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Verfahren zur visuellen Identifizierung eines im Normalzustand farblosen Treibgases bzw. Brenngases
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Nachweis von Gasleckstellen verwendet werden.
Ausserdem setzt der Austritt von Treib- bzw. Brenngas durch Leckstellen die effektive Kapazität eines Verteilersystems herab. Bisher beruhten der Nachweis und die Lokalisierung von Treibgas- bzw.
Brenngasleckstellen auf den verschiedensten physikalischen und chemischen Prinzipien, die teuer sind und komplizierte und teure Einrichtungen und geschultes technisches Personal erfordern. Am häufigsten wird eine Anzeigevorrichtung für brennbares Gas verwendet, die auf dem gesteuerten Ansaugen einer Probe der zu prüfenden Atmosphäre über ein katalytisches Verbrennungselement mit einem heissen Draht beruht. Durch die Verbrennungswärme wird der elektrische Widerstand des Drahtes erhöht, was als Grundlage für die Bestimmung der in der Probenatmosphäre vorhandenen Menge brennbaren Gases verwendet wird. Es wurden auch Infrarotgasdetektoren verwendet, die auf Lastwagen oder Automobile montiert werden müssen, da sie mit umfangreichen Einrichtungen verbunden sind.
Stethoskope, Schalllecksucher, Massenspektrometer und sogar dressierte Hunde wurden zum Aufspüren von Leckstellen in Treibgas- bzw. Brenngashauptleitungen verwendet. Auch wurden stark riechende Verbindungen in Gasleitungen gegeben, so dass Leckstellen mittels des Geruchsinnes festgestellt werden konnten. Ferner wurden Gasen radioaktive Gase zugesetzt, um das Auffinden von Leckstellen mit speziellen Detektorinstrumenten und geschultem Personal zu ermöglichen.
Ziel der Erfindung ist, Treibgase bzw. Brenngase sichtbar zu machen, beispielsweise durch Färben, um das Entweichen derselben aus Leitungen, Behältern u. dgl. visuell nachweisen zu können und ein sichtbares Warnsignal zur Verfügung zu haben, wenn eine Leckstelle auftritt, und um die Gase vor der Verwendung oder während des Durchströmens durch Leitungen leicht identifizieren zu können, so dass die Gasströmung durch durchsichtige Fenster in den Leitungen beobachtet werden kann.
Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein zur Durchführung des Identifizierungsverfahrens besonders geeignetes Gemisch, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus einem im wesentlichen farblosen Treibgas bzw. Brenngas zusammen mit einem Farbeffekte, Rauchwirkungen od. dgl. ergebenden Anzeigemittel in zur Sichtbarmachung des Treib- bzw. Brenngases ausreichender Menge besteht. Das Treibgas bzw. Brenngas ist also beim Entweichen in die Atmosphäre als gefärbtes Gas oder Rauch sichtbar.
Die Erfindung stellt ein einfaches Mittel zum Nachweis von Gasleckstellen durch Zusatz eines Anzeigemittels zu dem Gas zur Verfügung. Wenn ein solches, ein Anzeigemittel enthaltendes Gas in Behältern aufbewahrt oder durch Gashauptleitungen oder Rohre befördert wird, lassen sich alle Leckstellen, die sich etwa bilden können, leicht und sofort visuell durch das entweichende sichtbare Gas feststellen, ohne dass irgendeine spezielle Einrichtung der bisher verwendeten Art erforderlich ist. Unter der Erde oder im Dunkeln können derartige Leckstellen ausserdem durch Infrarotphotographie nachgewiesen werden. Die Erfindung ist besonders nützlich zum Nachweis von Leckstellen in Erdgasleitungssystemen an verschiedenen Stellen auf dem Wege zum Endverbraucher.
Es wird eine ausreichende Menge des gewählten anorganischen oder organischen Anzeigemittels, das beständig ist und mit dem Treibgas bzw. Brenngas nicht reagiert, zugesetzt, so dass das Treibgas bzw. Brenngas beim Entweichen in die Atmosphäre oder beim Betrachten durch ein durchsichtiges Fenster oder durch eine durchsichtige Leitung für das Auge sichtbar ist. Es versteht sich, dass das zugesetzte Anzeigemittel gewünschtenfalls am Abgabeende der Leitung vor der Verwendung entfernt werden kann. Das Anzeigemittel kann mittels beliebiger bekannter Verfahren, wie beispielsweise Adsorption oder Absorption in einem geeigneten Medium, Umsetzung mit gewählten Reaktionspartnern oder Trennung auf Grund verschiedener Diffusionseigenschaften, entfernt werden.
