DE102009017932A1 - Continuous quantitative determination of oxidizable chemical compound, preferably hydrocarbons and other chemical ingredients in various areas of industry and research, involves taking sample from experimental media - Google Patents

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Abstract

Continuous quantitative determination involves taking sample from experimental media, where the sample is divided into two equal parts. The former portion is fed in a measurement side (1) of a measuring device (2), while the latter portion is supplied in a comparison kit (3) of the measuring device. The measurement side and comparison side have same volume and same geometric structure. The former portion is oxidized in a reactor (4) at elevated temperature to form gaseous reaction products, where the latter portion is heated in a furnace (5). Continuous quantitative determination involves taking sample from experimental media, where the sample is divided into two equal parts. The former portion is fed in a measurement side of a measuring device, while the latter portion is supplied in a comparison side of the measuring device. The measurement side and comparison side have same volume and same geometric structure. The former portion is oxidized in a reactor at elevated temperature to form gaseous reaction products, where the latter portion is heated in a furnace. An equal and parallel mass flow is set for the both portions. The mass flow is fed to a measuring vessel (6) and reference cell (7), where concentration of oxidizable chemical components is calculated in the experimental media.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen quantitativen Bestimmung von wenigstens einer oxidierbaren chemischen Verbindung in Proben aus einem gasförmigen, flüssigem oder festen Untersuchungsmedium gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur kontinuierlichen Messung des Kohlenstoffgehaltes eines wäßrigen Untersuchsmediums, welches Kohlenwasserstoffe enthält, gemäß Anspruch 20.The The present invention relates to a continuous process quantitative determination of at least one oxidizable chemical Compound in samples from a gaseous, liquid or solid examination medium according to claim 1 and a method for continuous measurement of carbon content an aqueous investigation medium, which hydrocarbons contains, according to claim 20.

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft die quantitative Analyse und insbesondere die online-Messung für die quantitative Analyse von Kohlenwasserstoffen (KW) in Untersuchsmedien aller Art, beispielsweise Gasen, insbesondere unter Überdruck stehenden Gasen wie z. B. Druckluft.The This application relates to quantitative analysis and especially the online measurement for quantitative analysis Hydrocarbons (HC) in all types of media, for example Gases, in particular gases under overpressure, such as z. B. compressed air.

In vielen technischen Bereichen, in denen Druckgase zum Einsatz kommen, ist es wichtig, den Gehalt an unerwünschten Verunreinigungen wie beispielsweise KW aber auch NOx und/oder den Schwefelgehalt zu kennen, um eine Aussage über die Qualität oder die Verwendbarkeit des Druckgases zu treffen. So gelten beispielsweise unterschiedliche Anforderungen für den Maximalgehalt an KW für Atemgase und solche, die im industriellen Bereich, z. B. im Bereich der Pneumatik zum Einsatz gelangen. Während bei Atemgasen nur Spuren an KW ohne Gefahr der Schädigung der Lunge, z. B. durch ein toxisches Lungenödem, im Atemgas vorhanden sein dürfen, gelten für industrielle Anwendungen höhere Grenzwerte. Jedoch ist beispielsweise ein zu hoher KW-, NOx- und/oder Schwefelgehalt beispielsweise für Dichtungen aus Polymermaterial kritisch, so dass vorzeitiger Verschleiß und/oder Sicherheitsrisiken beim Betrieb pneumatischer Anlagen auftreten können.In many technical areas, in which compressed gases are used, it is important to know the content of undesirable impurities such as HC but also NO x and / or the sulfur content in order to make a statement about the quality or usability of the compressed gas. For example, different requirements apply to the maximum content of HC for respiratory gases and those in the industrial sector, eg. B. in the field of pneumatics used. While in respiratory gases only traces of HC without risk of damage to the lungs, z. B. by a toxic pulmonary edema, may be present in the breathing gas, higher limits apply to industrial applications. However, for example, an excessively high HC, NO x and / or sulfur content is critical, for example, for seals made of polymer material, so that premature wear and / or safety risks can occur during the operation of pneumatic systems.

Derartige KW-Belastungen, resultieren jedoch auch – je nach Untersuchungsmedium – aus einer Vielzahl von Substanzen, insbesondere organischen Lösungsmitteln, Pestiziden, Pharmazeutika, Öl und anderen Schmierstoffen, Benzin, Frostschutz- und Enteisungsmitteln. Somit liegen die Einsatzbereiche zur Messung von KW – neben dem oben erwähnten Druckgasbereich – in Kraftwerken, Erdölraffinerien, der chemischen Industrie, Lebensmittelindustrie, Textil- und Papierindustrie, Klärtechnik sowie Flughäfen.such KW loads, however, also result - depending on the investigation medium - from a variety of substances, in particular organic solvents, Pesticides, pharmaceuticals, oil and other lubricants, Petrol, antifreeze and de-icing agents. Thus, the areas of application lie for the measurement of HC - in addition to the above-mentioned pressure gas range - in Power plants, oil refineries, the chemical industry, Food industry, textile and paper industry, sewage treatment as well as airports.

Aufgrund der aufgezeigten enormen Bedeutung sind zuverlässige Verfahren zur Bestimmung von KW in Untersuchungsmedien – im Beispielsfall der Druckgase schon bei der Herstellung von komprimierten Gasen und im Endprodukt – sowie zur Prozess- und Qualitätskontrolle in den oben erwähnten Bereichen wünschenswert.by virtue of The tremendous importance shown here are reliable procedures for the determination of HC in examination media - in the example of Compressed gases already in the production of compressed gases and in the final product - as well as for process and quality control desirable in the above-mentioned areas.

Hierzu sind aus dem Stand der Technik eine Reihe von Verfahren und Messvorrichtungen bekannt, mit denen grundsätzlich der KW-Anteil, NOx- und Schwefelgehalt in einem Medium gemessen werden kann, jedoch liegen deren Nachweisbarkeitsgrenzen im Wesentlichen im ppm (part per million)-Bereich und lassen somit Konzentrationsmessungen, bezogen auf das „Normalkubikmeter” von ca. > 1 mg/Nm3 Untersuchungsmedium zu. Ein Normkubikmeter [Nm3] in der Druckluftindustrie und für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist das „Normvolumen” eines Gases, angegeben für einen Druck von 1,013 bar und einer Temperatur von 20°C bei 0% Luftfeuchtigkeit.For this purpose, a number of methods and measuring devices are known from the prior art, with which in principle the HC content, NO x - and sulfur content can be measured in a medium, but their detectability limits are essentially in the ppm (part per million) range and thus allow concentration measurements, based on the "normal cubic meter" of about> 1 mg / Nm 3 of assay medium. A standard cubic meter [Nm 3 ] in the compressed air industry and for the purposes of the present invention is the "standard volume" of a gas, expressed as a pressure of 1.013 bar and a temperature of 20 ° C at 0% humidity.

Im Stand der Technik werden KW in der Regel in Proben aus einem Untersuchungsmedium durch vollständige Verbrennung zu CO2 oxidiert und das entstandene CO2 mittels photospektroskopischer Verfahren, beispielsweise durch IR-Absorption quantitativ, kalibriert mit vorgegebenen Standards, gemessen und dann der KW-Gehalt typischerweise anhand des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) bestimmt. Analog können NOx (als NO2) und Schwefelgehalt SOx (als SO2) anhand ihrer Oxidationsprodukte nach entsprechender Kalibrierung bestimmt werden.In the prior art, HC are usually oxidized in samples from a study medium by complete combustion to CO 2 and the resulting CO 2 by means of photospectroscopic methods, for example by IR absorption quantitatively, calibrated with predetermined standards, measured and then the KW content typically determined by total organic carbon (TOC). Analogously, NO x (as NO 2 ) and sulfur SO x (as SO 2 ) can be determined based on their oxidation products after appropriate calibration.

Hierzu stehen aus dem Stand der Technik eine Reihe von Geräten zur Verfügung. Hervorzuheben sind beispielsweise die im Firmenprospekt „Wasser, TOC-TO-TNb, Geräte zur Analyse und Probenaufbereitung, Technische Informationen” vom März 2007 beschriebenen Online-TOC-Analysatoren „GO-TOC 100, GO-TOC 1000 und GO-TOC P” von Gröger & Obst Vertriebs- und Service GmbH, Hans-Urmiller-Ring 24, 82515 Wolfratshausen, der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung.For this purpose, a number of devices are available from the prior art. To highlight, for example, in the company prospectus "Water, TOC-TO-TNb, Equipment for Analysis and Sample Preparation, Technical Information", March 2007 described online TOC analyzers "GO-TOC 100, GO-TOC 1000 and GO-TOC P" by Gröger & Fruit Sales and Service GmbH, Hans-Urmiller-Ring 24, 82515 Wolfratshausen, the assignee of the present patent application.

Ferner ist aus der EP 199 365 A2 ein Infrarot-Zweistrahlgasanalysator, bekannt, bei dem, die von einer Strahlungsquelle ausgehende Infrarotstrahlung mittels eines Strahlenteilers mit nachgeordnetem Lichtzerhacker in einen pulsierenden Messstrahl und einen pulsierenden Vergleichsstrahl aufgeteilt wird. Der Messstrahl durchstrahlt eine mit Messgas gefüllte Küvette, wobei eine messgasspezifische Intensitätsschwächung stattfindet, während der Vergleichsstrahl eine mit einem Vergleichsgas, vorzugsweise einem nichtabsorbierenden Inertgas, gefüllte Vergleichsküvette durchläuft. Jeder Küvette ist jeweils eine gasgefüllte Empfängerkammer nachgeordnet, in der die aus der jeweiligen Küvette austretende Strahlung durch Absorption Druckschwankungen erzeugt. Aufgrund der Vorabsorption durch das Messgas in der Messküvette sind die die in den Empfängerkammern hervorgerufenen Druckschwankungen unterschiedlich. Die resultierende Druckdifferenz wird mittels eines in einer Verbindung zwischen beiden Empfängerkammern liegenden Druck- und Strömungsdetektors erfasst, wobei durch Wichtung des dabei erhaltenen Differnezsignals ein Messwert erzeugt wird. Der Wichtungsfaktor zur Erzeugung des Messwertes läßt sich dadurch ermitteln, dass die Messküvette mit einem Kalibrier- oder Eichgas mit bekanntem Absorptionsverhalten gefüllt wird, wobei der Wichtungsfaktor so eingestellt wird, dass sich ein dem Eichwert des Kalibrier- oder Eichgases entsprechender Messwert ergibt.Furthermore, from the EP 199 365 A2 an infrared two-jet gas analyzer, known in which the infrared radiation emanating from a radiation source is divided into a pulsating measuring beam and a pulsating comparison beam by means of a beam splitter with a downstream light chopper. The measuring beam passes through a cuvette filled with measuring gas, with a measuring gas-specific intensity attenuation taking place, while the reference beam passes through a comparison cuvette filled with a reference gas, preferably a nonabsorbing inert gas. Each cuvette is in each case arranged downstream of a gas-filled receiver chamber, in which the radiation emerging from the respective cuvette generates pressure fluctuations due to absorption. Due to the pre-absorption by the sample gas in the measuring cell, the pressure fluctuations caused in the receiver chambers are different. The resulting pressure difference is determined by means of a lying in a connection between the two receiver chambers pressure and Strö detected by weighting the Differnezsignals thereby obtained, a measured value is generated. The weighting factor for generating the measured value can be determined by filling the measuring cuvette with a calibration or calibration gas having a known absorption behavior, wherein the weighting factor is set such that a measured value corresponding to the calibration value of the calibration or calibration gas results.

Eine derartige Messvorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass Schmutzeintrag in die Messküvette zu ständigen Nachkalibriereungen führt und somit ein solches Gerät nur bedingt zur Online-Messung im Dauerbetrieb geeignet ist.A However, such measuring device has the disadvantage that dirt entry into the cuvette for permanent recalibrations leads and thus such a device only conditionally suitable for online measurement in continuous operation.

