Метод измерения суммарной концентрации предельных углеводородов в газовой среде по поглощению инфракрасного излучения
Диссертация
Из инструментальных методов детектирования углеводородов в воздухе известны приборы контактного и бесконтактного измерения концентрации. Назначение таких приборов — это измерение концентрации горючих газов в их диапазоне взрываемости. Распространенными датчиками в этой области являются электро-каталитические датчики и детекторы, работающие на принципе поглощения измеряемым газом инфракрасного… Читать ещё >
Содержание
- УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 1. 1. 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 1
- 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. 4. Расчет средней величины интегрального сечения поглощения молекул предельных углеводородов для разных сортов нефти
- Выводы к главе 2
- 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 3
- 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 4
Список литературы
- Едигаров, С.Г., Бобровский, С.А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. М.: «Недра», 1973. 180 с.
- Ипатов, A.M. Эксплуатация резервуаров горюче-смазочных материалов. -М.: Транспорт, 1985.- 176 с.
- Петров, А.А. Углеводороды нефти. М.: Наука, 1984. — 264 с.
- ПНД Ф 13.1:2.26−99 Методика выполнения измерений массовых концентраций предельных углеводородов Q С5, С6 и выше (суммарно) в воздухе рабочей зоны в промышленных выбросах методом газовой хроматографии. Москва, 1999 (Издание2005 г.).
- Т. J. Gunner The Physical Behaviour of Crude Oil influencing its Carriage by Sea (CRUCOGSA). The Final Report upon a Research Programme, 2000.P. 236.
- Otto M. Martens, Ole Oldervik Control of VOC emission from crude oil tankers. ICMES/SNAME New York Metropolitan Section Symposium, May 22−23, 2000. P. 12.
- Фахтйев, H.M. Применение плавающих покрытий для сокращения потерь нефти и нефтепродуктов // ТНТОВНИИОЭНГ, сер. Транспорт и хранениенефти и нефтепродуктов. М.: 1979. — 60 с. *"
- Черникин, В. И. Сооружение и эксплуатации нефтебаз. М.:1. Гостопиздат, 1955.-391 с.
- Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л.: Гидрометиздат, 1986. — 183 с.
- Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров. -М.: Госкомитет РФ по охране окружающей среды, 1997. 56 с.
- Коршак, С. А. Совершенствование методов расчета потерь бензинов от испарения из резервуаров типов РВС и РВСП / Автореферат диссертации насоискание ученой степени канд. техн. Наук: 25.00.19 / С. А. Коршак. Уфа, 2003. — 22с. — 99 экз.
- Пектемиров Г. А. Справочник инженера и техника нефтебаз. М.: Гостопиздат, 1954. — 361 с.
- Яковлев В. С. Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды. М.: Химия, 1987.- 152 с.
- Силаш А. П. Добыча и транспорт нефти и газа (в 2-ух томах). М.: Недра, 1980.-247 с.
- Ашкинази М. И., Шабанов П. П. Определение с помощью номограмм потерь нефтепродуктов от «больших дыханий» резервуаров // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1967. № 8. С. 18−21.
- Нормы естественной убыли нефтепродукта при приеме, транспортировании, хранении и отпуске на объектах магистральных нефтепродуктопроводов: РД 153−39.4−033−98. М.: Транснефтепродукт, 1998. -24 с.
- Константинов, Н. Н. Борьба с потерями от испарения нефти и нефтепродуктов. М.: Гостоптехиздат, 1961. — 260 с.
- Фахтиев, Н. М. Исследование процесса испарения горючих нефтепродуктов в резервуарах: Автореф. Дисс. Канд. Техн. Наук. М., 1970. — 17 с.
- Бударов, И. П. Потери от испарения моторных топлив при хранении. -М.: ВНИИСТ, 1961.-264 с.
- Абузова Ф. Ф., Черникин В. И. Потери нефтепродуктов и нефтей от испарения из подземных резервуаров. М.: Недра, 1966. — 114 с.
