 10.6. ПРОВЕРКА И НАЛАДКА ХРОМАТОГРАФА Хроматографы являются сложным средством измерения, требующим при проверке и наладке высокой квалификации наладчиков. Перед проверкой и наладкой следует тщательно изучить руководящие мaтepиaJы по наладке хроматографа и инструкцию иа него завод а-изготов ител я, 10.6.1. ПРЕДМОНТАЖНАЯ ПРОВЕРКА При проведении проверки используется следующее оборудование для отбора газообразных и паровых проб: баллоны с азотом и баллоны с гелием; баллоны с контрольной смесью постоянного состава (1+0,1)% объемных пропана в азоте при использовании в качестве газа-носнтеля воздуха иди (0,3 + 0,005)% объемных пропана в 1 елии при газе-носителе гелии для определения средней квадратической погренгности и временной стабиль-носги. Измерения могут проводиться с применением смесей других концентраций пропана в азоте или гелии, а также с при- менением смесей, приготовленных потребителем ; баллоны (не менее пяти) с контрольными производственными смесями различных конЕентрацнй, охватывающими весь диапазон измерений, аттестованные предприятием, эксплуатирующим хроматограф, для градуировки хромато! рафа и контроля правильности выполнения измерений. Для 1радуНровки MoiyT также использоваться чистые BenieCTBa и аттестованные дозаторы; колонка длиной 2,5 м с окисью алюминия фракнии 0,25 - 0,5 мм, модифицированной щелочью. Для проверки хроматографов моделей, обеспечивающих огбор жидких проб, необходимы : емкость с контрольной смесью - раствором ундекана в тридекане, содержащим (2 + 0,2) г ундекана в 100 см смеси. Можез быть принят также расзвор ундекана в гри-декане других концентраций; колонка длиной 2,5 м, заполненная сило-хромом С-80 фракции 0,25-0,5 мм (допускаются друтие сорбенты). Методика приготовления колонок приведена ниже; две колбы из химически сшйкого стекла емкостью 100-150 см с притертой пробкой. Для поверки всех моделей хроматографа необходимы: линейка металлическая на 300 мм с ценой деления 1 мм; лупа ЛИ-3-10; бюретка на 25 (50) см, исполнение 3, с це]юй деления 0,1 мл; секундомер (например, марки СОС нр-6а-1); манометр класса точности 0,4 со тпкалой 0,6 МПа; мегаомметр М4100/3 класса точности 1,0, установка УПУ-lM; прибор универсальный измерительный УПИП-60М; термометр технический О -50°С; психрометр М-В4М с пределом измерения or 30 до 100%; барометр БААМ со щкалой до 10(Ю Па; вольтметр Э525/3 с пределами измерения 75-150-300-600 В; ваттметр Д50О4 со тпкалой 0,3-бОСЮ В-А класса точности 0,5. Все применяемые средства измерений должны быть проверены шш аттестованы органами государственной (или ведомственной) метрологической службы. Подготовка к проверке. При заводских испытаниях, а также после ремонта и хранения измеряется электрическое сопротивление изоляции токоведущих частей относительно корпуса и между собой, а также прочность изоляции cиJювыx цепей хроматографа, Сопротивление измерительных цепей должно быть ие менее 100 МОм, силовых цепей - не менее 40 МОм, изоляция силовых цепей должна выдерживать напряжение 1500 В переменною тока частотой (50±1) Гц в гечение 1 мни. Перед проведением проверок в анализатор необходимо установить разделительную колонку с окисью алюминия для газовых моделей и с силохромом С-80 (или дру1 им сорбентом) для моделей, анализирующих жидкие пробы. При этом параметры разделительных колонок и режимы работы хроматографа (расход газа-носителя, температура колонок и испарителя, ток детектора, обьем пробы и др.) могут быть выбраны и Таблица 10.4. Параметры разделительных колонок и режимы работы хроматотрафов при проверке