Ein verbesserter Zweistrahl-Gasanalysator sowie eine verbesserte Kalibrierung derartiger Zweistrahl-Gasanalysatoren sind in DE 195 47 787 C1 und EP 780 681 B1 beschrieben. Konkrete Anwendungen sind in den zitierten Patentschriften nicht erwähnt.An improved dual-jet gas analyzer as well as improved calibration of such dual-jet gas analyzers are known in US Pat DE 195 47 787 C1 and EP 780 681 B1 described. Specific applications are not mentioned in the cited patents.

Den im Stand der Technik beschrieben Verfahren ist gemeinsam, dass sie nicht oder nur sehr begrenzt zur Online-Spurenanalytik im Bereich der KW-Analytik eingesetzt werden können:
So erfordert beispielsweise die die ISO 8573-1, -2 und -5 zur Bestimmung des zulässigen Rest-KW-Gehaltes in Druckluft bezüglich der Qualitätsklasse 1, dass die Bedingung ≤ 0,01 mg KW/Nm3 erfüllt sein muß. Hierzu ist eine quantitative Nachweisbarkeitsgrenze (LQD) von 0,001–0,002 mg KW/Nm3 Gas zwingend erforderlich.
The methods described in the prior art have in common that they can not or only to a very limited extent be used for online trace analysis in the field of HC analysis:
For example, this requires the ISO 8573-1, -2 and -5 to determine the permissible residual HC content in compressed air with regard to quality class 1, that the condition ≤ 0.01 mg KW / Nm 3 must be fulfilled. For this a quantitative detectability limit (LQD) of 0.001-0.002 mg KW / Nm 3 gas is absolutely necessary.

Momentan werden auf dem Markt keine echten Online-Messungen zur Bestimmung des Kohlenwasserstoff(KW)-Gehaltes in Luft oder anderen Gasen angeboten, die eine solche LQD von ≤ 0,001 mg KW/Nm3 Gas aufweisen und alle Kohlenwasserstoffe mit bis zu 40 C-Atomen und ihre Derivate als Summenparameter validierbar nachweisen.There are currently no real online measurements on the market to determine the hydrocarbon (HC) content in air or other gases that have such an LQD of ≤ 0.001 mg HC / Nm 3 of gas and all hydrocarbons of up to 40 C atoms and prove their derivates valid as summation parameters.

Die verfügbaren Analysensysteme für die Bestimmung von KW in Luft oder Druckluft sind entweder von der Auflösung (= Nachweisgrenze) nicht genau genug (Auflösung bis ca. 0,1 mg KW/Nm3) oder aber für den Einsatz in der Drucklufttechnik zu aufwendig, zu material- und zu wartungsintensive Laborsysteme: TOC-Systeme auf FID-Basis mit Anreicherung oder GC-MS-Systeme mit Anreicherung. Die Analysensysteme mit Anreicherungsverfahren mittels Sammelröhrchen (Trapp-Systeme) haben grundsätzlich den Nachteil, dass sie für den breiten Verbindungsbereich – KW mit 1 bis 40 C-Atome – nicht geeignet sind, da diese Systeme auf einer Anreicherung der KW in der Trapp in einer Sammelphase und einer anschließenden Desorption (meist thermisch unterstützt) in der Messphase beruhen. Bei diesem Verfahren kommt es bei größeren Molekülen zu einer nicht vollständigen Desorption. Messfehler (zu niedrige Messwerte) und Verschleppungen in spätere Messzyklen (überhöhte Messwerte) sind die Folge.The available analysis systems for the determination of HC in air or compressed air are either from the resolution (= detection limit) not accurate enough (resolution up to about 0.1 mg KW / Nm 3 ) or too expensive for use in the compressed air technology, too Material- and maintenance-intensive laboratory systems: FID-based TOC systems with enrichment or GC-MS systems with enrichment. The analysis systems with accumulation tube accumulation systems (trapp systems) generally have the disadvantage that they are not suitable for the broad range of compounds - HCs having 1 to 40 carbon atoms, since these systems accumulate in a trapping phase in a trap and a subsequent desorption (usually thermally assisted) based in the measurement phase. In this process, there is an incomplete desorption for larger molecules. Measuring errors (too low measured values) and carry-over in later measuring cycles (excessive measured values) are the result.

Ähnliche Effekte treten auch bei GC-Messungen auf. Zusätzlich kommt es beim Einsatz von Trapp-Systemen und GC-Systemen zu Totzeiten in der Online-Überwachung die bis zu 30 min und mehr (bei GC-Systemen) betragen können.Similar Effects also occur in GC measurements. In addition comes when using Trapp systems and GC systems for dead times in online surveillance up to 30 min and more (at GC systems).

Ein weiteres Problem bei diesen Messverfahren ist der hohe Bedarf an kostspieligen Reinstgasen und Kalibriergasen. Ist, wie bei FID-Systemen, Wasserstoff als Brenngas erforderlich so kommt ein erhöhtes Explosions-Risiko erschwerend hinzu.One Another problem with these measuring methods is the high demand for expensive pure gases and calibration gases. Is, as with FID systems, hydrogen as fuel gas required so comes an increased risk of explosion aggravating added.

Daher ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zuverlässiges Verfahren zur kontinuierlichen quantitativen Bestimmung von KW in einem Konzentrationsbereich von ≤ 0,001 mg KW/Nm3 Gas zur Verfügung zu stellen, wobei eine Online-Messung im Dauerbetrieb ohne aufwändige Nachkalibrierungen und Messunterbrechungen zuverlässig möglich sind.It is therefore an object of the present invention to provide a reliable method for the continuous quantitative determination of HC in a concentration range of ≦ 0.001 mg HC / Nm 3 gas, wherein an online measurement in continuous operation without complex recalibrations and measurement interruptions are reliably possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 20 gelöst.These Task is achieved by a method according to claim 1 and by a method according to claim 20 solved.

Die Unteransprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.The Subclaims represent preferred embodiments of the invention.

Grundlage der hier beschriebenen Erfindung ist der aus der Abgas- und Abwassertechnik bekannte Summenparameter TOC (Total Organic Carbon). Bei der TOC-Methode werden alle organischen Verbindungen in der Druckluft oder dem Druckgas rein quantitativ erfasst, in dem einer Totaloxidation unterzogen werden und das entstehende CO2 direkt oder indirekt gemessen wird. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass der aufsummierte Gesamtanteil an Kohlenwasserstoffen im Gasstrom als ganzes erfasst wird, und nicht aufgespalten nach einzelnen Verbindungen. Somit wird die LQD weiter abgesenkt. Messgröße des Verfahrens ist der in mg C/Nm3 umgerechnete CO2-Zuwachs durch die Totaloxidation.The basis of the invention described here is the sum parameter TOC (Total Organic Carbon) known from the exhaust gas and wastewater technology. In the TOC method, all organic compounds in the compressed air or compressed gas are measured in a purely quantitative manner, in which they undergo total oxidation and the CO 2 produced is measured directly or indirectly. The advantage of this method is that the cumulative total amount of hydrocarbons in the gas stream as a whole is detected, and not split into individual compounds. Thus, the LQD is further lowered. The measured variable of the process is the CO 2 increase converted by total oxidation into mg C / Nm 3 .

Für das erfindungsgemäß beschriebene Messverfahren kommt eine Verbrennung der Kohlenwasserstoffe bei ca. 600°C–1500°C (wenn erforderlich über einem geeigneten Katalysator) und anschließende Bestimmung der CO2-Konzentration mittels NDIR, insbesondere FT-IR-Messung zum Einsatz.For the measurement method described according to the invention is a combustion of hydrocarbons at about 600 ° C-1500 ° C (if necessary on a suitable catalyst) and subsequent determination of the CO 2 concentration by NDIR, in particular FT-IR measurement used.

In seiner breitesten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen quantitativen Bestimmung von wenigstens einer oxidierbaren chemischen Verbindung in Proben aus einem gasförmigen, flüssigem oder festen Untersuchungsmedium, wobei die Reaktionsprodukte der Oxidation spektrophotometrisch detektierbar sind, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

  • a) Nehmen einer Probe aus dem Untersuchungsmedium;
  • b) Aufteilen der Probe in zwei gleiche Teile;
  • c) Zuführen des ersten Teils der Probe [Pox] zu einer Messseite einer Messvorrichtung und Zuführen des zweiten Teils der Probe [PVgl] zu einer Vergleichsseite der Messvorrichtung, wobei die Messseite und die Vergleichsseite das gleiche Volumen und den gleichen geometrischen Aufbau aufweisen;
  • d) Oxidieren von Pox in einem Reaktor bei erhöhter Temperatur zu gasförmigen Reaktionsprodukten der Oxidation [Rox] und Erwärmen von PVgl auf eine solche Temperatur in einem Ofen, dass die zu erfassenden chemischen Verbindungen gasförmig vorliegen;
  • e) Auskondensieren von Wasser aus Rox und PVgl;
  • f) Einstellen eines gleichen Massenstroms für Rox und PVgl;
  • g) Zuführen des Rox-Massenstroms zu einer Messküvette und Zuführen des PVgl-Massenstroms zu einer Vergleichsküvette, wobei die Messküvette und die Vergleichsküvette von Licht, welches für die Detektion von Rox geeignet ist, durchstrahlt werden;
  • h) gleichzeitiges Erfassen einer Veränderung der Lichtintensität des eingestrahlten Lichtes nach Durchlauf durch Messküvette und Vergleichsküvette in einer den beiden Küvetten nachgeschalteten für Rox spezifischen Messzelle, um einen Differenzwert der Menge an Rox zwischen Messküvette und Vergleichsküvette zu bilden; und
  • i) Berechnen der Konzentration der oxidierbaren chemischen Verbindung im Untersuchungsmedium.
In its broadest embodiment, the present invention relates to a method for the continuous quantitative determination of at least one oxidizable chemical compound in samples from a gaseous, liquid or solid assay medium, wherein the reaction products of the oxidation are spectrophotometrically detectable, and wherein the process comprises the following steps:
  • a) taking a sample from the examination medium;
  • b) dividing the sample into two equal parts;
  • c) feeding the first part of the sample [P ox ] to a measuring side of a measuring device and feeding the second part of the sample [P Vgl ] to a comparison side of the measuring device, wherein the measuring side and the comparison side have the same volume and the same geometric structure;
  • d) oxidizing P ox in a reactor at elevated temperature to gaseous reaction products of the oxidation [R ox ] and heating P Vgl to such a temperature in an oven that the chemical compounds to be detected are gaseous;
  • e) Condensation of water from R ox and P Vgl ;
  • f) setting an equal mass flow for R ox and P Vgl ;
  • g) supplying the R ox mass flow to a measuring cuvette and feeding the P Vgl mass flow to a reference cuvette, the cuvette and the reference cuvette being irradiated by light suitable for the detection of R ox ;
  • h) simultaneously detecting a change in the light intensity of the irradiated light after passing through the cuvette and reference cuvette in a downstream of the two cuvettes for R ox specific measuring cell to form a difference value of the amount of Rox between cuvette and reference cuvette; and
  • i) calculating the concentration of the oxidizable chemical compound in the assay medium.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur kontinuierlichen Messung des Kohlenstoffgehaltes eines wäßrigen Untersuchsmediums, welches Kohlenwasserstoffe enthält, mit folgenden Schritten:
Nehmen einer Wasserprobe aus dem Untersuchungsmedium; Abtrennen von anorganischem Kohlenstoff aus der Wasserprobe durch Ansäuern und Vertreiben als CO2;
Zuführen des von anorganischem Kohlenstoff befreiten Wassers, welches nur noch organischen Kohlenstoff enthält, in einen Verdampfungs- und Verbrennungsraum eines Reaktors zu einer TOC-Messseite einer Messvorrichtung und Zuführen eines reinen kohlenwasserstoffreien Referenzgases (Nullgas) zu einem Reaktor einer Vergleichsseite der Messvorrichtung und dem Reaktor, wobei die Messseite und die Vergleichsseite gleiche Gasströme, das gleiche Volumen und den gleichen geometrischen Aufbau aufweisen;
Oxidieren der Kohlenwasserstoffe in dem Reaktor bei erhöhter Temperatur zu CO2 und Erwärmen des Nullgases in Reaktor auf dieselbe Temperatur;
Auskondensieren von Wasserdampf aus den die beiden Reaktoren verlassenden Gasströmen;
Zuführen des CO2-Massenstroms der Messseite zu einer Messküvette und Zuführen des Nullgas-Massenstroms zu einer Vergleichsküvette, wobei die Messküvette und die Vergleichsküvette von Licht, welches für die Detektion von CO2 geeignet ist, durchstrahlt werden;
gleichzeitiges Erfassen einer Veränderung der Lichtintensität des eingestrahlten Lichtes nach Durchlauf durch Messküvette und Vergleichsküvette in einer den beiden Küvetten nachgeschalteten für CO2 spezifischen Messzelle, um einen Differenzwert der Menge an CO2 zwischen Messküvette und Vergleichsküvette zu bilden; und Berechnen des Kohlenstoffgehaltes als TOC-Wert der Wasserprobe in dem Untersuchungsmedium.
The invention further relates to a method for continuously measuring the carbon content of an aqueous sample medium containing hydrocarbons, comprising the following steps:
Taking a water sample from the study medium; Separating inorganic carbon from the water sample by acidification and repellency as CO 2 ;
Feeding the inorganic carbon-free water containing only organic carbon into a vaporization and combustion chamber of a reactor to a TOC measuring side of a measuring device and feeding a pure hydrocarbon-free reference gas (zero gas) to a reactor of a comparison side of the measuring device and the reactor, wherein the measurement side and the comparison side have the same gas flows, the same volume and the same geometric structure;
Oxidizing the hydrocarbons in the reactor at elevated temperature to CO 2 and heating the zero gas in the reactor to the same temperature;
Condensation of water vapor from the gas streams leaving the two reactors;
Supplying the measuring side CO 2 mass flow to a measuring cuvette and feeding the zero gas mass flow to a reference cuvette, the cuvette and the reference cuvette being irradiated by light suitable for detecting CO 2 ;
simultaneous detection of a change in the light intensity of the incident light after passing through the measuring cuvette and comparison cuvette in a CO 2 -specific measuring cell downstream of the two cuvettes, in order to form a difference value of the amount of CO 2 between measuring cuvette and reference cuvette; and calculating the carbon content as the TOC of the water sample in the assay medium.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erstmals möglich, ein TOC-System für die Messung von KW mit einem LQD von 0,001 mg KW/Nm3 zur Verfügung zu stellen, mit welchem man kontinuierlich derartig geringe Mengen an KW zuverlässig online über lange Zeit messen kann.With the method according to the invention, it is possible for the first time to provide a TOC system for the measurement of HC with an LQD of 0.001 mg KW / Nm 3 , with which one can continuously reliably measure such small amounts of HC over a long time online.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aufgrund der Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung.Further Advantages and features arise from the description of Embodiments and with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel der Online-TOC-Messung in Druckluft; 1 a schematic representation of the method according to the invention using the example of online TOC measurement in compressed air;

