DE1006630B

DE1006630B - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von oxydationsfaehigen Bestandteilen in sauerstoffreichen Traegergasen, insbesondere von Loesemitteln in Luft

Info

Publication number: DE1006630B
Application number: DEL21752A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Bratzler; Heinrich Kleemann
Original assignee: LABORATORIUMS fur ADSORPTIONS
Current assignee: LABORATORIUMS fur ADSORPTIONS
Priority date: 1955-04-16
Filing date: 1955-04-16
Publication date: 1957-04-18

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von oxydationsfähigen Bestandteilen in sauerstoffreichen Trägergasen1 insbesondere von Lösemitteln in Luft Es ist bekannt, die Konzentration von in sauerstoffreichen Gasen enthaltenen Stoffen, beispielsweise in Luft enthaltenen Lösemitteln, in Rauchgasen enthaltenen unverbrannten Stoffen od. dgl., in der Weise zu bestimmen, daß die Gase über einen Katalysator geleitet und die durch Verbrennung der Stoffe entstehende Verbrennungswärme hierbei gemessen wird.
Diese bekannte Arbeitsweise hat den Nachteil. daß die in den Gasen enthaltenen Stoffe nicht in allen Fällen vollständig verbrennen, da die Temperatur, mit der sie der katalytischen Behandlung unterworfen werden, meist zur vollständigen Verbrennung der oxydierbaren Stoffe nicht ausreicht. Man kann die katalytische Verbrennung naturgemäß durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch ausreichende Vorwärmung der Gase od. dgl., so fördern, daß sie vollständig, zumindest nahezu vollständig vor sich geht.
Derartige Maßnahmen bedingen jedoch einen zusätzlichen Arbeitsaufwand und auch zusätzliche Apparaturen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren liegt darin, daß bei ihnen die bei der Verbrennung entstehende Temperatur als solche gemessen wird, d. h. die Temperatur, auf welche das Gas vorgewärmt wurde, zuzüglich der Temperaturerhöhung, die durch die Oxydation eingetreten ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration katalytisch oxydierbarer Stoffe in sauerstoffreichen Trägergasen, insbesondere von Lösemitteln, wie Benzin, Benzol, Toluol Ester, Alkohole in Luft, und besteht darin, daß der Gehalt der Stoffe in den Gasen durch Messung der Differenz zwischen der zur Reaktion notwendigen Mindesttemperatur des Gases zu Beginn und der Temperatur am Ende der katalytischen Reaktion bestimmt wird. Auf diese Weise wird nur die der Verbrennungswärme proportionale Temperaturerhöhung und nicht die im Katalysatorbett sich einstellende absolute Höhe der Temperatur gemessen. Infolgedessen ist die Messung von der Höhe der Temperatur des Gases vor Beginn der katalytischen Reaktion unabhängig.
Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend näher erläutert.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem von einer Wärmeisolation 2 umgebenen Metallblock 1, der auf einem elektrischen Heizkörper3 angeordnet ist. Die Stromzu- bzw. -abführung 4 zum Heizwiderstand 5 ist durch den Metallblock 1 hindurchgeführt. und zur selbsttätigen Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur im Metallblock sind ein Wärmefühler 6/7 und ein mit diesem zusammenwirkender Temperaturregler 8 bekannter Art vorgesehen.
In dem Metallblock ist eine einen Katalysator 9 enthaltende, aus einem Isolationsmaterial bestehende Röhre 10 od. dgl. angeordnet, in die von unten ein ebenfalls in dem Metallblock liegender Zuleitungs kanal 11 für das zur Messung bestimmte Gas mündet.
In dem Metallblock ist weiterhin noch eine Bohrung 12 vorgesehen, die zur Aufnahme einer Lötstelle 13 eines Thermoelementes dient, dessen andere Lötstelle 14 in der Katalysatormasse 9 liegt. Die Drähte 15 des Thermoelementes sind an ein Gerät 16 zur Messung der Thermospannung angeschlossen.
Die Zuführung der Gase zu dem Gerät erfolgt über eine Leitung 17, in die ein Druckregler 18 und ein Strömungsmesser 19 eingebaut sind. 20 ist ein Regulierventil.
Die dargestellte und beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zur Messung von beispielsweise Alkohol in Luft wird zunächst der Metallblock 1 unter Einschaltung des Heizkörpers 3 auf die reaktionsnotwendige Mindesttemperatur von 2500 C erhitzt und mit Hilfe des einstellbaren Temperaturreglers 6/8 konstant auf dieser Temperatur gehalten. Bei der Blocktemperatur von 2500 C wird die Luft über die Zuleitung 17, den Druckregler 18, den Gasmesser 19 und das Regulierventil 20 in den Kanal 11 geleitet, in dem sie auf die dem Metallblock 1 erteilte Temperatur aufgeheizt wird. Von dem Kanal 11 tritt die so aufgeheizte Luft in die Katalysatormasse 9 ein. Die Katalysatormasse besitzt zunächst ebenfalls die Temperatur des Aluminiumsblocks, erwärmt sich jedoch infolge Verbrennung des durch den Katalysator streichenden Lösemittels in dem vorhandenen Luftüberschuß zusätzlich.
Diese zusätzliche Erwärmung ist, da sich zwischen der Katalysatormasse und dem Aluminiumblock die Isolierschicht 10 befindet, der zugeführten Lösemitteldampfmenge proportional. Da auch die Luftströmungsgeschwindigkeit konstant gehalten wird, ist die Temperaturerhöhung auch der Lösemittelkonzentration proportional, so daß durch Messung der Temperaturdifferenz die Bestimmung der Lösemittelkonzentration möglich ist. Die Temperaturdifferenz wird mit Hilfe des Thermoelementes 13 festgestellt und ist an dem Spannungsmesser ablesbar.
Wie aus der vorstehenden Darstellung ohne weiteres erkennbar ist, wird nicht die absolute Temperatur des Katalysatorbettes gemessen, sondern nur die im Vergleich zur Temperatur des Metallblocks relative Temperatur. Dies hat den Vorteil, daß die Temperaturmessung von der für jedes Lösemittel besonders eingestellten Blocktemperatur unabhängig ist und daß der im allgemeinen beschränkte Meßbereich des für die Thermospannung verwendeten Millivoltmeters für alle Messungen ausreicht.
Die beschriebene Meßvorrichtung gestattet die reproduzierbare Messung praktisch sämtlicher verbrennbarer Stoffe, die im Gemisch mit sauerstoffreichen Trägergasen vorkommen. Die Messung ist unabhängig vom zufälligen Wassergehalt der Luft. Es ist lediglich die für die Verbrennung eines bestimmten Lösemittels notwendige Temperatur des Metallblocks einzustellen.
Die Vorrichtung ist nicht nur zur unmittelbaren Messung der Konzentration eines Lösemittels in Luft geeignet, sondern kann auch zur Steuerung von Ver- fahren verwendet werden, in denen Gemische von Luft und Lösemitteln auftreten. Hierzu wird die von der Lösemittelkonzentration abhängige Thermospannung in bekannten Weise verstärkt und zur Betätigung einer Schaltautomatik verwendet.