- Абузова Ф.Ф., Сковородникова Т. К. Упрощенный метод расчета потерь нефтепродуктов от больших дыханий из наземных металлических резервуаров // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1967. — № 2. — с. 22−24.
- Абузова, Ф.Ф., Бронштейн, И. С., Новоселов, В. Ф. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировке и хранении. М.: Недра, 1981. — 248 с.
- Toth G. Elimination of evaporation losses of tank of rigid top by internal floating top //21st Petrol. Conf. and Exhib.Siofok.-vol. 2. Budapest, 1990. — p. 108.
- Rota R., Astori. S. Emission from fixed-roof storage tanks: modeling and expirements // Ind and Eng. Chem. Res., 2001. Vol. 40. № 24. — p. 5847−5857.r
- Anderson M., Siepel J. New calculation method after tank emission reports // Oil and Gas Journal, 1997. — Vol. 95, № 46. — p. 77−78
- Блейхер, Э. M., Уимбер, Ю. А. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов за рубежом. М.: ЦНИИТЭнефтегаз, 1963. — 112 с.
- Krier A., Gao Н. Н., Sherstnev V. V. Purification of epitaxial InAs grown by liquid phase epitaxy using gadolinium gettering // Journal of Applied Physics. 1999. Vol. 85 № 12, p. 8419−8423.
- Prater' N., Huff R. How to calculate vapor losses // Petroleum Processing, 1954. Vol. 9, № 4. — p. 537−540.
- Nelson W. Computation of evaporation losses // Oil and Gas Journal, 1952. -Vol. 51. -№ 7
- API-2518 Manual of Petroleum Measurement Standards. Chapter 19 -Evaporative Loss Measurement // API Publication, Second edition, October 1991. p. 49.
- IR 5000 Open path hydrocarbon gas monitoring system. URL: http://www.generalmonitors.com/products/combustible ir5000. html (последняя дата обращения 16. 12. 2011).
- Ж 2100 Infrared point gas detector. URL: http://www.generalmonitors.com/products/combustible ir21 OO. html (последняядатаобращения 16. 12. 2011).
- Мейер, П., Зигрист, М. Контроль загрязнения атмосферы методом лазерной фотоакустической спектроскопии и другими методами // Приборы для научных исследований. 1990. № 7.
- МежерисР. Лазерноедистанционноезондирование. М.: Мир, 1987.550 с.
- IR 5000 open path hydrocarbon gas monitoring system, General Monitors, Lake Forest, CA, FB-IR5000-D0898.
- Open path gas detector GD 4002, Precision Light Measurement System Ltd., 1. UK.
- Астахов В.И., Галактионов B.B., Засавицкий И. И. Трассовый измеритель концентрации окиси углерода в атмосфере на основе импульсных диодных лазер.Ьв // Квантовая электроника. 1982. Т.9. № 3.
- Александров^. Е., Гаврилов, Г. А., Карпов, A.A. МоделированиеЦхарактеристик оптических газовых сенсоров на основе диодных оптопар среднего ИК-диапазона спектра // Журнал технической физики, 2009. Т. 79, № 6. С. 112−118.
- A.A. Кузнецов, О. Б. Балашов, Е. В. Васильев Дистанционный инфракрасный детектор углеводородных газов // Приборы и системы. Управление контроль, диагностика. 2003. № 6.
- ГОСТ 12.1.005−88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. Введ. 1989−01−01. — М.: Издательство стандартов, 1988.
- Волькенштейн, М. В., Грибов, Л. А., Ельяшевич, М. А. Колебаниямолекул / Изд. 2-е, перераб., монография /. М.: «Наука», 1972. — 700 с.
- Свердлов, Л. М., Ковнер, М. А. Колебательные спектры многоатомных молекул / Физика и техника спектрального анализа /. М.: «Наука», 1970. — 562 с.
- Бабушкин, А.А., Бажулин, П.А. Методы спектрального анализа. М: МГУ: Москва, 1962. — 508 с.
- National Institute of Standards and Technology. URL: http://www.webbook.nist.gov (последняя дата обращения 25.11.2011).