1A eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel der TOC-Messung in einem Gas mit Sauerstoffmangel; 1A a schematic representation of the inventive method using the example of TOC measurement in a gas with oxygen deficiency;

2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel der TOC-Messung in Wasser; und 2 a schematic representation of the method according to the invention using the example of the TOC measurement in water; and

3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel der TC und TIC-Messung in Wasser. 3 a schematic representation of the method according to the invention using the example of TC and TIC measurement in water.

Im ersten Schritt der Erfindung wurde ein TOC-System für die Messung von KW mit einem LQD von 0,001 mg KW/Nm3 unter Umgebungsdruck („Raumluftmessung”) entwickelt, im Folgenden „Luft-TOC” genannt.In the first step of the invention, a TOC system was developed for the measurement of HC with an LQD of 0.001 mg KW / Nm 3 under ambient pressure ("room air measurement"), hereinafter referred to as "air TOC".

Funktionsprinzip Online-Luft-TOC: (1: „Online-Luft-TOC”)Operating principle Online Air TOC: ( 1 : "Online Air TOC")

Anders als bei einem herkömmlichen TOC wird nicht der Absolutwert des organisch gebundenen Kohlenstoffs im Gasstrom ermittelt, sondern es wird das Delta aus den Konzentrationen von 2 Gasströmen gebildet. Die Bestimmung des TOC-Wertes erfolgt durch Messung und Umrechnung der CO2-Konzentration in den Gasströmen.Unlike a conventional TOC If the absolute value of the organically bound carbon in the gas stream is not determined, the delta is formed from the concentrations of 2 gas streams. The TOC value is determined by measuring and converting the CO 2 concentration in the gas streams.

Hierzu wird aus einer Druckluftleitung Gas entnommen (ca. 120 l/h). Der entnommene Gasstrom wird nun durch eine auf 150–170°C erhitzte Probenahmeleitung in das Messgerät 2 geleitet. Im Messgerät 2 wird nun der Gasstrom in zwei gleiche Teile aufgeteilt und parallel durch die Messseite 1 und die Vergleichsseite 3 geleitet. Hierzu ist erforderlich, dass beide Seiten ein genau identisches Volumen und einen identische Gasstrom aufweisen. Die Regelung des Gasstroms wird durch zwei Pumpen E-1 und E-6 und zwei Massendurchflussregler 15 und 16 sichergestellt.For this purpose, gas is taken from a compressed air line (about 120 l / h). The withdrawn gas stream is now through a heated to 150-170 ° C sampling line in the meter 2 directed. In the meter 2 Now the gas flow is divided into two equal parts and parallel through the measuring side 1 and the comparison page 3 directed. For this it is necessary that both sides have an exactly identical volume and an identical gas flow. The control of the gas flow is provided by two pumps E-1 and E-6 and two mass flow controllers 15 and 16 ensured.

Messseite 1:measuring side 1 :

Der Gasstrom auf der Messseite 1 wird nun durch einen Ofen als Reaktor 4 mit, wenn nötig, katalytisch beschichteter Füllung geleitet. Die Temperatur im Reaktor 4 beträgt im Beispielsfalle 1250°C und die Verweilzeit liegt z. B. bei bis zu 1 min.The gas flow on the measuring side 1 is now through an oven as a reactor 4 with, if necessary, catalytically coated filling passed. The temperature in the reactor 4 is in the example case 1250 ° C and the residence time is z. B. at up to 1 min.

Im Reaktor 4 werden alle KW im Gasstrom zu CO2 und Wasser aufoxidiert.In the reactor 4 all of the HC in the gas stream is oxidized to CO 2 and water.

Ab diesem Punkt kann keine Verfälschung der Messergebnisse durch Ablagerung von KWs in den Leitungen erfolgen, da das zu bestimmende Medium, CO2, gasförmig ist.From this point, no falsification of the measurement results by deposition of HCs in the lines can be done because the medium to be determined, CO 2 , is gaseous.

Um nun den CO2-Detektor (im Beispielsfall ein Siemens Ultramat 6 Sonderausführung mit vergleichender Physik) und die Massendurchfluss-Regelung nicht mit Feuchtigkeit oder Staub zu schädigen wird der Gasstrom durch einen Zyklon-Kälte-Trockner 11 und durch einen Partikelfilter 13 geleitet. Anschließend erfolgt die Massendurchflussregelung.So now the CO 2 detector (in the example, a Siemens Ultramat 6 Special version with comparative physics) and the mass flow control does not damage with moisture or dust, the gas flow through a cyclone-cooling dryer 11 and through a particle filter 13 directed. Subsequently, the mass flow control takes place.

Nun wird das Gas in die Messküvette 6 des Detektors geleitet und die CO2-Konzentration des Gases mit der der Vergleichsküvette 7 physikalisch verglichen. Der gebildete Differenzwert ist das Maß für die KW-Belastung des Gases.Now the gas is in the cuvette 6 passed the detector and the CO 2 concentration of the gas with the comparative cuvette 7 physically compared. The formed difference value is the measure for the KW load of the gas.

Vergleichsseite 3:comparison 3 :

Die Vergleichseite 3 ist identisch der Messseite 1 aufgebaut. Der einzige Unterschied ist, dass der Ofen 5 im Beispielsfalle nur auf 110°C erwärmt wird, um eine Ablagerung von Wasser oder KW zu vermeiden. Eine Oxidierung der KW im Gasstrom der Vergleichsseite 3 findet jedoch nicht statt.The comparison page 3 is identical to the measurement page 1 built up. The only difference is that the oven 5 in the example case, only to 110 ° C is heated to avoid deposition of water or HC. An oxidation of the HC in the gas stream of the comparison side 3 does not take place.

Somit ist der Unterschied der CO2-Konzentrationen von Mess- und Vergleichsseite 1 bzw. 3 ausschließlich auf die Oxidation von KW auf der Messseite 1 zurückzuführen.Thus, the difference in the CO 2 concentrations of the measuring and comparison side 1 respectively. 3 exclusively on the oxidation of HC on the measuring side 1 due.

Der Vorteil dieser Art der Messung ist, dass sich der Messwert auf die Konzentrationsdifferenz der beiden Detektorseiten bezieht und somit weitestgehend unabhängig von Schwankungen der Eingangskonzentration an CO2 ist.The advantage of this type of measurement is that the measured value relates to the concentration difference of the two detector sides and is thus largely independent of fluctuations in the input concentration of CO 2 .

Messprinzip der verwendeten Messvorrichtung, z. B. Ultramat 6 der Firma SIEMENS:Measuring principle of the measuring device used, for. Ultramat 6 SIEMENS company:

Die hohe Auflösung, bei gleichzeitig kleiner Bauform des Detektors, wird durch das spezielle Messverfahren der Fa. Siemens erreicht.The high resolution, with small size of the detector, is achieved by the special measurement method of the company Siemens.

Anders als bei anderen FT-IR-CO2-Detektoren wird die IR-Absorbtion nicht mittels opto-elektronischer Photo-Multiplier gemessen, was eine erheblich größere, empfindlichere und kostspieligere Bauform erfordern würde. Vielmehr werden bei der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Messvorrichtung 2 die Küvetten 6 der Messseite 1 und die Küvetten 7 der Vergleichsseite 3 im schnellen Wechsel abwechselnd mittels einer IR-Quelle durchleuchtet.Unlike other FT-IR CO 2 detectors, IR absorption is not measured by opto-electronic photo-multipliers, which would require a much larger, more sensitive, and more expensive design. Rather, in the measuring device used to carry out the method according to the invention 2 the cuvettes 6 the measuring side 1 and the cuvettes 7 the comparison page 3 alternately illuminated in quick alternation by means of an IR source.

Im Anschluss an die Messküvette 6 wird der IR-Strahl jeweils durch eine kleine Messzelle 8 geleitet, die mit CO2 gefüllt ist. Die Messzellen 8 der Mess- und der Vergleichsseite 1 bzw. 3 sind durch Strömungskanäle verbunden. Durch die unterschiedliche Konzentrationen an CO2 in der Messküvette 6 und der Vergleichsküvette 7 sind die Absorbtionsraten auf den beiden Seiten unterschiedlich, d. h. in den Messzellen 8 kommen unterschiedliche Mengen an IR-Strahlung an. Dies führt dazu, dass es durch Anregung der CO2-Moleküle in den Messzellen 8 zu einem Gasstrom von der einen in die andere Messzelle 8 kommt. Diese Strömung wird thermisch über Wolframdrähte in den Strömungskanälen gemessen.Following the measuring cuvette 6 The IR beam is in each case through a small measuring cell 8th passed, which is filled with CO 2 . The measuring cells 8th the measurement and the comparison page 1 respectively. 3 are connected by flow channels. Due to the different concentrations of CO 2 in the cuvette 6 and the comparison cuvette 7 the absorption rates on the two sides are different, ie in the measuring cells 8th arrive at different amounts of IR radiation. This causes it by excitation of the CO 2 molecules in the measuring cells 8th to a gas flow from one to the other measuring cell 8th comes. This flow is measured thermally via tungsten wires in the flow channels.

