Аэрология


Кб. Способы измерения содержания газов в воздухе



Download 1,7 Mb.
bet8/192
Sana21.05.2022
Hajmi1,7 Mb.
#606668
TuriУчебник
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   192
Bog'liq
Ушаков КЗ Аэрология горных предприятий 1987

Кб. Способы измерения содержания газов в воздухе
Своевременное обнаружение в шахтном воздухе опасных откло­нений от допустимой Правилами безопасности концентрации га­зов позволяет принять меры по их устранению и восстановить безопасные условия труда. Контроль за составом и содержанием газов в воздухе может осуществляться непрерывно и эпизоди­чески. В зависимости от назначения приборы газового контроля (газоанализаторы) подразделяются на переносные (индиви­дуальные) , стационарные и встроенные. Переносные
19

приборы служат для эпизодического контроля содержания газов в местах работы людей, а стационарные — для непрерывного кон­троля содержания газов в наиболее характерных узловых местах горных выработок. Последние обеспечивают отключение электро­оборудования в случае превышения допустимой Правилами безопасности концентрации газов. Встроенные в горные машины приборы сигнализируют о содержании газов в воздухе и отклю­чают их, если концентрация газов превышает допустимую. По принципу действия газоанализаторы подразделяются на химиче­ские, физические и физико-химические.
Химические газоанализаторы ГХ-4, ГХ-5, ГХ-6, УГ-2 и другие основаны на принципе взаимодействия газа и реактива, помещен­ного в специальные трубки. Реактив под воздействием газа, со­держащегося в воздухе и прокачиваемого через трубку, меняет цвет. Химические газоанализаторы служат для экспресс-опреде­ления малых концентраций окиси углерода, окислов азота, серо­водорода, сернистого газа и др. Они состоят из набора стеклян­ных индикаторных трубок и мехового аспирационного насоса, с помощью которого исследуемый воздух прокачивается через трубку. Каждый реактив предназначен для определенного газа. По длине столбика реактива, изменившего свой цвет, определя­ется концентрация газа (шкала концентраций имеется на стекле трубочки). Под действием окиси углерода реактив приобретает светло-зеленый цвет, под действием сероводорода — коричневый, под действием окислов азота — сине-зеленый, под действием сер­нистого газа — темно-синий, под действием углекислого газа — белый. С щомощью газоанализатора ГХ-5 определяется содержа­ние только углекислого газа, ГХ-6 — кислорода. Универсальным газоанализатором УГ-2 можно определять содержание окиси уг­лерода, окислов азота, сероводорода, сернистого газа, хлора, па­ров бензина, бензола, этилового эфира, ацетилена, толуола, кси­лола, углеводородов, нефти. Достоинство этих газоанализаторов заключается в том, что они позволяют быстро (в течение 1— 5 мин) определить концентрацию газа. Недостатком их является малая точность определения (допустимая погрешность измере­ния ±25%).
Газоанализаторы, основанные на принципе использования фи­зических свойств газов, подразделяются на оптические (интерфе-рометрические), оптико-акустические, термокондуктометрические. Кроме того, известны газоанализаторы, основанные на акустиче­ском принципе и на газочувствительных полупроводниках. Дей­ствие интерференционных газоанализаторов основано на измере­нии смещения интерференционных полос, вызванного различной оптической шлотиостью исследуемого газа и эталонной газовой смеси. Смещение интерференционных полос оценивается шкалой, проградуированной в объемных процентах измеряемого газа. Наибольшее применение на шахтах нашей страны получили ин­терферометры типа ШИ. Интерферометры ШИ-10 и ШИ-11 предназначены для измерения концентрации метана и углекис-
20
лого газа (в пределах 0—6 % по объему) при раздельном и со­вместном их наличии в воздухе. Интерферометр ШИ-7 предназ­начен для измерения концентрации метана и углекислого газа в пределах 0—100% по объему. Он используется для измерения концентрации газа в дегазационных трубопроводах и в воздухе при внезапных выбросах и суфлярных выделениях, а также в дру­гих случаях, когда содержание газа в воздухе превышает 6 %. В случаях совместного наличия в воздухе водорода и углекислого газа используется интерферометр ГИК-Г Аналогичные интерфе­рометры выпускаются за рубежом (в Японии, ПНР). К досто­инствам интерферометров можно отнести высокую степень без­опасности, а также достаточную для практических целей точ­ность замеров взрывоопасных газов.
Из газоанализаторов, основанных на физико-химических свой­ствах газов, наибольшее применение получили газоанализаторы, основанные на термокаталитическом принципе. Суть этого прин­ципа заключается в измерении тепла, выделяющегося при окис­лении горючих газов на поверхности каталитически активного элемента. В качестве термосопротивления используется либо пла­тина, либо пелистор (состоящий из платиновой спирали, покры­той термостойким слоем из окиси алюминия), на который нане­сен активный катализатор (палладий или торий). Пелистор тре­бует меньшего расхода энергии и реакция окисления метана идет при более низкой температуре (500—600 °С). Этот принцип по­ложен в основу газоанализаторов ИМС-1, СШ-2, СМП-2, СМП-1, СМС-1, АМТ-2, АМТ-3, используемых для определения концен­трации метана или наличия его в воздухе.
Принцип действия термоиндуктометрических газоанализато­ров основан на использовании разницы в теплопроводных свой­ствах метана и воздуха. Коэффициент теплопроводности метана на 30 % больше коэффициента теплопроводности воздуха. Эти га­зоанализаторы используются в основном для замеров высокой концентрации метана. На термокондуктометрическом принципе основан переносный хроматограф, используемый для определе­ния концентрации метана, углекислого газа, окиси углерода, во­дорода, кислорода, этана и бутана.
Оптико-акустические газоанализаторы основаны на принципе поглощения инфракрасного излучения. Анализируемый газ, по­глощая инфракрасное излучение, при прерывистом облучении будет периодически нагреваться и охлаждаться. Колебание тем­пературы вызывает колебание давления, которое фиксируется конденсаторным микрофоном. По величине давления определя­ется концентрация газа. Этот принцип используется в лазерных газоанализаторах.
Разрабатываются газоанализаторы, основанные на использо­вании газочувствительных полупроводниковых элементов. Детек­торы из полупроводников используются для определения концен­трации метана, этана, ацетилена, окиси углерода, водорода, угле­кислого газа и др.
21