Diazomethan, das unter Normalbedingungen ein gelbes Gas ist, ist ein Beispiel eines Anzeigemit- : els, das Erdgas in Mengen von zirka 10 bis 20 Vol. -"/0 zugesetzt werden kann, wobei sich eine ausgeprägte Farbe ergibt. Andere gefärbte Gase, die in geeigneten Mengen verwendet werden können, sind Zhlormonoxyd, ein gelbrotes Gas, Chlordioxyd, ein rötlichgelbes Gas, Distickstofftrioxyd, ein röt- : ichbraunes Gas, Stickstofftrioxyd, ein bläuliches Gas, Nitrosylbromid, ein bräunliches Gas, Nitrosyl- : florid, ein gelbes Gas, Nitrylchlorid, ein blassgelb-braunes Gas, Stickstoffdioxyd oderStickstoff- : etroxyd, ein rötlichbraunes Gas. Treibgasen bzw.
Brenngasen kann auch elementares Chlor, dasein yrünliches Gas ist, oder elementares Brom, das ein bräunlichrotes Gas ist, zugesetzt werden, um dem
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: Jas nicht mit etwa vorhandener Feuchtigkeit reagiert oder mit dem Behälter oder der Leitung, in der las Gas vorhanden ist, reagiert oder diese korrodiert. Das Gas sollte natürlich mit dem zugesetzten chlor oder Brom auch nicht zu reagieren vermögen. Einem zu färbenden Gas kann auch ein geeignetes
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reaktionsfähiges Mittel zugesetzt werden, so dass das zugesetzte Mittel mit dem gesamten Gas oder einem Teil desselben reagiert und das Gas färbt.
Erfindungsgemäss kann Treibgasen bzw. Brenngasen auch ein Anzeigemittel zugesetzt werden, das wie Titantetrachlorid oder Stannichlorid beim Entweichen in die Atmosphäre einen sichtbaren Rauch erzeugt. Auch kann man pyrophore Substanzen zusetzen, die mit dem Sauerstoff der Luft spontan reagieren und eine sichtbare Flamme oder einen sichtbaren Rauch erzeugen, wenn sie in die Atmosphäre entweichen, wie beispielsweise Dimethylarsin, Borhydrid und Phosphin.
Auch Phosphordämpfe, die beim Entweichen in die Atmosphäre im Dunkeln phosphoreszieren können, können als Anzeigemittel verwendet werden. Verschiedenen Gasen können auch Naphthalin- oder Quecksilbermetalldämpfe zugesetzt werden, so dass sie im ultravioletten Licht fluoreszieren.
Für die Erfindung besonders geeignete Anzeigemittel sind ausgewählte, im Normalzustand gasförmige oder flüchtige Metallhydride, Metallalkyle, Metallalkylhalogenide und Metallalkylhydride. Diese Mittel werden Treibgasen bzw. Brenngasen in einer solchen Menge zugesetzt, dass beim Entweichen des diese Mittel enthaltenden Gases oder beim Austritt desselben durch Leckstellen in die normale Atmosphäre ein sichtbares Signal oder ein sichtbarer Rauch erzeugt wird. Diese zugesetzten Anzeigemittel sind vorzugsweise Substanzen, die leicht verflüchtigt, mit dem Gas gemischt und mit dem Gas in einer Leitung befördert werden können. Wenn sich eine Leckstelle bildet, reagiert das zugesetzte Mittel mit dem Sauerstoff und/oder der Feuchtigkeit in der Luft und erzeugt einen sichtbaren Rauch.
Für das Beimischen zu Treibgasen bzw. Brenngasen geeignete Mittel sind auch ausgewählte Siliciumhydride und Borhydride. Die Mittel können auch Verbindungen der Formel MRnX3-n sein, worin M Aluminium oder Bor, R eine aliphatische oder olefinische unverzweigte, verzweigte oder cyclische organische Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, X Wasserstoff oder Chlor, Brom, Jod oder Fluor und n eine ganze Zahl von mindestens 1 bedeuten.