Die gemessenen Strömungsdaten werden durch das Gerät in Konzentrationswerte umgerechnet. Es ergibt sich der CO2-Konzentrationsdifferenzwert (Roh-dTOC).The measured flow data are converted by the device into concentration values. The result is the CO 2 concentration difference value (crude dTOC).

Der Methananteil der Umgebungsluft (0,97 ppmg deutscher Durchschnitt) liegt immer als Grundbelastung vor. Für viele Anwendungen ist es jedoch nötig einen um den Methananteil korrigierten dTOC-Wert zu erhalten und den Methananteil gesondert zu erfassen.Of the Methane content of ambient air (0.97 ppmg German average) is always present as a basic load. For many applications however, it is necessary to have a dTOC value corrected for the methane content and to record the methane content separately.

Dies ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unproblematisch möglich und kann mittels einer selektiven IR-Messung parallel zur Roh-dTOC-Messung realisiert werden. Hierbei wird der Umstand genutzt, dass das Methan auf der nicht nachverbrannten Vergleichsseite 3 in seiner ursprünglichen Konzentration enthalten ist, jedoch auf der Messseite 1 durch die Totaloxidation im Reaktor 4 vollständig in CO2 umgesetzt wurde. Auf diese Weise lässt sich elegant die CO2 Konzentration und die CH4-Konzentration mittels einer nachgeschalteten Methan-Messzelle 9 gleichzeitig realisieren. Die besondere Bau- und Messweise der beispielhaft gewählten Vorrichtung ermöglicht es, dass diese beiden Messungen in einer Messeinheit erfolgen können, und somit absolut parallel sind. Dies mindert erheblich den Messfehler.This is possible without problems with the method according to the invention and can be realized by means of a selective IR measurement in parallel with the raw dTOC measurement. Here, the circumstance is ge that uses the methane on the non-burned comparison side 3 contained in its original concentration, but on the measurement side 1 by the total oxidation in the reactor 4 was completely converted into CO 2 . In this way, the CO 2 concentration and the CH 4 concentration can be elegantly adjusted by means of a downstream methane measuring cell 9 realize at the same time. The special construction and measuring method of the exemplified device makes it possible that these two measurements can be done in a measuring unit, and thus are absolutely parallel. This significantly reduces the measurement error.

Der CO2 Messwert kann dann auf einen beliebigen KW-Standard (z. B. Toluol) normiert werden.The CO 2 measured value can then be normalized to any KW standard (eg toluene).

Besonders vorteilhaft kann als Zusatzfunktion eine Autokalibration realisiert werden, d. h. die Messvorrichtung kann sich in vorgegeben Zeitabständen selbst auf Null kalibrieren:Especially Advantageously, an auto-calibration can be realized as an additional function be, d. H. the measuring device can be at predetermined intervals calibrate yourself to zero:

Verfahrensprinzip der AUTOCAL-Funktion:Principle of the AUTOCAL function:

Die AUTOCAL-Funktion beruht auf einer elektronischen und einer mechanischen Komponente.The AUTOCAL function is based on an electronic and a mechanical Component.

Die Elektronische Komponente steuert in frei wählbaren Abständen die Steuerausgänge der verwendeten Messvorrichtung 2, z. B. Ultramat 6, an. Mit diesen Steuerausgängen werden Magnetventile angesteuert, die die Gasströme im TOC so umleiten, so dass eine Selbst-Kalibrier-Gas-Schleife 20 für den Nullpunktabgleich entsteht.The electronic component controls the control outputs of the measuring device used at freely selectable intervals 2 , z. Ultramat 6 , at. With these control outputs solenoid valves are controlled, which redirect the gas flows in the TOC, so that a self-calibrating gas loop 20 arises for the zero point adjustment.

Die mechanische Komponente der AUTOCAL-Funktion umfaßt die aus den im Verfahrensfliessbild „Online-Luft-TOC” gemäß 1 bei Bezugszeichen 20 eingezeichneten Gaswegen und Ventilen.The mechanical component of the AUTOCAL function comprises those in the process flow diagram "Online Air TOC" in accordance with 1 at reference numerals 20 drawn gas paths and valves.

Um eine Kalibrierung durchzuführen werden nun die Gasströme aus der Messseite 1 und aus der Vergleichseite 3, nicht wie beim Messbetrieb über das 2/3-Wege-Ventil V-7 in den Raum abgegeben, sondern in den Mischbehälter E-9 geleitet. Im Mischbehälter E-9 vermischen sich nun die beiden Gasströme und werden anschließend über die 2/3-Wege-Ventile V-5 und V-6 wieder in die Messseite 1 bzw. Vergleichsseite 3 zurückgeleitet. Es wird so ein Gaskreislauf gebildet. Nach ca. 10–15 min stellt sich auf beiden Seiten die gleiche CO2 Konzentration ein. Dies ist in den Messwerten des dTOC gut zu erkennen. Dieser Zustand entspricht einem CO2-Konzentrationsunterschied von Null. Die AUTOCAL-Funktion setzt nun den Messwert auf Null. Nun wird wieder auf normalen Meßbetrieb geschaltet.In order to carry out a calibration, the gas flows from the measuring side are now 1 and from the comparison page 3 , not discharged into the room via the 2/3-way valve V-7, as in measuring mode, but directed into the mixing tank E-9. In mixing tank E-9, the two gas streams now mix and are then returned to the measuring side via the 2/3-way valves V-5 and V-6 1 or comparison page 3 returned. It is formed as a gas cycle. After about 10-15 minutes, the same CO 2 concentration sets in on both sides. This can be clearly seen in the measured values of the dTOC. This condition corresponds to a CO 2 concentration difference of zero. The AUTOCAL function now sets the measured value to zero. Now it is switched back to normal measuring mode.

Wie Versuchsreihen zeigten muss der innere Aufbau des Reaktors 4 und die Reaktortemperatur gegebenen Falls an die zu analysierende Gaszusammensetzung angepasst werden:
Enthält das zu untersuchende Gas KW in Form von Aerosolen so muss im Reaktor 4 sowohl eine Aerosolabscheidung als auch die Verbrennung gewährleistet werden. Die geschieht am besten durch Gestricke und Feinfilter aus Glasfaser, Keramik, Metalldraht (vornehmlich aus Stahl, Titan oder Tantal) bzw. Keramische Sinterfilter. Bei niedrigen Ofen-Temperaturen sind diese Abscheider katalytisch zu beschichten, um ein Verkoken der KW zu verhindern. Als Katalysatoren haben sich Platin/Paladium, sowie Mischungen aus CuO (ca. 40 Masse-%) und MnO2 (ca. 50 Masse-%) (Cokatalysatoren Titanoxid, Vanadiumpentoxid und Eisenoxid (Ergänzung zu 100 Masse-%) oder Mischungen dieser Verbindungen eingesetzt werden) bewährt.
How experimental series showed the internal structure of the reactor 4 and the reactor temperature, if appropriate, be adapted to the gas composition to be analyzed:
Contains the gas to be tested KW in the form of aerosols so must in the reactor 4 both an aerosol separation and the combustion can be ensured. This is best done with knitted fabrics and fine filters made of glass fiber, ceramics, metal wire (mainly steel, titanium or tantalum) or ceramic sintered filters. At low furnace temperatures, these separators are to be coated catalytically to prevent coking of the KW. The catalysts are platinum / paladium, and mixtures of CuO (about 40% by mass) and MnO 2 (about 50% by mass) (cocatalysts titanium oxide, vanadium pentoxide and iron oxide (addition to 100% by mass) or mixtures of these compounds used) proven.

Gemäß 1A kann auch beispielsweise eine TOC-Messung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in Gasen mit Sauerstoffmangel realisiert werden. Hierzu wird über eine Dosierpumpe 17 H2O2 auf der Messeite 1 zudosiert. Durch die Zugabe des H2O2 wird das Volumen nicht geändert, da der Wasseranteil anschließend wird auskondensiert wird.According to 1A For example, it is also possible to realize a TOC measurement by means of the method according to the invention in gases with an oxygen deficiency. This is done via a metering pump 17 H 2 O 2 on the measuring side 1 added. By adding the H 2 O 2 , the volume is not changed, since the water content is then condensed out.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch die Messung von Gasen unter Druck realisiert werden:
Um gemäß der ISO 8573 eine isokinetische Teilstromessung durchführen zu können, muss sichergestellt werden, dass das die im isokinetisch entnommenen Gas (Vergleiche ISO8573-2 und -5 ) enthaltenen KW nicht vor der Messung auskondensieren und es so zu einer Verfälschung der Messwerte kommt.
With the method according to the invention, the measurement of gases under pressure can also be realized:
To according to the ISO 8573 To be able to carry out an isokinetic partial flow measurement, it must be ensured that the gas extracted in isokinetically (compare ISO8573-2 and -5 ) do not condense prior to the measurement and this leads to a falsification of the measured values.

Um dies zu gewährleisten werden die beiden Öfen jeweils in einen Druckbehälter eingebaut, bzw. die Öfen werden druckfest gemacht. Zusätzlich werden die Öfen direkt an der isokinetischen Entnahmestelle so angebracht, dass das Gas ohne Umlenkung, unter Systemdruck in die Öfen fließen kann. Hier erfolgt nun die Verbrennung des Gases unter Systemdruck. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass auf Grund der Kompression des Gases die Ofengröße, bei gleichbleibender Verweilzeit, erheblich verringert werden kann. Z. B. bei einem Systemdruck von mindestens 10 bar (absolut) kann die Ofengröße auf 1/10 reduziert werden.Around To ensure this will be the two stoves each installed in a pressure vessel, or the ovens be made pressure resistant. In addition, the stoves attached directly to the isokinetic sampling point so that the gas flow without deflection, under system pressure in the furnaces can. Here, the combustion of the gas takes place under system pressure. This has the added benefit of being due to compression of the gas the oven size, while remaining constant Residence time, can be significantly reduced. For example, at a system pressure of at least 10 bar (absolute) can the oven size reduced to 1/10.

Da nach der Verbrennung alle für die Messung relevanten Stoffe (hier CO2 und CH4) gasförmig vorliegen, kann nun das Gas auf Umgebungsdruck entspannt werden und die TOC-Messung wie vorher bei Umgebungsdruck stattfinden. Durch den vorhandenen Systemdruck können bei diesem Aufbau im Vergleich zum System aus dem ersten Schritt die Pumpen eingespart werden. Dies führt zu einer Verringerung der Baugröße und zu einer Vereinfachung des Aufbaus.Since all substances relevant for the measurement (in this case CO 2 and CH 4 ) are present in gaseous form after combustion, the gas can now be relieved to ambient pressure and the TOC measurement can take place as before at ambient pressure. Due to the existing system pressure, the pumps can be saved in this design compared to the system from the first step. This leads to a reduction in size and simplification of the construction.

Wie sich im Laufe der Entwicklung zeigte, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Bestimmung anderer Gaskomponenten als KW verwendet werden. Alle Stoffe, deren Oxidationsprodukte IR-Aktiv sind können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfasst werden. Es muss hierzu nur die CO2 Messzelle durch eine entsprechende Messzelle für das Oxidationsprodukt der jeweiligen Komponennte ersetzt werden.As shown in the course of development, the inventive method can also be used to determine other gas components than KW. All substances whose oxidation products are IR-active can be detected by the method according to the invention. For this purpose, only the CO 2 measuring cell has to be replaced by a corresponding measuring cell for the oxidation product of the respective component.

