DE1808055A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Gasspuren in gasfoermigen Medien,insbesondere von aggressiven Gasen und Daempfen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Gasspuren in gasförmigen Medien, insbesondere von aggressiven Gasen und Dämpfen.
• Um Spuren von insbesondere verunreinigenden Gasen in einem zu messenden Gas feststellen und messen zu können, ist es bekannt, dieses Meßgas durch eine Flüssigkeit zu leiten, mit welcher die Gasspuren reagieren. Mit der Reaktion ändert sich die elektrische Leitfähigkeit der Reaktionsflüssigkeit. Der Unterschied zwischen der Leitfähigkeit der reinen Reaktionsflüssigkeit und deren Leitfähigkeit nach erfolgter Reaktion mit dem Meßgas ist ein Maß für die im Meßgas enthaltenen Gasspuren bzw. Verunreinigungen, wie z.B. C12, S02, F, OH4, AsH3 usw.
• Ein nach diesem Prinzip aufgebautes Gerät arbeitet wie folgt: Aus einem Vorratsbehälter (vorzugsweise einer Mariotteschen Flasche) fließt über ein Kapillarsystem eine in der Zeiteinheit konstante Flüssigkeitsmenge zu einer Kapillarspirale, in der die Flüssigkeit mit dem zu messenden uas reagiert. Reaktionsflüssigkeit und Länge der Kapillare sind so ausgelegt, daß die Meßkomponente praktisch 1C0 ig reagiert. Diese Reaktion wird weiterhin durch Auswahl einer geeigneten Reaktionsflüssigkeit wnterstützt.
• Zum Messen von Chlor wird z.B. eine ca. 0,001 n - 0,01 n Na-Arseniklösung verwendet.
• Sollen im Meßgas mehrere verschiedene Gasspuren gemessen werden, so läßt sich jeweils nur eine Komponente messen. Weitere Komponenten müssen vorher aus dem Meßgas ausgeschieden odem -ne zifische Reaktionsflüssigkeit gewählt werden.
• Die Reaktionsflüssigkeit muß nach der Reaktion mit dem Meßgas verworfen werden.
• Die zur praktisch 100 %igen Absorption der Meßkomponente benötigte Länge der Kapillare und die pro Zeiteinheit durchgesetzte Durchflußmenge des Reaktionsmittels bestimmen die Ansprechzeit des Gerätes.
• Da der Vorratsbehälter in der Praxis nicht beliebig groß gemacht werden kann un-d die wartungslose Zeit bis zum Nachfüllen der Reaktionsflüssigkeit relativ lang sein soll, ergibt sich eine lange Ansprechzeit. Umgekehrt bedingt eine Icurze Ansprechzeit eine häufige Wartung.
• Die wrfineung hat sich die Aufgabe gestellt, das Spurenmesse~ im Meßgas zu vereinfachen, eine kurze Ansprechzeit zu erreichen, ein kontinuierliches Arbeiten über sehr lange wartungslose Zeiten zu ermöglichen und chne Kapillaren auszukommen, was die Verstopfungsgefahr beseitigt.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem erfindungsgemäß die Reaktionsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, im Mreislauf über einen Austauscher geführt wird und darin von den jeweils aufgenommenen Gasspuren gereinigt wird. Damit ist eine kurze Ansprechzeit gewährleistet und erreicht, daß die Reaktionsflüssigkeit nicht mehr - wie bisher - nach weder erfolgten Reaktion mit einer der zu messenden Gasspuren verloren geht, sondern erhalten bleibt. Es brauchen lediglich die Verdunstungsverluste arsetzt zu werden, die dadurch entstehen, daß mit dem aus dem Reaktionsgefäß austretenden Meßgase auch Reaktionsflüssigkeit mitgenommen wird. Dieses @achfüllen der vorzugsweise aus Wasser besteherden Reaktionsflüssigkeit braucht höchtenfalls alle Vierteljahre zu erfolgen. Auch der Austauscher läßt sich so auslegen, daß er je nach dem gewünschten Meßbereich und Größe des Austauschers erst nach 1/2 bis 1 Jahr erschöpft ist. Demit ist ein über lange Zeiträume wartungsfreies und damit kontinuierliches Messen jeweils einer Komponents aus einem zu messenden Gas erreicht.
• Die Erfindung betrifft weiter @ine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht au einem Vorratsbehälter für eine Flüssigkeit, einem mit dieser über eine Fördereinrichtung beschiclcten Austauscher, einem daran anschließenden Resktionsgefäß mit Zufuhrleitung und Austrittsleitung für das meßgas und einer Rückführleitung zum Vorratsbehälter, wobei Elektroden zwischen Austauscher und Reaktionsgefäß und zwischen diesem und den Vorratsbehälter angeordnet sind, mit deren Hilfe mit an sich bekannten elektrischen und rneßtechnischon litteln die Leitfähigkeitsdifferenz zwischen der reinen Reaktions flüssigkeit und dieser Reaktionsflüsig'keit nach der Reaktion cit der Meßkomponente angezeigt bzw. registriert wird als Maß für die jeweilige Verunreinigung in eine meßgas.
• Vorteilhafterzeise ist in der Zufuhrleitung des Meßgases eine Einrichtung zur Einhaltung einer konstanten Meßgasmenge eingebaut.