Spezifische Beispiele von derartigen Mitteln sind Triäthylaluminium, Äthylaluminiumsesquichlo-
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rid, Diisobutylaluminiumhydrid, Triisohexylaluminium, Tri-n-hexylaluminium, Tri-n-octylaluminium, Tri-n-butylaluminium, Tri-n-decylaluminium, Aluminiumlsoprenyl, Tri-n-propylalumlnium, Triisopropylaluminium, Tri-n-butylaluminium und Tricyclohexylaluminium. Den vorstehend erwähnten Aluminiumverbindungen analoge Borverbindungen können ebenfalls verwendet werden, beispielsweise Bortriäthyl, Bordiäthylbromid usw.
Andere geeignete derartige Mittel sind Verbindungen der Formel ZR'Xg, worin Z Zink oder Cadmium, R'eine aliphatische unverzweigte, verzweigte oder cyclische organische Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, X Wasserstoff oder Chlor, Brom, Jod oder Fluor und n eine ganze Zahl von mindestens 1 bedeuten.
Spezifische Beispiele derartiger Verbindungen sind Diäthylzink, Di-n-butylzink, Diäthylcadmium, Diisobutylcadmium, Dioctylzink und Dicyclohexylzink.
Diese Mittel können Treibgasen bzw. Brenngasen in Konzentrationen im Bereich von zirka 0, 01 bis zirka 10 Gew. -0/0, bezogen auf das Gas, zugesetzt werden. Sie können auch zweckmässig in Lösung in geeigneten Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Butan, Hexan, Heptan usw., zugesetzt werden. Wenn die Treibgase bzw. Brenngase, die das Anzeigemittel enthalten, in die Atmosphäre entweichen, erzeugen sie einen sichtbaren Rauch. Wenn diese das Zusatzmittel enthaltenden Gase in die Atmosphäre entweichen, reagiert auch das Anzeigemittel exotherm mit dem Sauerstoff der Atmosphäre, so dass unterirdisch oder im Dunkeln Wärme erzeugt wird, die durch Infrarotphotographie nachgewiesen werden kann. Wenn die die Zusatzmittel enthaltenden Gase verbrannt werden, liefern sie, je nach den speziellen verwendeten Anzeigemitteln, leuchtende oder gefärbte Flammen.
Beispielsweise liefern Boralkyle eine grüne Flamme, Zinkalkyle eine grüne bis blaue Flamme und Aluminiumalkyle eine leuchtende Flamme. Ein Gemisch von 85% Triäthylboran und 15% Diäthylzink hat sich als für die Beimischung zu Treibgasen bzw. Brenngasen in Mengen von 0, 05 bis 25% geeignet erwiesen. Der Zusatz von 25 Gew. -0/0 Triäthylaluminium, das eine Spur Diäthylzink enthält, in Kohlenwasserstofflösung ist für den Nachweis von Leckgasen brauchbar. Bei Verwendung übergrosser Mengen Diäthylzink können sich die Brennerdüsen zusetzen und kann sich Zinkoxyd abscheiden. Jedoch könnte die Verstopfung der Düsen vermieden werden, wenn man das das Anzeigemittel enthaltende Treibgas bzw.
Brenngas durch ein vor dem Brenner angebrachtes geeignetes Waschfilter leitete.
Es ist offensichtlich, dass auf Grund der Lehren der Erfindung andere spezielle Anzeigemittel mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften für das Mischen mit Treibgasen bzw. Brenngasen
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leicht ausgewählt werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur visuellen Identifizierung eines normalerweise farblosen Treibgases bzw. Brenngases, vorzugsweise Erdgas, Leuchtgas, Wassergas, Generatorgas, Butan, Propan, Äthylen, Propen, Buten oder Acetylen, während es sich in einem geschlossenen Behälter oder in einer geschlossenen Rohr- leitung befindet, und/oder zum Nachweis des Austrittes von Leckgas aus dem Behälter oder der Leitung, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Treibgas bzw. Brenngas ein Farbeffekte, Rauchwirkungen od. dgl. ergebendes Anzeigemittel zumischt und das das Anzeigemittel enthaltende Gas durch eine Leitung leitet oder in einem Behälter aufbewahrt, wobei das Anzeigemittel in dem Treibgas bzw.
Brenngas in einer ausreichenden Menge vorliegt, die es ermöglicht, das Gas durcheinen durchsichtigen Teil des Behälters oder der Leitung bzw. beim Entweichen des Gases oder beim Austritt desselben durch Leckstellen in die Atmosphäre sichtbar zu machen.