Wie hier der Fall von CO2 und CH4 zeigt ist bei bestimmten Stoffpaaren die parallel Messung in einem IR-System möglich. ansonsten lassen sich theoretisch beliebig viele IR-System hintereinanderschalten, da die physikalische Messung nicht zerstörend auf die zu messenden Oxidationsprodukte wirkt. Es kommt dabei nur zu einem zeitlichen Versatz der jeweils zusammengehörenden Messwerte der einzelnen Gaskomponenten.As shown by the case of CO 2 and CH 4 , parallel measurement in an IR system is possible for certain substance pairs. otherwise theoretically any number of IR systems can be connected in series since the physical measurement does not have a destructive effect on the oxidation products to be measured. It comes only to a temporal offset of the respective associated measured values of the individual gas components.

Mit entsprechenden Messzellen konnten folgende Stoffgruppen erfolgreich getestet werden:
Schwefelverbindungen -> Nachweis als SO2
Stickstoffverbindungen -> Nachweis als NO
The following substance groups could be successfully tested with appropriate measuring cells:
Sulfur compounds -> proof as SO 2
Nitrogen compounds -> detection as NO

Anwendung in der Wasser-Analytik (2 und 3)Application in water analysis ( 2 and 3 )

Es hat sich ferner gezeigt, dass sich die vergleichende Messmethode des Luft-TOC auch dazu nutzen lässt das Messverfahren für den TOC-Wert von Wasser grundlegend zu verbessern:It has also shown that the comparative measurement method The Air TOC also makes use of the measuring method for To fundamentally improve the TOC of water:

Funktionsprinzip eines herkömmlichen Online-TOCs:Working principle of a conventional Online TOCs:

Die Rohwasserprobe wird vor der Analyse auf ca. < pH 2 angesäuert und ausgegast, um sie von anorganischem Kohlenstoff (durch Vertreiben von CO2 aus Carbonaten und Hydrogencarbonaten) zu befreien.The raw water sample is acidified to about <pH 2 prior to analysis and outgassed to rid it of inorganic carbon (by expelling CO 2 from carbonates and bicarbonates).

Von einer Dosierpumpe wird das Meßwasser in definierter Menge in den Verdampfungs- und Verbrennungsraum des Oxidationsofens gefördert.From a metering pump, the measuring water in a defined amount conveyed into the evaporation and combustion chamber of the oxidation furnace.

Im Oxidationsofen verbrennt der im Wasser enthaltene Kohlenstoff zu Kohlendioxid. Hierzu wird KW-freies Nullgas in definierter Menge zugegeben.in the Oxidation furnace burns the carbon contained in the water Carbon dioxide. For this purpose, HC-free zero gas in a defined amount added.

In einem Nachverbrennungsraum stellt ein Katalysator die vollkommene Verbrennung des Kohlenstoffs zu Kohlendioxid sicher. in einem Gaskühler wird der Gasstrom vom Wasserdampf befreit und in einen Säurefilter geführt.In an afterburner space makes a catalyst the perfect one Burning the carbon to carbon dioxide safely. in a gas cooler the gas stream freed from water vapor and into an acid filter guided.

Dort werden eventuell vorhandene Säurereste entfernt. Danach gelangt der Meßgasstrom in den Gasanalysator, wo mittels eines NDIR Gasanalysators die Menge des CO2 bestimmt wird. Die Anzeige erfolgt in mg C/l.There any acid residues are removed. Thereafter, the sample gas stream enters the gas analyzer, where the amount of CO 2 is determined by means of an NDIR gas analyzer. The display is in mg C / l.

Die herkömmlichen Verfahren haben somit das Problem, dass sie auf CO2- und Nullgas angewiesen sind. Dieses kann auf verschiedene Weisen bereitgestellt werden: Zum einen aus Druckgasflaschen oder aus Nullluftgeneratoren. Beide Möglichkeiten weisen erhebliche Schwierigkeiten bei Dauerbetrieb auf. Bei Gasflaschen muss die Flasche rechtzeitig gewechselt werden, bei Nullluftgeneratoren muss das der CO2-Adsorber (Meistens sog. Atemkalk) regelmäßig getauscht werden. Gerade bei Atemkalk ist eine genaue Standzeitbestimmung nicht möglich. Somit muss immer vorsorglich getauscht werden. Bei jedem Druckgas- oder Atemkalk-Tausch ist zumindest eine Neukalibrierung des Nullpunktes des Systems erforderlich. Nicht zu vergessen der erhebliche finanzielle Aufwand für den Austausch.The conventional methods thus have the problem that they rely on CO 2 and zero gas. This can be provided in various ways: on the one hand from compressed gas cylinders or from zero air generators. Both possibilities have considerable difficulties in continuous operation. In the case of gas cylinders, the bottle must be replaced in good time. For zero-air generators, the CO 2 adsorber (usually called soda lime) must be replaced regularly. Especially with soda lime accurate life determination is not possible. Thus, always precaution must be exchanged. At least every gas or soda lime replacement requires a recalibration of the zero point of the system. Not to mention the considerable financial effort for the exchange.

Verwendet man nun einen einen erfindungsgemäßen TOC-Systemaufbau wie in Verfahrensfliessbild-Online-H2O-TOC (2) gezeigt, bei dem ebenfalls eine vergleichende IR-Messung wie beim Luft-TOC zur CO2-Bestimmung eingesetzt wird, so kann auf die CO2-Freiheit des Nullgases verzichtet werden.If one now uses a TOC system structure according to the invention as in process flow diagram online H 2 O-TOC ( 2 ), in which also a comparative IR measurement is used as for air-TOC for CO 2 determination, so can be dispensed with the CO 2 -free of the zero gas.

Der grundlegende Unterschied zum herkömmlichen Verfahren besteht darin, dass das durch thermische Oxidation KW-freie Nullgas zum einen im herkömmlichen Sinne als Trägergas für die Wasser-Oxidation genutzt werden kann, jedoch zusätzlich zur Begasung der Vergleichsküvette genutzt wird. Bei der CO2-Messung wird so durch die vergleichende Messung der CO2-Anteil des Nullgases eliminiert. Da jetzt auf den Kalk verzichtet werden kann, bleibt nur noch die Salzsäure, die zum Ausgasen des TIC (Total Inorganic Carbon) genutzt wird, die durch Verunreinigungen mit KW (z. B. aus Ionenaustauschharzen) zu Messwertverfälschungen führen kann.The fundamental difference to the conventional method is that the HC-free zero gas by thermal oxidation can be used on the one hand in the conventional sense as a carrier gas for water oxidation, but is used in addition to the gassing of the reference cuvette. In the CO 2 measurement, the CO 2 content of the zero gas is thus eliminated by the comparative measurement. Now that the lime can be dispensed with, only the hydrochloric acid remains, which is used for outgassing the TIC (Total Inorganic Carbon), which can lead to measured value distortions as a result of impurities with HC (eg from ion exchange resins).

Wie anhand des TOC-Aufbaus gemäß Verfahrensfliessbild „Online-H2O-TC/TIC-TOC” (3) verdeutlicht, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren nun auch dieser Fehler ausgeblendet werden. Zusätzlich können die Messgrößen TC (Total Carbon) und TIC gleichzeitig bestimmt werden und über die Gleichung: TOC = TC – TIC der TOC-Wert rechnerisch bestimmt werden.As shown by the TOC structure according to the process flow diagram "Online H 2 O-TC / TIC-TOC" ( 3 ), can be hidden by the inventive method now also this error. In addition, the measured quantities TC (Total Carbon) and TIC can be determined simultaneously and via the equation: TOC = TC - TIC the TOC value can be determined by calculation.

Grundsätzlich beruht dieser Aufbau auf dem Online-TOC-Aufbau, jedoch wird auf der TC Seite das Roh-Wasser ohne Ansäuerung verbrannt und somit der TC (TC = TIC + TOC) anschließend gemessen.in principle This setup is based on the online TOC setup, however the TC side burned the raw water without acidification and thus the TC (TC = TIC + TOC) is subsequently measured.

Auf der TIC-Seite wird das Roh-Wasser genau wie beim Online-TOC angesäuert, jedoch wir anschließend nur das Strip-Gas in den Ofen geleitet und das entgaste Wasser verworfen. Das Strippgas enthält nur die TIC-Komponente des Roh-Wassers. Mögliche KW-Verunreinigungen der HCl-Säure wurden mit dem entgasten Wasser verworfen.On The TIC side acidifies the raw water just like the online TOC, however, we subsequently just piped the strip gas into the oven and discarded the degassed water. The stripping gas only contains the TIC component of the raw water. Possible KW impurities HCl acid was discarded with the degassed water.

Die CO2-Messung der TIC-Seite erfolgt analog der CO2-Messung der TC-Seite.The CO 2 measurement of the TIC side is analogous to the CO 2 measurement of the TC side.

Wie Probeläufe mit Reinstwasseranlagen zeigten, eignen sich die erfindungsgemäßen Verfahren zur kontinuierlichen Online-TOC bzw. Online-TC/TIC-Messung optimal für die Überwachung von KW Konzentrationen im sogenannten Part-per Billion-Bereich (ppb-Bereich).As Test runs with ultrapure water systems showed that they are suitable the inventive method for continuous Online TOC or online TC / TIC measurement optimal for monitoring of KW concentrations in the so-called part-per-billion range (ppb range).

Selbstverständlich eigenen sich die erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls für den nicht kontinuierlichen Betrieb mit Einzelproben, da hier durch eine längere Messung und Betrachtung des Analysenverlauf eine genauere und eindeutigere Bestimmung der Probe möglich ist als dies bislang im Stand der Technik mögch war.Of course own the method according to the invention also for non-continuous operation with individual samples, because here by a longer measurement and consideration of the course of analysis a more accurate and clearer determination of the sample possible is than was possible in the prior art so far.

Legende zu 1 „Online Luft-TOC” Mit Methan-Kompensation und Selbst-Kalibrier-System mittels magnetventilgesteuerter Gas-Schleife

E
Beheizte Probennahmeleitung 170°C/Umgebungsdruck
A
Gasausgang
KA
Kondensat-Ausgang
1
Messseite
2
IR-Spektrometer
3
Vergleichseite
4
Reaktor der Messseite (Standardeinstellungen: +1000°C/T(Raum) = 1 min)
5
Reaktor der Vergleichsseite (Standardeinstellungen: +120°C/T(Raum) = 1 min)
6
Mess-Küvette der IR-Messeinheit 1
7
Vergleichs-Küvette der IR-Messeinheit 1
8
Messzellen CH4 der IR-Messeinheit 1
9
Messzellen CO2 der IR-Messeinheit 1
10
IR-Messeinheit zur Messung der CO2-Absolut-Konzentration
11
Peltier-Kühler Messseite (Standardeinstellung: +0,5°C)
12
Peltier-Kühler Vergleichseite (Standardeinstellung: +0,5°C)
13
Partikel-/Säure-Filter der Messseite
14
Partikel-/Säure-Filter der Vergleichseite
15
Massflowcontroller Messseite (Standard wert: 1 Nl/min)
16
Massflowcontroller Vergleichseite (Standard wert: 1 Nl/min)
17
Membranpumpe Messseite
18
Membranpumpe Vergleichseite
19
Mischbehälter mit Rasching-Ring-Füllung
20
Selbst-Kalibrier-Gas-Schleife
21
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Gasausgang/Kalibrierschleife
22
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Messen Vergleichsseite/Kalibrierschleife
23
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Messen Messseite/Kalibrierschleife
24
Mehrkanal-Schlauchpumpe zur Kondensatableitung (Die Kondensatschlauchpumpe muss bei der Kalibrierung gestoppt werden!)
25
IR-Messeinheit 1 zur Vergleichsmessung (ΔTOC-CO2-Messung)
26
Chopperkammer der IR-Messeinheit 1
27
IR-Quelle der IR-Messeinheit 1
28
Messzellen CO2 der IR-Messeinheit 2
29
Mess-Küvette der IR-Messeinheit 2
30
Vergleichs-Küvette der IR-Messeinheit 2
31
Chopperkammer der IR-Messeinheit 2
32
IR-Quelle der IR-Messeinheit 2
33
Auswerteelektronik/Steuerung IR-Spektrometer
Legend too 1 "Online Air TOC" With methane compensation and self-calibration system using solenoid-operated gas loop
e
Heated sampling line 170 ° C / ambient pressure
A
gas output
KA
Condensate output
1
measuring side
2
IR spectrometer
3
comparison
4
Measuring side reactor (default settings: + 1000 ° C / T (room) = 1 min)
5
Reference side reactor (default settings: + 120 ° C / T (space) = 1 min)
6
Measuring cuvette of the IR measuring unit 1
7
Comparison cuvette of the IR measuring unit 1
8th
Measuring cells CH4 of the IR measuring unit 1
9
Measuring cells CO2 of the IR measuring unit 1
10
IR measuring unit for measuring the CO2 absolute concentration
11
Peltier cooler measuring side (default: + 0.5 ° C)
12
Peltier cooler comparison page (default: + 0.5 ° C)
13
Particle / acid filter on the measuring side
14
Particle / acid filter of the comparison page
15
Mass flow controller measuring side (standard value: 1 Nl / min)
16
Mass flow controller comparison page (default value: 1 Nl / min)
17
Diaphragm pump measuring side
18
Diaphragm pump comparison page
19
Mixing container with Rasching ring filling
20
Self-calibration gas loop
21
2/3-way stopcock: changeover gas outlet / calibration loop
22
2/3-way stopcock: Switchover Measure comparison side / calibration loop
23
2/3-way stopcock: changeover measuring measuring side / calibration loop
24
Multi-channel peristaltic pump for condensate drainage (The condensate hose pump must be stopped during calibration!)
25
IR measurement unit 1 for comparison measurement (ΔTOC-CO2 measurement)
26
Chopper chamber of the IR measuring unit 1
27
IR source of the IR measuring unit 1
28
Measuring cells CO2 of the IR measuring unit 2
29
Measuring cuvette of the IR measuring unit 2
30
Comparison cuvette of the IR measuring unit 2
31
Chopper chamber of the IR measuring unit 2
32
IR source of the IR measuring unit 2
33
Evaluation electronics / control IR spectrometer

