DD146503A1

DD146503A1 - Verfahren zur anreicherung von quecksilber aus stadtgasen

Info

Publication number: DD146503A1
Application number: DD21612679A
Authority: DD
Inventors: Dieter Fleischmann; Heinz Schwab
Original assignee: Dieter Fleischmann; Heinz Schwab
Priority date: 1979-10-10
Filing date: 1979-10-10
Publication date: 1981-02-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung von Quecksilber aus Stadtgasen. Es wird zweckmaeszig in den Laboratorien der Technischen Kontrollorganisationen der Betriebe sowie von Institutionen des Umweltschutzes eingesetzt. Erzielt werden soll ein sicherer Ueberblick ueber die Quecksilberverteilung im Stadtgasnetz. Die Aufgabe besteht in der Anreicherung von Quecksilber aus Stadtgasen, um die Erfassung im Spurenbereich der Groeszenordnung g/m&exp3! zu bestimmen. Ein unter Druck stehendes quecksilberhaltiges Stadtgas wird bis auf Umgebungsdruck entspannt und ueber einen aus zylinderfoermigen Staebchen aus Aluminiumoxid mit 18 Ma.-% Silber bestehenden Silberkontakt geleitet. Das Quecksilber wird durch Amalgambildung auf dem Silberkontakt gebunden und durch thermische Abtreibung in eine Absorptionsloesung ueberfuehrt und aus dieser mittels Reduktionsbelueftung einer atomabsorptionsspektrofotometrischen Bestimmung zugefuehrt.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Anreicherung von Quecksilber aus Stadtgasen

Anwendungsgebiet

Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren wird im Bereich der Gaswirtschaft angewendet. Es wird zweckmäßig in den Laboratorien der Technischen Kontrollorganisationen der Betriebe sowie von Institutionen des Umweltschutzes eingesetzt, um die zur Verteilung gelangenden Stadtgase hinsichtlich ihres Gehaltes an Quecksilber überprüfen zu können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die Bestimmung des Quecksilbergehaltes in Erdgasen wird nach der Kaliumpermanganat-Dithizonmethode vorgenommen. Zur Anreicherung des Quecksilbers wird das Gas durch eine schwefelsaure Kaliumpermanganatlösung geleitet, wobei das Quecksilber durch Redoxreaktion als Quecksilbersulfat gebunden wird. Dieses für Erdgas gebräuchliche Anreicherungsverfahren ist für Stadtgase insbesondere für solche mit einem erhöhten Gehalt an ungesättigten organischen Verbindungen nicht anwendbar, da das Kaliumpermanganat mit diesen Stoffen zu unaktivem Braunstein reagiert und deshalb das Quecksilber nicht mehr quantitativ angereichert werden kann. Bekannt ist, daß eine Entfernung von Quecksilber neben der Sorption an Aktivkohle,

Braunstein und Kaiiumpermanganat auch durch Amalgambildung mit Silber erfolgen kann.

Die bisher bekannten Verfahren beschränken sich auf die großtechnische Reinigung von quecksilberhaltigen Erdgasen» z.T. in Verbindung mit Tieftemperaturäbscheidung bis auf einen Restgehalt an Quecksilber von etwa o,o2 mg/m . Über die Quecksilberanreicherung aus Stadtgasen sind keine Veröffentlichungen bekannt.

Die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Lösung ist erstmalig für dieses technische Sachgebiet relevant.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, einen gesicherten Überblick über die Quecksilberverteilung im Stadtgasnetz zu erhalten und darauf aufbauend Maßnahmen zur Einhaltung der Gesetzlichkeit bezüglich der Toxizität des Gases im Interesse des Umweltschutzes abzuleiten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe besteht in der Anreicherung von Quecksilber aus Stadtgasen, um die Erfassung im Spurenbereich der Größenordnung g je m^ zu bestimmen.

Das gegenwärtig von maßgeblichen gaserzeugenden Betrieben abgegebene Stadtgas enthält als Zumischkomponente quecksilberhaltiges Erdgas. Entsprechend des Mischungsverhältnisses Erdgas -zu Mischgas stellt sich im Stadtgas ein be-.stimmter Quecksilbergehalt ein, der nicht dem theoretisch vorauszusagenden Wert entspricht. Zum Schutz der Verbraucher vor zu hohen Quecksilberkonzentrationen im Stadtgas ist eine ständige Erfassung des genauen Quecksilbergehaltes unbedingt erforderlich.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht erstmalig die quantitative Anreicherung von Quecksilber aus Stadtgasen mit einem Quecksilbergehalt, der noch unter dem MAK-Wert

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von o,oo5 mg/m liegen kann.

