Метод измерения суммарной концентрации предельных углеводородов в газовой среде по поглощению инфракрасного излучения

• Автор: Васильев, Андрей Олегович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ОБЪЕКТА И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
1Л Молекулярный состав выбросов углеводородного сырья
1.2 Методы определения массовых выбросов углеводородов
1.3 Инструментальное измерение концентрации углеводородов
1.4 Пример использования дистанционного инфракрасного детектора для обнаружения утечек метана
1.5 Параметры полос ИК поглощения молекул предельных углеводородов
1.6 Спектроскопия ИК поглощения газового потока
1.7 Выводы к главе
ГЛАВА 2 РАСЧЕТ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОГЛОЩЕНИЯ ИК ИЗЛУЧЕНИЯ МОЛЕКУЛАМИ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
2.1 Параметры исследуемых молекул
2.2 Процедура расчета интенсивности интегрального поглощения инфракрасного излучения
2.3 Результаты расчетов и варианты моделированных спектров ИК поглощения смесей предельных углеводородов
2.4Расчет средней величины интегрального сечения поглощения молекул предельных углеводородов для разных сортов нефти
Выводы к главе
ГЛАВА 3 ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕГРАЛЬНОГО ИНФРАКРАСНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ
3.1 Оптическая схема измерителя

3.2 Спектральные характеристики источника и приемника инфракрасного излучения. Аппаратная функция
3.3 Структурная схема блока обработки сигнала измерителя
3.4 Процедура обработки сигнала измерителя
3.5 Экспериментальное измерение суммарной концентрации молекул предельных углеводородов
3.6 Оценка ошибок количественного анализа ИК спектров. Метрологические характеристики ИК измерителя
3.7 Выводы к главе
ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ИК ИЗМЕРИТЕЛЯ
4.1 Определение массовых потерь предельных углеводородов в выбросах при хранении и транспортировке
4.2 Контроль взрывоопасных концентраций углеводородов в воздухе рабочей зоны
4.3 Применение ИК измерителя на дыхательной арматуре емкостей хранения и транспортировки нефти
4.4 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ИК - инфракрасный
ВКПР - верхний концентрационный предел распространения пламени
НКПР - нижний предел распространения пламени
НКПВ - нижний концентрационный предел воспламенения
ПДВК - предельная взрывоопасная концентрация
ПДК - предельно допустима концентрация
NIST -National Institute of Standards and Technology
PNNL - Pacific Northwest National Laboratory

Коэффициент поглощения, см

С-Ь, атм-см
0,001 0,01 0

Рисунок 1.11 - Коэффициент поглощения метана в зависимости от толщины осажденного слоя поглощающего газа
На рисунке 1.11 представлены данные для чистого метана и поверочной газовой смеси 2,09об. %СН4-М2. Коэффициент поглощения« апроксимировался степенной функцией вида:
где С - концентрация метана;
Ь - длина кюветы;
А и Л - коэффициенты, определяемые экспериментальным путем. Подставив выражение 1.19 в формулу 1.20 получим уравнение для концентрации:
а = А(Сх Ь)~к
(1.20)

(1.21)
Для расчета концентрации метана по формуле 1.21 для семи различных кювет с Ь = 1,5 ... 250 мм, были получены значения 0,983±0,056 [38].