Legende zu 1A „Online Luft-TOC für Gas mit Sauerstoffmangel ohne Sauerstoffanteil” Mit Methan-Kompensation und Selbst-Kalibrier-System mittels magnetventilgesteuerter Gas-Schleife

E
Beheizte Probennahmeleitung 170°C/Umgebungsdruck
EO
Zuleitung H2O2 (Oxidationsmittel)
A
Gasausgang
KA
Kondensat-Ausgang
1
Messseite
2
IR-Spektrometer
3
Vergleichseite
4
Reaktor der Messseite (Standardeinstellungen: +1000°C/T (Raum) = 1 min)
5
Reaktor der Vergleichsseite (Standardeinstellungen: +120°C/T (Raum) = 1 min)
6
Mess-Küvette der IR-Messeinheit 1
7
Vergleichs-Küvette der IR-Messeinheit 1
8
Messzellen CH4 der IR-Messeinheit 1
9
Messzellen CO2 der IR-Messeinheit 1
10
IR-Messeinheit zur Messung der CO2-Absolut-Konzentration
11
Peltier-Kühler Messseite (Standardeinstellung: +0,5°C)
12
Peltier-Kühler Vergleichseite (Standardeinstellung: +0,5°C)
13
Partikel-/Säure-Filter der Messseite
14
Partikel-/Säure-Filter der Vergleichseite
15
Massflowcontroller Messseite (Standard wert: 1 Nl/min)
16
Massflowcontroller Vergleichseite (Standard wert: 1 Nl/min)
17
Membranpumpe Messseite
18
Membranpumpe Vergleichseite
19
Mischbehälter mit Rasching-Ring-Füllung
20
Selbst-Kalibrier-Gas-Schleife
21
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Gasausgang/Kalibrierschleife
22
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Messen Vergleichsseite/Kalibrierschleife
23
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Messen Messeite/Kalibrierschleife
24
Mehrkanal-Schlauchpumpe zur Kondensatableitung (Die Kondensatschlauchpumpe muss bei der Kalibrierung gestoppt werden!)
25
IR-Messeinheit 1 zur Vergleichsmessung (ΔTOC-CO2-Messung)
26
Chopperkammer der IR-Messeinheit 1
27
IR-Quelle der IR-Messeinheit 1
28
Messzellen CO2 der IR-Messeinheit 2
29
Mess-Küvette der IR-Messeinheit 2
30
Vergleichs-Küvette der IR-Messeinheit 2
31
Chopperkammer der IR-Messeinheit 2
32
IR-Quelle der IR-Messeinheit 2
33
Auswerteelektronik/Steuerung IR-Spektrometer
34
Dosierpumpe für die Zudosierung des Oxidationsmittels (z. B. H2O2)
Legend too 1A "Online air TOC for oxygen-deficient gas without oxygen content" With methane compensation and self-calibration system via solenoid-operated gas loop
e
Heated sampling line 170 ° C / ambient pressure
EO
Supply line H2O2 (oxidizing agent)
A
gas output
KA
Condensate output
1
measuring side
2
IR spectrometer
3
comparison
4
Measuring side reactor (default settings: + 1000 ° C / T (room) = 1 min)
5
Reference side reactor (default settings: + 120 ° C / T (space) = 1 min)
6
Measuring cuvette of the IR measuring unit 1
7
Comparison cuvette of the IR measuring unit 1
8th
Measuring cells CH4 of the IR measuring unit 1
9
Measuring cells CO2 of the IR measuring unit 1
10
IR measuring unit for measuring the CO2 absolute concentration
11
Peltier cooler measuring side (default: + 0.5 ° C)
12
Peltier cooler comparison page (default: + 0.5 ° C)
13
Particle / acid filter on the measuring side
14
Particle / acid filter of the comparison page
15
Mass flow controller measuring side (standard value: 1 Nl / min)
16
Mass flow controller comparison page (default value: 1 Nl / min)
17
Diaphragm pump measuring side
18
Diaphragm pump comparison page
19
Mixing container with Rasching ring filling
20
Self-calibration gas loop
21
2/3-way stopcock: changeover gas outlet / calibration loop
22
2/3-way stopcock: Switchover Measure comparison side / calibration loop
23
2/3-way stopcock: changeover measuring side measurement / calibration loop
24
Multi-channel peristaltic pump for condensate drainage (The condensate hose pump must be stopped during calibration!)
25
IR measurement unit 1 for comparison measurement (ΔTOC-CO2 measurement)
26
Chopper chamber of the IR measuring unit 1
27
IR source of the IR measuring unit 1
28
Measuring cells CO2 of the IR measuring unit 2
29
Measuring cuvette of the IR measuring unit 2
30
Comparison cuvette of the IR measuring unit 2
31
Chopper chamber of the IR measuring unit 2
32
IR source of the IR measuring unit 2
33
Evaluation electronics / control IR spectrometer
34
Dosing pump for dosing the oxidizing agent (eg H2O2)

Legende zu 3 „Online H2O-TC/TIC → TOC” Umgebungs-CO2-Kompensiert Mit Methan-Kompensation und Selbst-Kalibrier-System mittels magnetventilgesteuerter Gas-Schleife