- Смит, А. Прикладная ИК-спектроскопия / Пер. с англ. / М.: Мир, 1982.-328 с.
- Pacific Northwest National Laboratory. URL: http://www.pnl.gov/ (последняядатаобращения 01.12.2011).
- Steven W. Sharpe, Timothy J. Johnson, Robert L. Sams, Pamela M. Chu, George C. Rhoderick, and Patricia A. Johnson Gas-Phase Databases for Quantitative Infrared Spectroscopy //Applied Spectroscopy, 2004. Vol. 58, p. 1452−1461.
- OMNIC User’s Guide version 7.4. Thermo Fisher Scientific Inc. 2007. 4821. P
- Александров, С. E., Гаврилов, Г. А., Карпов, A.A. Моделирование характеристик оптических газовых сенсоров на основе диодных оптопар среднего ИК-диапазона спектра // Журнал технической физики, 2009. Т. 79, № 6. С. 112−118.
- Share S. W., Jonson Т. J. // Applied Spectroscopy. 2004. Vol. 58 № 12, p. 1452−1460.
- Дриацкая, 3.B., Мхчиян, M.A., Жмыхова, H.M. НефтиСССР (справочник). Том 1. Нефти северных районов европейской части СССР и Урала. М.: «Химия», 1971.-504 с.
- Дриацкая, З.В., Мхчиян, М.А., Жмыхова, Н. М. Нефти СССР (справочник). Том 2. Нефти Среднего и Нижнего Поволжья. М.: «Химия», 1972.-392 с.
- Дриацкая, З.В., Мхчиян, М.А., Жмыхова, Н. М. Нефти СССР (справочник). Том 3. Нефти Кавказа и западных районов Европейской части СССР. М.: «Химия», 1972. — 616 с.
- Дриацкая, З.В., Мхчиян, М.А., Жмыхова, Н. М. Нефти СССР (справочник). Том 4. Нефти Средней Азии, Казахстана, Сибири и о. Сахалин. -М.: «Химия», 1974. 788 с.
- Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей /Изд. 2-е доп. и перераб./. -М.: «Наука», 1972. 721 с.
- Айдаралиев, М., Зотова, Н.В., Карандашев, С.А. «Иммерсионные» инфракрасные светодиоды с оптическим возбуждением на основе узкозонных полупроводников АШВУ // Физика и техника полупроводников, 2002. Т 36, № 7. С. 881−884.
- Krier A., Gao Н. Н., Sherstnev V. V. Purification of epitaxial InAs grown by liquid phase epitaxy using gadolinium gettering // Journal of Applied Physics. 1999. Vol. 85 № 12, p. 8419−8423.
- Roux C., Hadji E., Pautrat J.-L. 2,6 m optically punped vertical-cavity surface-emitting laser in the CdHgTe system // Applied Physics Letters. 1999. Vol. 75 № 24, p. 3763−3766.
- АйдаралиевМ., ЗотоваН.В., КарандашевС.А., МатвеевБ.А., РеменныйМ.А., СтусьН.М., ТалалакинГ.Н. Мощныелазеры (1=3.3 мкм) на основе двойных гетероструктур InGaAsSb (Gd) // Физикаитехникаполупроводников, 2001. Т. 35, № 10. С.1261−1265.
- Свето диоды для средней инфракрасной области спектра. Неохлаждаемые иммерсионные светодиодыЬЕ0348и. Спецификация. Веб сайт http://www.ioffeled.com/Products.htm
- Фотодиоды для средней инфракрасной области спектра. Неохлаждаемые фотодиоды без иммерсии PD34Su. Спецификация. Веб сайт http://www.ioffeled.com/Products.htm
- Ланйн, В., Петухнов, И., Волкенштейн, С. Технологические особенности монтажа Flip-Chip // Силовая электроника, 2010 № 4/ С. 78−82 .
- Ли Н.-Ч. Технология пайки оплавлением, поиск и устранение дефектов: поверхностный монтаж, BGA, CSP и Flip-Chip технологии. М.: ИД «Технологии», 2006. 392 с.