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Durch den Einsatz des neuen Sorptionsmittels Silberkontakt, bestehend aus zylinderförmigen Stäbchen aus Aluminiumoxid mit 18 Masse-^ Silber, wird überraschenderweise erreicht, daß eine bisher nicht durchführbare Anreicherung von Quecksilber aus Stadtgasen vollständig erfolgen kann. Im Gegensatz zur bisher angewendeten Kaliumpermanganatlosung reagiert dieser Kontakt nicht mit Gasinhaltsstoffen und somit behält er während des gesamten Anreicherungsvorganges seine quecksilberentfernende Wirkung bei« Versuche mit Testgasen in den für Stadtgase interessierenden Quecksilberkonzentrationsbereichen von o,o1 bis o,4 mg/m zeigten, daß eine quantitative Anreicherung auf dem Silberkontakt erfolgt. Die Wiederfindungsraten liegen im Bereich von 96 - 1oo # des Ausgangswertes, unabhängig von der vorgegebenen Konzentration. Mit dem Einsatz dieses neuen Anreicherungsverfahrens ist die Voraussetzμng für eine Erfassung der Quecksilberanteile in Stadtgasen im vorgegebenen Spurenbereich geschaffen worden. Das Prinzip des Verfahrens besteht darin, daß ein unter Druck stehendes quecksilberhaltiges Stadtgas nach der Entspannung auf Umgebungsdruck über den Silberkontakt geleitet wird» Dabei erfolgt die Anreicherung des Quecksilbers durch Amalgambildung auf den Kontakt bis zu einer analytisch nicht mehr zu erfassenden Restkonzentration, die in jedem Pail unter dem derzeitigen MIK-Wert von o,ooo3 mg/mr liegt,

Ausführungsbeispiel

Die Realisierung des der Erfindung zugrunde liegenden Verfahrens erfolgt in der Weise, daß an einer vorgegebenen Probenahmestelle einer Stadtgasleitung das unter Druck stehende Gas mittels eines Druckminderers auf Umgebungsdruck entspannt wird. Das Gas passiert nach der Entspannungs· stelle ein Quarzglasröhrchen (länge 25o mm, Durchmesser mm), welches auf eine länge von 1oo mm mit Silberkontakt . gefüllt ist. Der Kontakt besteht aus zylinderförmigen Stäbchen aus Aluminiumoxid mit 18 Masse-^ Silber. Der Volumenstrom während der Anreicherung beträgt 1oo l/h.

An die Sorptionseinrichtung schließt sich ein Strömungsmesser zur Kontrolle des Yolumenstromes und daran ein Gaszähler zur Ermittlung des durchgeleiteten Volumens an. Während des Durchleitens des Gases durch den Silberkontakt erfolgt die quantitative Anreicherung von Quecksilberspuren aus dem Gas bis zu einer analytisch einwandfrei auswertbaren Konzentration, ohne daß während der gesamten Anreicherungszeit eine Beeinträchtigung der H-

entfernenden Wirkung des Kpntaktes zu verzeichnen ist. Die analytische Bestimmung kann durch thermisches Abtreiben der angereicherten Quecksilberanteile (z.B. mittels Stickstoff) und anschließende atomspektrofotometrische Auswertung realisiert werden.

Claims

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Erf indungs ans pru eh.

Verfahren zur Anreicherung von Quecksilber aus Stadtgasen, insbesondere aus solchen mit erhöhtem Anteil an ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen zum Zwecke der Erfassung im Spurenbereich (Größenordnung: je m ), dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Druck stehendes quecksilber- ' haltiges Stadtgas bis auf Umgebungsdruck entspannt und über einen aus zylinderförmigen Stäbchen aus Aluminiumoxid mit 18 Kasse-^ Silber bestehenden Silberkontakt geleitet wird, das Quecksilber durch Amalgambildung, auf dem Silberkontakt gebunden und durch thermische Abtreibung in eine Absorptionslösung überführt und aus dieser mittels Reduktionsbelüftung einer atomabsorptionsspektrofotometrischen Bestimmung zugeführt wird.