A
Gasausgang Ultramat
AV
Ultramat Vergleichsgas Ausgang
AW
Ausgang gestripte Wasserprobe (Standard: ca. 200 ml/h)
E
Wasserproben-Eingang (Standard: 240 ml/h)
EL
Eingang Umgebungsluft (Standardwert: 72 Nl/h)
ES
Zuleitung HCl-Säure (0,1 mol) (Standardwert: 24 ml/h)
KA
Kondensat-Ausgang
1
TC-Seite
2
TIC-Seite
3
Null-Gas-Generator
4
Mehrkanal-Schlauchpumpe zur Flüssigkeitsdosierung
5
TC-Strip-Behälter ohne Begasung
6
Reaktor der TC-Seite (Standardeinstellungen: +1000°C/T (Raum) = 2,5 min)
7
Peltier-Kühler der TC-Seite (Standardeinstellung: +0,5°C)
8
Partikel-/Säure-Filter der TC-Seite
9
Membranpumpe der TC-Seite
10
Massflowcontroller TOC-Seite (Standardwert: 24 Nl/h)
11
IR-Messeinheit 1 zur Vergleichsmessung von CO2 (TC-ΔCO2-Messung)
12
Messzellen CO2 der IR-Messeinheit 1
13
Mess-Küvette (TC-Seite) der IR-Messeinheit 1
14
Vergleichs-Küvette (Null-Gas-Seite) der IR-Messeinheit 1
15
Chopper-Kammer der IR-Messeinheit 1
16
IR-Quelle der IR-Messeinheit 1
17
Reaktor des Nullgas-Generators (Standardeinstellungen: +1000°/T (Raum) = 0,3 min)
18
Peltier-Kühler des Null-Gas-Generators (Standardeinstellung: +0,5°C)
19
Partikel-/Säure-Filter des Null-Gas-Generators
20
Null-Gas-Zuleitung zum TC-Reaktor (Standardwert: 24 Nl/h)
21
Null-Gas-Zuleitung zum TIC-Strip-Behälter der TIC-Seite (Standardwert: 24 Nl/h)
22
Membranpumpe des Nullgas-Generators
23
Massflowcontroller für Null-Gas-Begasung der Vergleichsküvetten (Standardwert: 2 × 24 Nl/h = 48 Nl/h)
24
Null-Gas-Zuleitung zur Vergleichs-Küvette der IR-Messeinheit 1 (Standardwert: 24 Nl/h)
25
Null-Gas-Ausgang der Vergleichs-Küvette der IR-Messeinheit 1 (Standardwert: 24 Nl/h)
26
Null-Gas-Zuleitung zur Vergleichs-Küvette der IR-Messeinheit 2 (Standardwert: 24 Nl/h)
27
Null-Gas-Ausgang der Vergleichs-Küvette der IR-Messeinheit 2 (Standardwert: 24 Nl/h)
28
TIC-Strip-Behälter der TIC-Seite mit Begasung
29
TIC-Stripgas-Zuleitung zum Reaktor der TIC-Seite (Standardwert: 24 Nl/h)
30
Reaktor der TOC-Seite (Standardeinstellungen: +1000°C/T (Raum) = 1 min)
31
Peltier-Kühler der TIC-Seite (Standardeinstellung: +0,5°C)
32
Partikel-/Säure-Filter der TIC-Seite
33
Membranpumpe der TIC-Seite
34
Massflowcontroller TIC-Seite (Standardwert: 24 Nl/h)
35
IR-Messeinheit 2 zur Vergleichsmessung von CO2 (TIC-ΔCO2-Messung)
36
Messzellen CO2 der IR-Messeinheit 2
37
Mess-Küvette (TIC-Seite) der IR-Messeinheit 2
38
Vergleichs-Küvette (Null-Gas-Seite) der IR-Messeinheit 2
39
Chopper-Kammer der IR-Messeinheit 2
40
IR-Quelle der IR-Messeinheit 2
41
TIC-Selbst-Kalibrier-Gas-Schleife
42
Mischbehälter der TIC-Selbst-Kalibrier-Gas-Schleife mit Rasching-Ring-
Füllung.
43
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Gasausgang/Kalibrierschleife TIC-Seite
44
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Messgas TIC-Seite/Kalibrierschleife TIC-Seite
45
Membranventil mit Rückschlagsicherung zu Parallelschaltung TIC- und Null-Gas-Küvetten bei der Kalibrierung der TIC-Seite
46
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Null-Gas für Vergleichsseite TIC/Kalibrierschleife TIC-Seite
47
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Messen TIC Ultramat Vergleichsgas Ausgang/Kalibrierschleife TIC-Seite
48
TC-Selbst-Kalibrier-Gas-Schleife
49
Mischbehälter der TC-Selbst-Kalibrier-Gas-Schleife mit Rasching-Ring-Füllung.
50
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Gasausgang/Kalibrierschleife TC-Seite
51
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Messgas TC-Seite/Kalibrierschleife TC-Seite
52
Membranventil mit Rückschlagsicherung zu Parallelschaltung TC- und Null-Gas-Küvetten bei der Kalibrierung der TC-Seite
53
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Null-Gas für Vergleichsseite TC/Kalibrierschleife TC-Seite
54
2/3-Wege-Hahn: Umschaltung Messen TC Ultramat Vergleichsgas Ausgang/Kalibrierschleife TC-Seite
55
IR-Spektrometer mit 2 IR-Messeinheit zur Vergleichenden Messung von CO2-Konzentration
56
Auswerteelektronik/Steuerung IR-Spektrometer
Legend too 3 "Online H2O-TC / TIC → TOC" Ambient CO2 Compensated With Methane Compensation and Self-Calibration System with Solenoid Valve Controlled Gas Loop
A
Gas outlet Ultramat
AV
Ultramat reference gas outlet
AW
Output of stripped water sample (standard: approx. 200 ml / h)
e
Water sample input (standard: 240 ml / h)
EL
Ambient air input (default: 72 Nl / h)
IT
Feed HCl acid (0.1 mol) (default value: 24 ml / h)
KA
Condensate output
1
TC page
2
TIC page
3
Zero gas generator
4
Multi-channel peristaltic pump for liquid metering
5
TC Strip container without fumigation
6
TC side reactor (default settings: + 1000 ° C / T (space) = 2.5 min)
7
TC side peltier cooler (default: + 0.5 ° C)
8th
Particle / acid filter on the TC side
9
Diaphragm pump of the TC side
10
Massflow controller TOC page (default value: 24 Nl / h)
11
IR measurement unit 1 for comparison measurement of CO 2 (TC-ΔCO2 measurement)
12
Measuring cells CO 2 of the IR measuring unit 1
13
Measuring cuvette (TC side) of the IR measuring unit 1
14
Comparative cuvette (zero gas side) of the IR measuring unit 1
15
Chopper chamber of the IR measuring unit 1
16
IR source of the IR measuring unit 1
17
Zero gas generator reactor (default settings: + 1000 ° / T (space) = 0.3 min)
18
Peltier cooler of zero-gas generator (default: + 0.5 ° C)
19
Particulate / acid filter of zero gas generator
20
Zero gas supply to the TC reactor (default: 24 Nl / h)
21
Zero gas supply to the TIC-Strip container on the TIC side (default: 24 Nl / h)
22
Diaphragm pump of the zero-gas generator
23
Mass flow controller for zero gas fumigation of the reference cuvettes (default value: 2 × 24 Nl / h = 48 Nl / h)
24
Zero gas supply to the comparative cuvette of the IR measuring unit 1 (Default: 24 Nl / h)
25
Zero gas output of the comparative cuvette of the IR measuring unit 1 (Default: 24 Nl / h)
26
Zero gas supply to the comparative cuvette of the IR measuring unit 2 (Default: 24 Nl / h)
27
Zero gas output of the comparative cuvette of the IR measuring unit 2 (Default: 24 Nl / h)
28
TIC strip container of the TIC side with fumigation
29
TIC stripping gas inlet to TIC side reactor (default: 24 Nl / h)
30
TOC side reactor (default settings: + 1000 ° C / T (space) = 1 min)
31
Peltier cooler on the TIC side (default: + 0.5 ° C)
32
Particulate / acid filter of the TIC side
33
Diaphragm pump of the TIC side
34
Mass flow controller TIC side (default value: 24 Nl / h)
35
IR measurement unit 2 for comparison measurement of CO 2 (TIC-ΔCO2 measurement)
36
Measuring cells CO 2 of the IR measuring unit 2
37
Measuring cuvette (TIC side) of the IR measuring unit 2
38
Comparative cuvette (zero gas side) of the IR measuring unit 2
39
Chopper chamber of the IR measuring unit 2
40
IR source of the IR measuring unit 2
41
TIC self-calibration gas loop
42
Mixing container of the TIC self-calibrating gas loop with Rasching ring
Filling.
43
2/3-way stopcock: switching gas outlet / calibration loop TIC side
44
2/3-way stopcock: switching of sample gas TIC side / calibration loop TIC side
45
Non-return diaphragm valve for parallel connection of TIC and zero gas cuvettes when calibrating the TIC side
46
2/3-way stopcock: zero gas switching for comparison side TIC / calibration loop TIC side
47
2/3-way stopcock: Switchover Measure TIC Ultramat reference gas outlet / calibration loop TIC page
48
TC self-calibration gas loop
49
TC Auto Calibration Gas Loop Mixing Tank with Rasching Ring Filling.
50
2/3-way stopcock: changeover gas outlet / calibration loop TC side
51
2/3-way stopcock: changeover of sample gas TC side / calibration loop TC side
52
Non-return diaphragm valve for parallel connection of TC and zero gas cuvettes when calibrating the TC side
53
2/3-way stopcock: zero gas switching for comparison side TC / calibration loop TC side
54
2/3-way stopcock: switchover measurement TC Ultramat reference gas outlet / calibration loop TC side
55
IR spectrometer with 2 IR measuring unit for the comparative measurement of CO 2 concentration
56
Evaluation electronics / control IR spectrometer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 199365 A2 [0009] - EP 199365 A2 [0009]
  • - DE 19547787 C1 [0011] - DE 19547787 C1 [0011]
  • - EP 780681 B1 [0011] - EP 780681 B1 [0011]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - „Wasser, TOC-TO-TNb, Geräte zur Analyse und Probenaufbereitung, Technische Informationen” vom März 2007 [0008] - "Water, TOC-TO-TNb, Equipment for Analysis and Sample Preparation, Technical Information", March 2007 [0008]
  • - ISO 8573-1, -2 und -5 [0012] - ISO 8573-1, -2 and -5 [0012]
  • - ISO 8573 [0056] - ISO 8573 [0056]
  • - ISO8573-2 und -5 [0056] - ISO8573-2 and -5 [0056]

Claims (23)