- Remennyi, М.А., Zotova, N.V., Karandashev, S.A. Sensors & Actuators B// Chemical. 2003. Vol. 91 № 1−3, p. 256−261.
- Jeremy J. Harrison, Peter F. Bernath Infrared absorption cross sections for propane (C3H8) in the 3 (am region // Journal of Quantitative Spectroscopy &Radiative Transfer. 2010. Vol. Ill, p. 1282−1288.
- Jeremy J. Harrison, Nicholas D. C. Allen, Peter F. Bernath Infrared absorption cross sections for ethane (C2H6) in the 3 fjm region // Journal of Quantitative Spectroscopy &Radiative Transfer. 2010. Vol. 111, p. 357−363.
- Adam E. Klingbeil, Jay. B. Jeffries, Ronald K. Hanson Temperature- and composition-dependent mid-infrared absorption spectrum of gas-phase gasoline: Model and measurements // Fuel. 2008. Vol. 87, p. 3600−3609.
- Adam E. Klingbeil, Jay. B. Jeffries, Ronald K. Hanson Temperature-dependent mid-IR absorption spectra of gaseous hydrocarbons // Journal of Quantitative Spectroscopy &Radiative Transfer. 2007. Vol. 107, p. 407−420.
- Газоанализаторы КОЛИОН-1. Модель КОЛИОН-1В-21, КО ЛИОН-1B-22, КОЛИОН- 1В-23, КОЛИОН-1В-24, КОЛИОН-1В-25, КОЛИОН-1В-26, КО ЛИОН-1В-27. Руководство по эксплуатации. ЯРКГ 2 840 003 РЭ2. ООО БАЛ «ХРОМДЕТ-ЭКОЛОГИЯ», 2009. — 36 с.
- Научно-производственный кооператив «КРИОХРОМ» URL: http://www.crvochrom.ru/index.php (последняя дата обращения 10.12.2011).
- Harold K. Hughes Beer’s Law and the Optimum Transmittance in Absorption Measurements // Applied Optics. 1963. Vol. 2, p. 937−945.
- A.E., Martin The accuracy of infra-red intensity measurements // Transactions of the Faraday Society. 1951. Vol. 47, p. 1182−1191.
- Фахтиев, H. M. Исследование процесса испарения горючих нефтепродуктов в резервуарах: Автореф. Дисс. Канд. Техн. Наук. М., 1970. — 17 с.
- Low М. J. D., Abrams L., Anomalies in Infrared Transmission Spectra Caused by the Self-Emission of Translucent Samples // Applied Spectroscopy. 1966. Vol. 20, p. 416−417.
- Павлов Г. В., Ваганов В. Н. Газоанализатор // Патент РФ на изобретение № 2 035 038, G01N21/6. 1995.
- Potts W. J. Jr., Chemical Infrared Spectroscopy. Volume 1, Techniques // Journal of Cheniical Education. 1964. Vol. 41 № 1, p. 408.
- Чен, Ш., Такео, M. Уширение и сдвиг спектральных линий, создаваемые посторонними газами // Успехи физических наук. 1958. Т. 86, № 3. С. 392−465.
- Генри Маргенау, Вллиам В. Уотсон Влияние давления на спектральные линии // Успехи физических наук. 1938. Т. 19, № 2. С. 217−239.
- Резникова, Е. Б., Тюлин, В. И., Татевский, В. М. Оптика и спектроскопия, Т. 13. 1962. С. 364.
- Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров. -М.: Госкомитет РФ по охране окружающей среды, 1997. 56 с.
- Сергеев, А.Г., Крохин, В.В. Метрология: учебное пособие М.: Логос, 2001.-408 с. >
- Prater N., Huff R. How to calculate vapor losses // Petroleum Processing, 1954. Vol. 9, № 4. — p. 537−540.
- Nelson W. Computation of evaporation losses // Oil and Gas Journal, 1952. -Vol. 51. -№ 7
- API-2518 Manual of Petroleum Measurement Standards. Chapter 19 -Evaporative Loss Measurement // API Publication, Second edition, October 1991. p. 49.
- IR 5000 Open path hydrocarbon gas monitoring system. URL: http://www.generalmonitors.com/products/combustible ir5000. html (последняя дата обращения 16. 12. 2011).
- IR 2100 Infrared point gas detector. URL: http://www.generalmonitors.com/products/combustibleir21 OO. html (последняядатаобращения 16. 12.2011).
- Shankar Baliga, Shafiq Khan Infrared technology for Fail-to-Safe hydrocarbon gas detection URL: http://www.generalmonitors.com/downloads/whitepapers/IR TECHNOLOGY. PDF (последняядатаобращения 16. 12. 2011).
- Идельчик, А.А. Справочник по гидродинамическим сопротивлениям / Под ред. М. О. Щтейнберга, 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 672 с.
- ТУ 3689−038−10 524 112−2001 КлапаныдыхательныемеханическиеКДС1500.
- Using MODBUS for Process Control and Automation. Moore Industries Worldwide. The Interface Solution Experts. URL: http://www.isa.org/FileStore/Intech/WhitePaper/Using%20MQDBUS%20for%20Proc ess. pdf (последняя дата обращения 30.11.2011).
- Васильев А. О., Шеманин В. Г., Чартий П. В. Детектор для измерения потерь углеводородов при испарении из емкостей хранения нефти и нефтепродуктов // Экологические системы и приборы. 2011. № 8. С. 3−7.
- Васильев А. О., Шеманин В. Г., Чартий П. В. Мониторинг выбросов углеводородов при хранении и транспортировке нефти и нефтепродуктов // Безопасность в техносфере. 2011. № 5. С. 3−7.
- ГОСТ 12.1.004−91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. Введ. 1992−07−01. — М.: Издательство стандартов, 1991.
- Группа проектов КИПИНФО. Принципы обнаружения горючих газов. URL: http ://kipinfo .ru/info/texdoc/gazoborud/4/ (последняя дата обращения 20.12.2011).
- Группа проектов КИПИНФО. Принципы обнаружения горючих газов. URL: http://kipinfo.ru/info/texdoc/gazoborud/4/ (последняя дата обращения 20.12.2011).
- Группа проектов КИПИНФО. Газоаналитическое оборудование. Решения в области обнаружения газов. URL: http://kipinfo.ru/info/stati/?id=71 (последняя дата обращения 20.12.2011).
- ГОСТ 8.401−80 ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требования. Введ. 1981−07−01. -М.: Издательство стандартов, 1986.
- МИ 2500−98 ГСИ. Основные положения метрологического обеспечения на малых предприятиях Текст. Введ. 1998−09−25. — М.: ВНИИМС, 1998.
- РТМ 68−8.10−95 Методики выполнения измерений. Требования к содержанию и метрологической аттестации. Введ. 1996−01−01. — М.: ЦНИИГАиК, 1995.
- ISO 10 012:2003 Measurement management systems Requirements for measurement processes and measuring equipment. — First edition 2003−04−15. — ICS 03.120.10- 17.020, 2003.
- МИ 2500−98 ГСИ. Основные положения метрологического обеспечения на малых предприятиях Текст. Введ. 1998−09−25. — М.: ВНИИМС, 1998.
- ПР 50.2.016−94 ГСИ. Требования к выполнению калибровочных работ. -Введ. 1995−01−24. -М.: ВНИИМС, 1994.
- ПЕРЕВАЛОЧНАЯ НЕФТЕБАЗА «ШЕСХАРИС'
- Краснодарский край, г. Новороссийск^ 1, Россия, 353 911, Телефон (8617)-60−33−21 .телефакс (8617) 60−33−45
- От Л/ 'Л ¦// № РЛ-/&-à- & По месту требования1. На № от1. ОТЗЫВ
- Полученные результаты измерения на газохроматографическом оборудовании совпали с результатами, полученными на экспериментальном образце прибора с заданной точностью измерений.
- Заместитель главного инженерапо АСУ ПНБ «СЦесхарйс» / '' Золотько C.B.