2. МЕТАН
2.1. Физико-химические свойства метана
Метан (СН4) —газ без цвета, вкуса и запаха, является основной составной частью рудничного газа в угольных шахтах, представ­ляющего собой смесь газов, выделяющихся в горные выработки из пород и полезного ископаемого. Состав рудничного газа зави­сит от свойств горных пород. В угольных шахтах он состоит в ос­новном из метана (до 100%) с примесью углекислого газа (до 5%), азота (несколько процентов), водорода и гомологов метана (1—4%), окиси углерода (0,5—1,5%). Плотность метана по от­ношению к воздуху равна 0,5539. Относительная молекулярная масса равна 16,03. 1 л метана при нормальных условиях имеет массу 0,716. При температуре 20 °С и нормальном давлении в од­ном объеме воды растворяется 0,035 объема метана. При обыч­ных условиях метан весьма инертен и соединяется только с га­лоидами. В небольших количествах метан безвреден. Повышение содержания метана в воздухе опасно из-за уменьшения содержа­ния кислорода, вытесняемого метаном. Однако при содержании в воздухе 50—80 % метана и нормальном содержании кислорода он вызывает сильную головную боль и сонливость. Примесь к ме­тану этана и пропана придает воздуху слабое наркотическое свойство. Метан горит бледно-голубоватым пламенем, которое использовалось при определении содержания метана в воздухе с помощью пламенных бензиновых ламп (содержание метана оп­ределяется по высоте пламени метана над прикрученным пла­менем лампы). Горение метана происходит в соответствии с ре­акцией
СН4 + 202 = С02 + 2Н20.
В подземных выработках горение метана часто происходит в условиях недостатка кислорода, что приводит к образованию окиси углерода. В этом случае имеет место реакция
СН4 1- 02 - СО -Ь Н2 + Н20.
Температура воспламенения метана 650—750 QC. Она зависит от содержания метана в воздухе, состава и давления воздуха, а также от источника воспламенения. Теплота горения метана 784 70- 103 Дж/кг.
Метан образует с воздухом горючие и взрывчатые смеси (рис. 2.1). При содержании метана в воздухе до 5% он горит около источника тепла, 5—14 % взрывается, а более 14 % не го­рит и не взрывается, но может гореть у источника тепла при при­токе кислорода извне. Сила взрыва зависит от количества участ­вующего в нем метана. Взрыв имеет максимальную силу при содержании в воздухе 9,5 % метана. При большем содержании метана в воздухе часть его остается несгоревшей из-за недостатка кислорода. Вследствие высокой теплоемкости метана эта его





Download 1,7 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   192




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish