DD215393A1

DD215393A1 - APPARATUS FOR SAMPLING FOR THE DETERMINATION OF MERCURY IN GASES

Info

Publication number: DD215393A1
Application number: DD25037283A
Authority: DD
Inventors: Erwin Hoffmann; Christian Luedke; Johannes Tilch
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1983-04-29
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1984-11-07

Abstract

Die Erfindung ist anwendbar in der gesamten Gastechnik, vor allem im Umwelt-, Arbeits- und Gesundheitsschutz. Es soll eine einfache, leicht zu handhabende und gegen Zerstoerung bei der Probennahme gesicherte Vorrichtung vorgeschlagen werden, die bei geringem Absorptionsmitteleinsatz eine moeglichst vollstaendige Absorption des Hg aus der Probe ermoeglicht sowie auch bei wiederholtem Einsatz eine gleichbleibende Effizienz aufweist. Die Aufgabe wird geloest durch eine Vorrichtung, bei der sich in einem Probenroehrchen ein festes Absorptionsmittel befindet, welches Quecksilber durch Amalgambildung bindet, wobei erfindungsgemaess das Absorptionsmittel mechanisch federnd im Probenroehrchen oertlich fixiert ist. Zwischen einem auf der Probengaseingangsseite in das Probenroehrchen 1 ragenden ortsfesten Rohrstutzen 2 und einem unter Federdruck stehenden, im Probenroehrchen 1 freibeweglichen Andruckroehrchen 4 ist als Absorptionsmittel 3 ein Knaeuel aus Edelmetalldraht aufgenommen. Das Probenroehrchen 1 befindet sich in einem Schutzrohr 8, mit dem ausgangsseitig ein Schlauchanschluss (Saugstutzen) 9 loesbar verbunden ist. Eine Kanuele 6 dient ausgangsseitig als Probengasleitung sowie als Fuehrung fuer eine Druckfeder.The invention is applicable in the entire gas technology, especially in environmental protection, occupational health and safety. It is a simple, easy-to-use and secured against destruction during sampling device are proposed, which allows a very complete absorption of Hg from the sample with low absorption use as well as has a constant efficiency even with repeated use. The object is achieved by a device in which a solid absorbent is located in a sample tube, which binds mercury by amalgam formation, wherein according to the invention the absorbent is fixed mechanically resiliently in the sample tube. Between a protruding on the Probengaseingangsseite in the sample tube 1 stationary pipe socket 2 and a spring under pressure, freely movable in the sample tube 1 Andruckroehrchen 4 is absorbed as Absorptionsmittel 3 a Knaeuel of precious metal wire. The sample tube 1 is located in a protective tube 8, with the output side a hose connection (suction nozzle) 9 is loosibly connected. A canoe 6 serves on the output side as a sample gas line and as a guide for a compression spring.

Description

ISO 372 2ISO 372 2

-γ --γ -

Vorrichtung zur Probexmahme für di© Bestimmung von Quecksilber in GasenApparatus for measuring the presence of mercury in gases

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probennahme für die Bestimmung von Quecksilber in Gas en«. Sie ist anwendbar in der gesamten Gastechnik, vor allem aber im Umwelt-, Arbeite- und Gesundheitsschutz»The invention relates to a device for sampling for the determination of mercury in gas «. It is applicable in the entire gas technology, but especially in environmental, occupational health and safety »

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind technische Lösungen zur Probennahme für die Hg-BeStimmung bekannt, bei denen das zu untersuchende Gas, insbesondere Luft, mittels einer Pumpe oder einer anderen, ähnlich wirkenden Vorrichtung in definierter Menge durch eine Absorptionslösung oder ein Gefäß, enthaltend mit angetrockneter Absorptionslösung bedeckte Glaskugeln, gesaugt wird (DDR-Standard TGL 32 600 Bl. 07).Technical solutions for sampling for the Hg determination are known, in which the gas to be examined, in particular air, by means of a pump or other similar device in a defined amount by an absorption solution or a vessel containing glass beads covered with dried on absorption solution, is sucked (DDR standard TGL 32 600 Bl. 07).

Die Hg-BeStimmung erfolgt durch chemische Weiterbehandlung und spektralfotometrische Bestimmung eines Hg-Komplexeθ bzw. durch Austreiben des Hg aus der Lösung mit dem ReduktionsbelUftungsverfahren und Bestimmung mittels Atom-Absorptions-Spektrometrie·The Hg determination is carried out by chemical further treatment and spectrophotometric determination of an Hg complex or by expulsion of the Hg from the solution by the reduction-aeration method and determination by means of atomic absorption spectrometry.

Nachteilig bei der Naßabsorption ist, daß der Umgang mit Chemikalien geschultes Personal erfordert, daß sie mit einem hohen apparativen Aufwand verbunden ist und bei der Bestimmung niedriger Konzentrationen hohe Anforderungen an die Reinheit der Absorptionslösung gestellt werden. Dadurch ergeben sich hohe Kosten, insbesondere, da die Absorptionslösung gewöhnlich nur einmal verwendet wird. Bekannt ist auch, zur Hg-Bestimmung eine bestimmte Menge Gas, insbesondere Luft, durch Probenröhrchen zu saugen, in denen das Quecksilber durch Amalgambildung an Edelmetalloberflächen, insbesondere Gold, gebunden wird. Zur Erzielung großer Edelmetalloberflächen wird es auf spezielle Träger wie Quarzkugeln, Seesand oder Quarzwolle aufgebracht. Um eine möglichst vollständige Absorption des Hg im Probenröhrchen durch Amalgamierung zu erreichen, muß eine relativ große Menge des edelmetallbedeckten Trägers im Probenröhrchen eingesetzt werden. Zur Fixierung des Edelmetallträgers im Probenröhrchen dienen meist Pfropfen aus QuarzwolleA disadvantage of the wet absorption is that the handling of chemicals requires trained personnel that it is associated with a high expenditure on equipment and high demands are placed on the purity of the absorption solution in the determination of low concentrations. This results in high costs, especially since the absorption solution is usually used only once. It is also known to suck for Hg determination a certain amount of gas, in particular air, through sample tubes, in which the mercury is bound by amalgam formation on precious metal surfaces, especially gold. To achieve large precious metal surfaces, it is applied to special carriers such as quartz balls, sea sand or quartz wool. In order to achieve the most complete possible absorption of the Hg in the sample tube by amalgamation, a relatively large amount of the noble metal-covered carrier must be used in the sample tube. Grafting of quartz wool is usually used to fix the noble metal carrier in the sample tube

(F. Slemr, W. Seiler, G. Schuster Ber. Bunsengesellsch. Phys.Chera. 82, 1142 - 1146 (1978) ).(F. Slemr, W. Seiler, G. Schuster Ber., Bunsen Society, Phys.Chera 82, 1142-1146 (1978)).

Zur Bestimmung der im Probenröhrchen durch Amalgambildung festgehaltenen Menge Hg wird durch Erhitzen das Hg wieder freigesetzt und mit einem Gasstrom in de Absorptionsküvette eines Atomabsorptionsspektrometere transportiert und der Hg-Gehalt des Gases mittels Atom-Absörptions-Spektro'me'trie bestimmt.To determine the amount of Hg retained in the sample tube by amalgam formation, the Hg is released again by heating and transported with a gas stream into the absorption cuvette of an atomic absorption spectrometer and the Hg content of the gas is determined by atomic absorption spectroscopy.

Die bekannten technischen Lösungen weisen,erhebliche Mängel auf. -The known technical solutions have considerable shortcomings. -

Durch die wechselnde thermische Behandlung der Probenröhrchen bedingt bilden sich zwischen Röhrcheninnenwand und dem Edelmetallträger Zwischenräume aus_s durch die vermehrt Probengas strömt, ohne mit«der Edelmetalloberfläche in Kontakt zu kommen. Deshalb ist es erforderlich, die Effizienz der Röhrchen von Messung zu Messung mit relativ großem Aufwand zu prüfen. Ist das Edelmetall auf spezielle Träger, insbesondere auf solche mit schlechtem Wärmeleitvermögen, wie z, B₀ Quarz, aufgebracht, dann 1st es schwierig,· beim Freisetzen des amalgamierten Hg durch Erwärmung eine einheitliche Temperatur der Edelmetalloberfläche zu erreichen. Deshalb ist es notwendig, eine besondere Anordnung zur Temperaturkontrolle im Probenröhrchen vorzusehen»Due to the changing thermal treatment of the sample tube formed between tube inner wall and the noble metal carrier spaces from _s through which increasingly sample gas flows without coming with «the precious metal surface in contact. Therefore, it is necessary to examine the efficiency of the tubes from measurement to measurement with relatively great effort. If the precious metal is applied to special supports, in particular to those with poor thermal conductivity, such as B ₀ quartz, then it is difficult to achieve a uniform temperature of the noble metal surface when the amalgamated Hg is released by heating. Therefore, it is necessary to provide a special arrangement for temperature control in the sample tube »

Der Einsatz großer Mengen mit Edelmetall bedeckter Träger hat einen weiteren Nachteil_s der darin besteht, daß der memory-Effekt groß ist, d,h. die Abgabe des amalgamierten Hg beim Heizen nicht schnell und vollständig erfolgt« Aus diesem Grunde werden die Abheizseiten für das Probenröhrchen lang gewählt j, woraus eine relativ lange Analysenzeit resultiert.The use of large amounts of noble metal-covered carrier has a further disadvantage _s is the fact that the memory effect is large, d, h. the amalgamated Hg is not delivered quickly and completely during heating. "For this reason, the heating sides for the sample tube are selected long, which results in a relatively long analysis time.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, für die Bestimmung des Quecksilbergehaltes in Gasen, insbesondere in Luft, eine in ihrem Aufbau einfache, eine gute Haltbarkeit aufweisende, leicht zu handhabende Vorrichtung zur Probennahme verfügbar zu haben, die auch bei wiederholtem ü'icsats exakte Meßwerte liefert.The aim of the invention is to have available for the determination of the mercury content in gases, especially in air, a simple in their construction, a good durability, easy-to-use sampling device that delivers even with repeated ü'icsats exact readings.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Probennahme für die Quecksilberbestimmung derart auszubilden, daß bei geringem Absorptioneimitteleinsatz eine mög-The invention has for its object to form a device for sampling for the determination of mercury such that at low absorption agent use a possible

liehst vollständige Absorption des Hg aus der Probe erfolgt, auch bei wiederholter Probennahme das Absorptionsverhalten unverändert bleibt sowie eine leichte und reproduzierbare Freisetzung des Hg durch Erhitzen zur Mengenbestimmung mittels Atomabsorptions-Spektrometrie gewährleistet ist. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, bei der sich in einem Probenröhrchen ein festes Absorptionsmittel befindet, welches Quecksilber durch Amalgambildung bindet, wobei erfindungsgemäß das Absorptionsmittel mechanisch federnd im Probenröhrchen örtlich fixiert ist.Hg is completely absorbed from the sample, even with repeated sampling, the absorption behavior remains unchanged and a slight and reproducible release of the Hg is ensured by heating to quantify by means of atomic absorption spectrometry. The object is achieved by a device in which there is a solid absorbent in a sample tube, which binds mercury by amalgam formation, according to the invention, the absorbent is fixed mechanically resiliently in the sample tube.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in nachstehend beschriebener Weise ausgebildet. Auf der Probengaseintrittsseite ist in das Probenröhrchen ein Rohrstutzen kleineren Durchmessers eingeschmolzen« Innerhalb des Probenröhrchens befindet sich ein axial freibewegliches Andruckröhrchen, gegen dessen eine Stirnseite eine ausgangsseitig gegen ein Widerlager im Probenröhrchen abgestutzte Druckfeder angreift. Eine Kanüle ragt ausgangsseitig in das Probenröhrchen und Andruckröhrchen hinein, ' die einerseits als Probengasleitung und andererseits als Führung für die Druckfeder dient. Das Absorptionsmittel, zweckmäßigerweise ein zu einem Knäuel zusammengedrückter dünner Draht aus massivem Edelmetall, ist zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Rohrstutzens und des Andruckröhrchens federnd aufgenommen. Das Probenröhrchen ist von einem Schutzrohr umgeben, das ausgangsseitig mittels einer Zentrierhülse mit einem Schlauchanschluß lösbar verbunden ist.A preferred embodiment of the device according to the invention is designed in the manner described below. On the sample gas inlet side of the sample tube, a pipe socket of smaller diameter is melted «Inside the sample tube is an axially freely movable pressure tube, against whose one end attacks an output side abutted against an abutment in the sample tube compression spring. A cannula projects on the output side into the sample tube and pressure tube, which on the one hand serves as a sample gas line and on the other hand as a guide for the pressure spring. The absorbent, advantageously a compressed into a ball of thin solid metal wire, is resiliently received between the opposite end faces of the pipe socket and the pressure tube. The sample tube is surrounded by a protective tube, which is connected on the output side by means of a centering sleeve with a hose connection detachably.