Claims

PATENTANsPRÜcHE: 1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von oxydationsfähigen Bestandteilen in sauerstoffreichen Trägergasen, insbesondere von Lösemitteln in Luft, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der oxydationsfähigen Bestandteile in den Gasen durch Messung der Differenz zwischen der reaktionsnotwendigen Mindesttemperatur des Gases zu Beginn und der Temperatur am Ende der katalytischen Reaktion bestimmt wird.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen von einer Wärmeisolation (2) umgebenen elektrisch beheizbaren Metallblock (1), dessen Temperatur durch einen Temperaturregler (8) auf konstanter Höhe zu halten ist, ein in dem Metallblock angeordnetes, gegen das Blockmaterial isoliertes Katalysatorbett (9), in das ein ebenfalls im Metallblock liegender Zuleitungskanal (11) mündet, ein an einen Spannungsmesser angeschlossenes-Thermoelement, dessen eine Lötstelle im Katalysatorbett (9) und dessen andere Lötstelle im Metallblock (1) liegt, sowie durch einen Druckregler (18), einen Strömungsmesser (19) und ein Regulierventil (20) in der Zuführungsleitung (17) für das Gas.
3. Vorrichtung nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Schaltautomatik zur Steuerung von Verfahrensvorgängen gekuppelt ist.