Verfahren zur kontinuierlichen quantitativen Bestimmung von wenigstens einer oxidierbaren chemischen Verbindung in Proben aus einem gasförmigen, flüssigem oder festen Untersuchungsmedium, wobei die Reaktionsprodukte der Oxidation spektrophotometrisch detektierbar sind, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: a) Nehmen einer Probe aus dem Untersuchungsmedium; b) Aufteilen der Probe in zwei gleiche Teile; c) Zuführen des ersten Teils der Probe [Pox] zu einer Messseite (1) einer Messvorrichtung (2) und Zuführen des zweiten Teils der Probe [PVgl] zu einer Vergleichsseite (3) der Messvorrichtung (2), wobei die Messseite (1) und die Vergleichsseite (2) das gleiche Volumen und den gleichen geometrischen Aufbau aufweisen; d) Oxidieren von Pox in einem Reaktor (4) bei erhöhter Temperatur zu gasförmigen Reaktionsprodukten der Oxidation [Rox] und Erwärmen von PVgl auf eine solche Temperatur in einem Ofen (5), dass die zu erfassenden chemischen Verbindungen gasförmig vorliegen; e) Auskondensieren von Wasser aus Rox und PVgl zur Einstellung eines konstanten Taupunktes; f) Einstellen eines gleichen und parallelen Massenstroms für Rox und PVgl; g) Zuführen des Rox-Massenstroms zu einer Messküvette (6) und Zuführen des PVgl-Massenstroms zu einer Vergleichsküvette (7), wobei die Messküvette (6) und die Vergleichsküvette (7) von Licht, welches für die Detektion von Rox geeignet ist, durchstrahlt werden; h) gleichzeitiges Erfassen einer Veränderung der Lichtintensität des eingestrahlten Lichtes nach Durchlauf durch Messküvette (6) und Vergleichsküvette (7) in einer den beiden Küvetten nachgeschalteten für Rox spezifischen Messzelle (8), um einen Differenzwert der Menge an Rox zwischen Messküvette (6) und Vergleichsküvette (7) zu bilden; und i) Berechnen der Konzentration der oxidierbaren chemischen Verbindung im Untersuchungsmedium.A method for the continuous quantitative determination of at least one oxidizable chemical compound in samples from a gaseous, liquid or solid assay medium, wherein the reaction products of the oxidation are spectrophotometrically detectable, and wherein the method comprises the steps of: a) taking a sample from the assay medium; b) dividing the sample into two equal parts; c) feeding the first part of the sample [P ox ] to a measuring side ( 1 ) a measuring device ( 2 ) and feeding the second part of the sample [P Vgl ] to a comparison page ( 3 ) of the measuring device ( 2 ), the measuring side ( 1 ) and the comparison page ( 2 ) have the same volume and geometry; d) oxidizing P ox in a reactor ( 4 ) at elevated temperature to gaseous reaction products of oxidation [R ox ] and heating P Vgl to such a temperature in an oven ( 5 ) that the chemical compounds to be detected are gaseous; e) condensing water from R ox and P Vgl to establish a constant dew point; f) setting an equal and parallel mass flow for R ox and P Vgl ; g) supplying the R ox mass flow to a measuring cuvette ( 6 ) and feeding the P Vgl mass flow to a reference cuvette ( 7 ), whereby the measuring cuvette ( 6 ) and the comparison cuvette ( 7 ) of light, which is suitable for the detection of R ox , are irradiated; h) simultaneous detection of a change in the light intensity of the incident light after passing through a measuring cuvette ( 6 ) and reference cuvette ( 7 ) in a downstream of the two cuvettes for R ox specific measuring cell ( 8th ) to calculate a difference value of the amount of Rox between the cuvette ( 6 ) and reference cuvette ( 7 ) to build; and i) calculating the concentration of the oxidizable chemical compound in the assay medium. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oxidierbare chemische Verbindung als Spurbestandteil innerhalb des ppb-Bereichs in dem Untersuchungsmedium vorliegt und ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus linearen, verzweigten oder ringförmigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere solchen mit 1 bis 100, vorzugsweise 1 bis 60, bevorzugt 1 bis 40, besonders bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, sowie deren substituierte Derivate, insbesondere F, Br, Cl, I, S, N, P und/oder O substituierte Derivate; anorganischen Schwefelverbindungen, insbesondere H2S und/oder SOx; und anorganischen Stickstoffverbindungen, insbesondere NH3, NOx.A method according to claim 1, characterized in that the oxidizable chemical compound is present as a trace component within the ppb region in the assay medium and is selected from the group consisting of linear, branched or cyclic hydrocarbons, in particular those having 1 to 100, preferably 1 to 60, preferably 1 to 40, particularly preferably 1 to 20 carbon atoms, and their substituted derivatives, in particular F, Br, Cl, I, S, N, P and / or O substituted derivatives; inorganic sulfur compounds, especially H 2 S and / or SO x ; and inorganic nitrogen compounds, especially NH 3 , NO x . Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kohlenwasserstoffe als CO2, anorganische und organische Schwefelverbindungen als SO2, und anorganische und organische Stickstoffverbindungen als NO detektiert werden.A method according to claim 2, characterized in that hydrocarbons are detected as CO 2 , inorganic and organic sulfur compounds as SO 2 , and inorganic and organic nitrogen compounds as NO. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Licht ultraviolettes Licht, sichtbares Licht oder IR-Licht eingesetzt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that as light ultraviolet light, visible light or IR light is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationsprodukte mittels NDIR-Spektroskopie detektiert werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the oxidation products by NDIR spectroscopy be detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersuchungsmedium ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus einem Gas, insbesondere auch einem komprimierten Gas, vorzugsweise Druckluft; Umgebungsluft; Wasser, insbesondere Abwässer, Klärwässer oder Schwimmbadwässer; und Bodenproben.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the examination medium selected is from the group consisting of a gas, in particular also a compressed gas, preferably compressed air; Ambient air; Water, in particular sewage, sewage water or Swimming pool water; and soil samples. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Untersuchungsmedium Druckluft eingesetzt wird und als oxidierbare chemische Verbindungen Kohlenwasserstoffe quantitativ bestimmt werden, insbesondere solche mit 1 bis 100, vorzugsweise 1 bis 60, bevorzugt 1 bis 40, besonders bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; und dass als RoxCO2 erfasst wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that compressed air is used as the investigation medium and as oxidizable chemical compounds hydrocarbons are determined quantitatively, in particular those having 1 to 100, preferably 1 to 60, preferably 1 to 40, particularly preferably 1 to 20 carbon atoms; and that as R ox CO 2 is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Untersuchungsmedium Raumluft/Abluft/Rauchgas eingesetzt wird und als oxidierbare chemische Verbindungen Kohlenwasserstoffe quantitativ bestimmt werden, insbesondere solche mit 1 bis 100, vorzugsweise 1 bis 60, bevorzugt 1 bis 40, besonders bevorzugt 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; und dass als RoxCO2 erfasst wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that as the examination medium room air / exhaust air / flue gas is used and as oxidizable chemical compounds hydrocarbons are determined quantitatively, in particular those having 1 to 100, preferably 1 to 60, preferably 1 to 40, especially preferably 1 to 20 carbon atoms; and that as R ox CO 2 is detected. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen CO2-Differenzwerte in der Messzelle (8) ein Maß für den Kohlenwasserstoffgehalt der Druckluft darstellen, wobei der Gehalt vorzugsweise als gesamter organischer Kohlenstoffgehalt (TOC) ausgegeben wird.Method according to claim 7, characterized in that the measured CO 2 difference values in the measuring cell ( 8th ) represent a measure of the hydrocarbon content of the compressed air, the content preferably being expressed as total organic carbon content (TOC). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene CO2-Wert auf einen Standard Kohlenwasserstoff-Wert, insbesondere Toluol normiert wird.A method according to claim 9, characterized in that the measured CO 2 value is normalized to a standard hydrocarbon value, in particular toluene. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig zusätzlich zum gesamten organischen Kohlenstoffgehalt TOC Methan in einer der CO2-Messzelle (8) nachgeschalteten Methanmesszelle (9) gemessen wird.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that in addition to the total organic carbon content TOC methane in one of the CO 2 measuring cell ( 8th ) downstream methane measuring cell ( 9 ) is measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der absolute CO2-Gehalt der Umgebungsluft in einer separaten Messeinrichtung (10) gemessen wird.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that in addition the absolute CO 2 content of the ambient air in a separate measuring device ( 10 ) is measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass das Untersuchungsmedium im Wesentlichen sauerstofffrei ist, in Schritt d) Pox ein Oxidationsmittel, insbesondere H2O2 oder reiner Sauerstoff, hierbei insbesondere unter rechnerischer Berücksichtigung der Volumenänderung, zugegeben wird.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that in the event that the examination medium is substantially free of oxygen, in step d) P ox an oxidizing agent, in particular H 2 O 2 or pure oxygen, in particular mathematically taking into account the change in volume , is added. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass man den Reaktor (4) in einem Temperaturbereich von 600 bis 1500°C betreibt.Process according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the reactor ( 4 ) operates in a temperature range of 600 to 1500 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) Wasser durch Kühlen mittels Peltier-Kühler (11, 12) aus den Gasströmen, die Rox und PVgl enthalten, auskondensiert wird.Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that in step e) water by cooling by means of Peltier cooler ( 11 . 12 ) is condensed out of the gas streams containing R ox and P Vgl . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasströme, welche Rox und PVgl enthalten, durch Partikelfilter (13, 14) gereinigt werden bevor sie in die Messküvette (6) und die Vergleichsküvette (7) gelangen; und/oder der Rox-Massenstroms zu der Messküvette (6) und der PVgl-Massenstroms zu der Vergleichsküvette (7) mittels eines Massenflussbegrenzers (15, 16) eingestellt wird, insbesondere auf 0,1 nl/min bis 10 nl/min, vorzugsweise auf ca. 1 nl/min.Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the gas streams containing R ox and P Vgl , by particle filter ( 13 . 14 ) before they get into the cuvette ( 6 ) and the comparison cuvette ( 7 ) reach; and / or the R ox mass flow to the measuring cuvette ( 6 ) and the P Vgl mass flow to the reference cuvette ( 7 ) by means of a mass flow limiter ( 15 . 16 ), in particular to 0.1 nl / min to 10 nl / min, preferably to about 1 nl / min. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass in Pox und/oder PVgl enthaltene zu detektierende oxidierbare chemische Verbindungen in Form von Aerosolen vorliegen, im Reaktor (4) bzw. im Ofen (5) eine Aerosolabscheidung bei gleichzeitiger Verbrennung vorgesehen ist, wobei der Reaktor (4) bzw. der Ofen (5) mit Gestricken und Feinfiltern aus Glasfaser, Keramik, Metalldraht, insbesondere aus Stahl, Titan oder Tantal oder keramischen Sinterfiltermaterialien beschickt ist.Method according to one of claims 1 to 16, characterized in that in the event that present in P ox and / or P Vgl to be detected oxidizable chemical compounds in the form of aerosols, in the reactor ( 4 ) or in the oven ( 5 ) an aerosol separation is provided with simultaneous combustion, wherein the reactor ( 4 ) or the furnace ( 5 ) is fed with knitted and fine filters of glass fiber, ceramic, metal wire, in particular of steel, titanium or tantalum or ceramic sintered filter materials. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass man in den Reaktor (4) einen Katalysator zur katalytischen Oxidation der Pox, insbesondere Kohlenwasserstoffe, einbringt, wobei als Katalysatoren insbesondere Platin/Paladium oder Mischungen aus CuO (insbesondere, ca. 40 Masse-%) und MnO2 (insbesondere ca. 50 Masse-%) unter Verwendung der Cokatalysatoren Titanoxid, Vanadiumpentoxid und Eisenoxid (Ergänzung zu 100 Masse-%) oder Mischungen dieser Verbindungen eingesetzt werden.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that in the reactor ( 4 ) catalyzes the catalytic oxidation of P ox , in particular hydrocarbons, wherein as catalysts in particular platinum / paladium or mixtures of CuO (in particular, about 40% by mass) and MnO 2 (in particular about 50% by mass) using the cocatalysts titanium oxide, vanadium pentoxide and iron oxide (supplement to 100% by mass) or mixtures of these compounds are used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei Messung von Kohlenwassertoffen (KW) in Probengas eine Nachweisbarkeitsgrenze von ca. 0,001 mg KW/Nm3 erreicht wird.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that when measuring Kohlenwassertoffen (KW) in sample gas a detectability limit of about 0.001 mg KW / Nm 3 is achieved. Verfahren zur kontinuierlichen Messung des Kohlenstoffgehaltes eines wäßrigen Untersuchsmediums, welches Kohlenwasserstoffe enthält, mit folgenden Schritten: a) Nehmen einer Wasserprobe aus dem Untersuchungsmedium; b) Abtrennen von anorganischem Kohlenstoff aus der Wasserprobe durch Ansäuern und Vertreiben als CO2; c) Zuführen des von anorganischem Kohlenstoff befreiten Wassers, welches nur noch organischen Kohlenstoff enthält, in einen Verdampfungs- und Verbrennungsraum eines Reaktors (5) zu einer TOC-Messseite (1) einer Messvorrichtung (2) und Zuführen eines reinen kohlenwasserstofffreien Referenzgases (Nullgas) zu einem Reaktor (4) einer Vergleichsseite (3) der Messvorrichtung (2) und dem Reaktor (5), wobei die Messseite (1) und die Vergleichsseite (3) gleiche Gasströme, das gleiche Volumen und den gleichen geometrischen Aufbau aufweisen; d) Oxidieren der Kohlenwasserstoffe in dem Reaktor (5) bei erhöhter Temperatur zu CO2 und Erwärmen des Nullgases in Reaktor (4) auf dieselbe Temperatur; e) Auskondensieren von Wasserdampf aus den die Reaktoren (4) und (5) verlassenden Gasströmen; f) Zuführen des CO2-Massenstroms der Messseite (1) zu einer Messküvette (6) und Zuführen des Nullgas-Massenstroms zu einer Vergleichsküvette (7), wobei die Messküvette (6) und die Vergleichsküvette (7) von Licht, welches für die Detektion von CO2 geeignet ist, durchstrahlt werden; g) gleichzeitiges Erfassen einer Veränderung der Lichtintensität des eingestrahlten Lichtes nach Durchlauf durch Messküvette (6) und Vergleichsküvette (7) in einer den beiden Küvetten nachgeschalteten für CO2 spezifischen Messzelle (8), um einen Differenzwert der Menge an CO2 zwischen Messküvette (6) und Vergleichsküvette (7) zu bilden; und h) Berechnen des Kohlenstoffgehaltes als TOC-Wert der Wasserprobe in dem Untersuchungsmedium.A method of continuously measuring the carbon content of an aqueous assay medium containing hydrocarbons comprising the steps of: a) taking a water sample from the assay medium; b) separating inorganic carbon from the water sample by acidification and repellency as CO 2 ; c) supplying the inorganic carbon-free water containing only organic carbon into a vaporization and combustion chamber of a reactor ( 5 ) to a TOC measurement page ( 1 ) a measuring device ( 2 ) and supplying a pure hydrocarbon-free reference gas (zero gas) to a reactor ( 4 ) of a comparison page ( 3 ) of the measuring device ( 2 ) and the reactor ( 5 ), the measuring side ( 1 ) and the comparison page ( 3 ) have the same gas flows, the same volume and the same geometric structure; d) oxidizing the hydrocarbons in the reactor ( 5 ) at elevated temperature to CO 2 and heating of the zero gas in reactor ( 4 ) to the same temperature; e) condensation of water vapor from the reactors ( 4 ) and ( 5 ) leaving gas streams; f) supplying the CO 2 mass flow of the measuring side ( 1 ) to a measuring cuvette ( 6 ) and feeding the zero gas mass flow to a reference cuvette ( 7 ), whereby the measuring cuvette ( 6 ) and the comparison cuvette ( 7 ) of light which is suitable for the detection of CO 2 are irradiated; g) simultaneous detection of a change in the light intensity of the irradiated light after passing through a measuring cuvette ( 6 ) and reference cuvette ( 7 ) in a CO 2 -specific measuring cell downstream of the two cuvettes ( 8th ) to obtain a difference in the amount of CO 2 between the cuvette ( 6 ) and reference cuvette ( 7 ) to build; and h) calculating the carbon content as the TOC of the water sample in the assay medium. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserprobe mit einer Mineralsäure auf einen pH von ca. 2,0 eingestellt wird.Method according to claim 19, characterized that the water sample with a mineral acid to a pH is set by about 2.0. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) entfällt und somit der gesamte Kohlenstoffgehalt (TC) als Summe aus anorganischem (TIC) und organischem Kohlenstoffgehalt (TOC) quantitativ bestimmt wird.Method according to claim 19 or 20, characterized that step b) is omitted and thus the total carbon content (TC) as the sum of inorganic (TIC) and organic carbon content (TOC) is determined quantitatively. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der freigesetzte anorganische Kohlenstoff mittels einer zusätzlichen, der TOC-Messseite (1) analogen TIC-Messseite (100) der Messvorrichtung (2) parallel gemessenen wird, und wobei man wobei anstelle des TOC-Wertes den TC-Wert als Ergebnis der Messung in der TOC-Messseite (1) erhält und den TOC-Wert durch Differenzbildung aus TC und TIC bestimmt.A method according to claim 21, characterized in that the liberated inorganic carbon by means of an additional, the TOC measuring side ( 1 ) analog TIC measurement page ( 100 ) the measuring device ( 2 ) is measured in parallel, and wherein instead of the TOC value, the TC value as a result of the measurement in the TOC measurement side ( 1 ) and determines the TOC value by subtraction from TC and TIC.
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