Die Halterung des Probenröhrchens im Schutzrohr erfolgt durch einen zwischen den Stirnseiten des Schutzrohres und des Schlauchanschlusses angeordneten elastischen Ring.The holder of the sample tube in the protective tube is made by a arranged between the end faces of the protective tube and the hose connection elastic ring.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» Die zugehörige Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäß gestaltetes Probe»röhrchen für die Probennahme zur QuecksilberbeStimmung in Gasen mit Schutzrohr und Schlauchanschluß.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a sample tube designed according to the invention for sampling mercury in gases with protective tube and tube connection.

In das Probenröhrchen 1, das aus Quarz oder Glas bestehen kann, ist an der Seite des Probengaseintritts koaxial ein kurzer Rohrstutzen 2 von geringerem Durchmesser eingeschmolzen. Innerhalb des Probenröhrchens 1 befindet sich ein axial freibewegliches Andruckröhrchen 4₃ gegen dessen ausgangsseitig gerichtete Stirnseite eine gegen ein Widerlager 10 im Probenröhrchen 1 abgestützte Druckfeder 5 angreift. Eine in dem genannten Widerlager-10 zentrisch gehalterte Kanüle 6 ragt ausgangBseitig in das Probenröhrchen 1 sowie in das Andrückröhrchen 4 hinein. Sie dient einerseits als Probengasleitung und andererseits als Führung für die Druckfeder 5.· Durch diese Maßnahme kommt die Druckfeder 5 nicht mit dem unter Umständen aggressiven Probengas in Berührung. Das Absorptionsmittel 3» hier ein zu einem Knäuel zusammengedrückter Golddraht von 0,1 mm Durchmesser und 1 m Länge, ist zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des ortsfesten Rohrstutzens 2 und des freibeweglichen Andruckröhrchens 4 federnd aufgenommen»In the sample tube 1, which may consist of quartz or glass, a short pipe socket 2 of smaller diameter is melted coaxially on the side of the sample gas inlet. Within the sample tube 1 is an axially freely movable pressure tube 4 ₃ against its output side directed end face a supported against an abutment 10 in the sample tube 1 compression spring 5 engages. A cannula 6, which is held centrally in said abutment 10, protrudes into the sample tube 1 and into the pressure tube 4 on the outlet side. It serves on the one hand as a sample gas line and on the other hand as a guide for the compression spring 5. · By this measure, the compression spring 5 does not come into contact with the possibly aggressive sample gas. The absorbent 3 »here a compressed into a ball of gold wire diameter of 0.1 mm and 1 m in length, is resiliently received between the opposite end faces of the stationary pipe socket 2 and the freely movable pressure tube 4»

Zum Schutz des Probenröhrchene 1 gegen mechanische Zerstörung und Kontamination mit Hg bei der Probennahme ist es von einem Schutzrohr 8 aus Kunststoff umgeben, welches äusgangsseitig mittels einer Zentrierhülse 11 mit einem Schlauchanschluß durch Verschraubung lösbar verbunden ist. Die Halterung des Probenröhrchens 1 im Schutzrohr 8 erfolgt durch einen zwischen den Stirnseiten des Schutzrohres 8 und des Schlauchanschlusses 9 angeordneten elastischen Ring 7. Durch Anziehen der Zentrierhülse 11 nähern sich die genannten Stirnseiten, der Ring 7 veriormt sich und erzeugt die für die Halterung des Probenröhrchens 1 erforderliche radiale Anpreßkraft.To protect the sample tube 1 against mechanical destruction and contamination with Hg during sampling, it is surrounded by a protective tube 8 made of plastic, which is äusgangseitig by means of a centering sleeve 11 with a hose connection by screwing releasably connected. The holder of the sample tube 1 in the protective tube 8 is effected by a arranged between the end faces of the protective tube 8 and the hose connection 9 elastic ring 7. By tightening the centering 11, the said end sides approach, the ring 7 veriormt and generates the for holding the sample tube 1 required radial contact pressure.

Bei der Probennahme wird über den Schlauchanschluß 9 das Probengasvolumen angesaugt. Das im Gas enthaltene Quecksilber bildet mit dem Edelmetall im Probenröhrchen 1 ein Amalgam. Zur Freisetzung des Quecksilbers wird das Probenröhrchen 1 aus dem Schutzrohr 8 herausgenommen und in einem entsprechenden Qfchen ausgeheizt.During sampling, the sample gas volume is sucked in via the hose connection 9. The mercury contained in the gas forms an amalgam with the noble metal in the sample tube 1. To release the mercury sample tube 1 is removed from the protective tube 8 and baked in a corresponding Qfchen.

Eine erfindungsgemäß gestaltete Vorrichtung zur Probennahme weist gegenüber bekannten Lösungen wesentliche Vorteile auf. Sie ist einfach in ihrem Aufbau, leicht zu handhaben und gegen Kontamination und Zerstörung bei der Probennahme gesichert. Sie ändert auch bei wiederholtem Einsatz und wechselnder thermischer Belastung nicht ihre Effizienz· Durch den relativ geringen Absorptionsmitteleinsatz verkürzt sich das Ausheizen des Probenröhrchen und damit die Analysenzeit. An inventively designed device for sampling has significant advantages over known solutions. It is simple in construction, easy to handle and protected against contamination and destruction during sampling. It does not change its efficiency even with repeated use and changing thermal load. · The relatively low use of absorbents shortens the heating up of the sample tube and thus the analysis time.

Claims

Invention claim.

1. A device for sampling for the determination of mercury in gases, in which a sample tube is a solid absorbent, which binds mercury by amalgamation, characterized in that the absorbent (3) is mechanically resiliently fixed in the sample tube (1) locally.

2. Device according to item 1, characterized in that on the sample gas inlet side in the sample tube (T) a pipe socket (2) of smaller diameter melted and within the Probenröhrchejas (1) an axially freely movable Andruckröhrchen (4) is arranged, against whose one end face a on the output side against an abutment (10) in the sample tube (1) supported pressure spring (5) attacks that the output side in the sample tube (1) and the pressure tube (4) a cannula (6) protrudes _{s on} the one hand as a sample gas line and on the other hand as a guide for the Compression spring (5) is used _s and that dae absorbent (3) between the opposite end faces of the pipe socket (2) and the pressure tube (4) is added.

Device according to items 1 and 2 ₉ characterized in that the sample tube (1) by a protective tube (8) is surrounded, the output side by means of a centering sleeve (11) with a hose connection (9) is detachably connected.

4. Device according to point 3 _t, characterized in that the holder of the sample tube (1) in the protective tube (8) is formed by an elastic ring (7) arranged between the end faces of the protective tube (8) and the tube connection (9).