установлены в соответствии с реко.ченда-НИЯМИ габл. 10.4 или могут быть использованы рабочие характеристики и режимы, соответствующие условиям эксплуатации. Для проверки хромато! рафа необходимо: подсоединить баллон с газом-носителем [азот, гелий) к датчику; установить необходимый для проверки расход газа-носителя (в соотве1 ствии с табл. 10.2 или с условиями эксплуашции). Измерения расходов производятся с помощью бюретки и секундомера; продуть колонку i азом-носителем в течение суюк при температуре ПСС для газовых моделей и 200С -для жидкостных, проверить 1 ерметичность газовой схемы по ме I одике, изложенной в техническом описании на хроматограф «Нефгехим-СКЭП»; установить рабочий температурный режим, с(ютветствую1пий проверяемой модели (см. табл. 10.2); подготовить контратьиые смеси илн не-обхо;1имые аттестованные дозаторы для проверки газовых моделей хроматографа с помощью чистых веществ; подготовить контрольные смеси для проверки моделей хроматографа, aнaJщзиpyю-щих жидкие пробы; установить дозу объемом 1 см и присоединить баллон с контрольной смесью к шезду коиодки датчика для проверки метрологических характеристик газовых моделей на дозирующем кране. При градуировке хроматографа чистыми веществами дозирующий кран хромаюграфа устанавливают в постоянное положение, при котором газ-носитель поступает в колонку, минуя лозу (баллоны с чистыми веществами подключают в процессе градуировки к копонке К4 датчика) (см. рис. 10.15); установить золотник с объемом дозирую-гцего канала 0,008 см для моделей, анализирующих жидкие пробы, в кране КЗД; емкость с жидкой контролзьной смесью [раствор (2+ОД i ундекана в 100 см смесн с тридеканом] подсоединить к гнезду 6 на корпусе КЗД, а гнездо 2 крана КЗД соединить с приемной емкостью. Проверку газовых моделей и моделей для ана-тиза жндкнх проб допускается проводить на рабочих колонках. Опробование хроматографа. При опробовании хромато1рафа должна бьгть проверена работа нерек-тючателей шкал, ручной и автоматической установки нуля, работоспособность терморе! улятора, а также работоспособность всех элементов i азовой схемы хроматографа и электронневматической схемы ynpasJreHHH переключающими кранами. Герметичность газовой схемы опреде-ляе 1 ся по падению давления на манометре (югасса точности 0,4) со шкшгой 0,6 МПа, подсоединенном в тазовую схему прибораь Выход i азовой схемы прибора соединяется с входом и i аз-носитель подается под дав;гением, превышающим рабочее в 1,2 раза. Определение начального давления i аза-носителя в газовых линиях схемы производится через Ю мин после того, как заглущается вход. Допускаемое падение давления - не более 2% за 30 мин. Температура в термостате анализатора устанавливается в соответствии с табл. 10.2. Определение метрологических характеристик. Определение тютрещности установки нудя на регистрирующем приборе хроматографа должно производит ься в автоматическом режиме работы. Потрещность должна быть не более +1 % щка1Ы ре-гнстрируюгцето прибора. Погрешность определ яется ка к отношение расстояния между базовой линией и точкой установки нуля к шкале ттрибора. За базовую линию принимается нултевая линия после первоначальной установки нуля. Проверка установки нуля производится при уетановившемся температурном режиме, дрейф нуля - на отметках в пределах от 50 до 250% шкалы в 1 ч или при разбалансе, производимом вручную, и затжси диаграмм на наиболее чувствительной шкале регистри-руютцего прибора. Установка нуля производится периодически (8-10 раз) при разбалансе в каждом направлении. Цикличность подачи сигнала на автоматическую установку нуля 4-8 мин, продолжительность команды на включение механизма балансировки 30 - 40 с. Погрешность установки нуля измеряется лупой с нониусо.м. Дрейф нулевой линии хроматотрафа после выхода на режим не должен превышать 2 % шкалы в J ч. Уровень флуктуа-ционных помех - 1 % шкалы. Определение дрейфа и уровня флуктуацнотшых помех ттро-изводнтся при рабочих условиях. Измерения выполняются лупой с нониусом. Дрейф и флуктуации определяются как максимальная разность значений нулевого сигнала прибора в течение 1 ч непрерывной работы. Относительное среднее квадратическое отклонение выходного сигнала (высот пиков) допжно быть не более ±1% для газовых моде;тей и ±1,5% -для жидкостных, Поверка производится при анализе смеси постоянного состава. Условия поверки выби- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 [111] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 |