• Da der gemessene Zeitwert der Leitfähigkeit der Reaktionsflüssigeit und auch die jeweilige Zeitwertdifferenz von der Temperatur abhängig ist, wird zweckmäßig die erfindungsgemäße Vorrichtung von einem Gehause umschlossen, in dem eine jeweils konstante Temperatur gehalten wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gerätes im Schema dargestellt, an dem weitere Einzelheiten und die Arbeitsweise erläutert sind.
• Aus einem mit Wasser gefüllten Vorratsbehälter 1 saugt eine Dosierpumpe 2 über ein mit Fritte zur Erzeugung hoher Porosität zum Festhalten von Feststoffen versehenes Steigrohr 3 Wasser an und befördert dieses über einen zur Kontrolle eingebauten Schwebekörperdurchflußmesser 4 in einen Mischbettaustauscher 5. Die darin gemischt enthaltenen Anionenaustauscher und Kationenaustauscher - nit Schrägstrichen angedeutet - reinigen das wasser in einem einzigen Durchgang von der jeweils aufgenommenen Meßkomponente, so daß am unteren Ende des Mischbettaustauschers in der Verbindungsleitung 6 zum Raaktionsgefäß 7 praktisch reines Wasser flie so daß an dem in dieser Leitung 6 eingebauten Elektrodenpaar 8 ein ziemlich konstanter Zeitwert der teitfähigkeit gemessen wird.
• Das Wasser tritt in das Reaktionsgefäß 7 ein und verläßt es bei 7 . Das zu messende und bei 9 zutretende Gas, z.3. Luft, wird zum Erreichen eines konstanten Durchflusses über ein Abtauchgefäß 10 und einen Durchflußmengenmesser 11 dem Reaktionsgefäß zugeleitet und tritt bei 72 ein. Die Meßkomponente reagiert mit dem Wasser, was eine Leitfähigkeitserhöhung des Wassers ergibt. Diese Leitfähigkeit des Wassers wird am Elektrodenpaar12gemessen.
• Die Leitfähigkeitsdifferenz zwischen den Elektrodenpaaren 8 und 12 wird elektronisch nach bekannten Verfahren automatisch gebildet und zur Anzeige gebracht. Sie bildet ein Maß für die im Meßgas vorhandene Mange der Meßkomponente. Das mit dieser Meßkomponente beladene Wasser fließt hinter dem Elektrodenpaar 12 bei 13 in eine Rücklaufleitung zum Vorratsbehälter 1, womit der Kreislauf geschlossen ist. Das Meßgas tritt bei 73 aus dem Reaktionsgefäß 7 heraus und schließlich über eine Leitung 14 ins Freie.
• Das kugelfdnnige Gebilde 15 dient zur Entgasung des Wassers, bevor die Leitfähigkeit bei 13 gemessen wird.
• Die Apparatur ist - was nicht dargestellt ist - von einem Gehäuse mit Temperaturkonstanz umgeben, da der Zeitwert und auch die Zeitwertdifferenz der Leitfähigkeit von der Temperatur abhngig ist.
• Die Absorption der Meßkomponente erfolgt nur zu einem Teil. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine 100 %ige Absorption nicht rotwendig ist, da mit der oben beschriebenen Apparatur konstante und jederzeit reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden.
• Durch das Gerät werden je nach Meßkomponente, ljeßbereich und gewinschter Ansprechzeit ca. 100 - 500 l/h Gas durchgeleitet und ca. 0,5 - 5 1 /h Wasser im Kreislauf gepumpt. Eine Ansprechzeit von wenigen Sekunden ist leicht erreichbar, so daß sich dieses Gerät insbesondere dann eignet, wenn es darauf ankommt, zum Schutz des arbeitenden Menschens die schädliche bzw. tödliche Konzentration von gift gen Bestandteilen in Gasen raschmöglich festzustellen und anzuzeigen.
• Durch den großen Gasdurchsatz machen sich Absorptionen und Desorptionen in den Zuleitungen nicht oder nur wenig bemerkbar.
• Patentansprüche .....

Claims (4)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Messen von Gasspuren in gasförmigen Medien, bei denen diese zur Reaktion mit den Gasspuren £oc-r eine Flüssigkeit geleitet werden, deren Leitfähigkeitsänderungen ein Maß für die Menge der Gasspuren ist, daudurch gekennzeichnet, daß eine Reaktionsflüssigkeit, z.B. vorzugsweise Wasser, im Kreislauf über einen Austauscher oder über ein Gefäß zur Regereration der Reaktionsflüssigkeit geführt und darin von den jeweils aufgenommenen Gassturen gereinigt wird.
2. 2. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorratsbehälter fur eire Flüssigkeit, einer mit dieser über eine Fördereinrichtung beschickten Austauscher, ein daran anschließendes Reaktionsgefäß mit Zufuhrleitung und Austrittsleitung für das Meßgas und einer Rückführleitung zum Vorratsbehälter, wobei Flektroden zwischer Austauscher und Reaktionsgefäß und zwischen diesem una dem Vorratsbehälter angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zufuhrleitung des @eßgases eine Einrichtung zur Einhaltung einer konstanten Meßgasmenge eingebaut ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese von einem Gehäuse umschlossen i9t, in deT eine jeweils konstante Temperatur gehalten wird.

   L e e r s e i t e