DE102009023634B4 - Device for the temporary storage of volatile chemical substances - Google Patents

Device for the temporary storage of volatile chemical substances Download PDF

Info

Publication number
DE102009023634B4
DE102009023634B4 DE102009023634.1A DE102009023634A DE102009023634B4 DE 102009023634 B4 DE102009023634 B4 DE 102009023634B4 DE 102009023634 A DE102009023634 A DE 102009023634A DE 102009023634 B4 DE102009023634 B4 DE 102009023634B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chambers
adsorption material
substances
volatile chemical
ambient air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102009023634.1A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102009023634A1 (en
Inventor
Reinhard Noske
Dr. Böcker Wolfgang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesanstalt fuer Materialforschung und Pruefung BAM
Original Assignee
Bundesanstalt fuer Materialforschung und Pruefung BAM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesanstalt fuer Materialforschung und Pruefung BAM filed Critical Bundesanstalt fuer Materialforschung und Pruefung BAM
Priority to DE102009023634.1A priority Critical patent/DE102009023634B4/en
Publication of DE102009023634A1 publication Critical patent/DE102009023634A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102009023634B4 publication Critical patent/DE102009023634B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0047—Organic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/268—Polymers created by use of a template, e.g. molecularly imprinted polymers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
    • G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20—Organic adsorbents
    • B01D2253/202—Polymeric adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4583—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for removing chemical, biological and nuclear warfare agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern von aus der Umgebungsluft entnommenen flüchtigen chemischen Stoffen (VOC) unter Anwendung eines selektiven Anreicherungs- und Desorptionsverfahrens in einer ein Adsorptionsmaterial enthaltenden Kammer (2), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Luftdurchgang (1) mehrere von der Umgebungsluft durchströmbare Kammern (2), die jeweils ein spezifisches Adsorptionsmaterial für die Adsorption eines bestimmten flüchtigen chemischen Stoffes enthalten, quer zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, und jeder Kammer (2) eine selektiv ansteuerbare Vorrichtung zur Erzielung einer selektiven Desorption des in der Kammer (2) gespeicherten flüchtigen chemischen Stoffes zugeordnet ist.Device for the temporary storage of volatile chemical substances (VOC) extracted from the ambient air using a selective enrichment and desorption process in a chamber (2) containing an adsorption material, characterized in that several chambers (A) can be flowed through by an ambient air (1). 2), each containing a specific adsorption material for the adsorption of a particular volatile chemical, are arranged side by side transversely to the flow direction, and each chamber (2) a selectively controllable device for achieving a selective desorption of the stored in the chamber (2) volatile chemical Stoffes is assigned.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

US 7 022 229 B1 schlägt eine Vorrichtung zum Trennen von Chemikalien mit Verfahren der selektiven Adsorption vor. Die Vorrichtung umfasst zumindest drei, jeweils mit einem Adsorbens ausgestattete Adsorptionseinheiten, die jeweils in Reihe miteinander verbunden sind und so bewegt werden, dass die relative Position ihrer jeweiligen Ein- und Auslassöffnungen in Relation zu einem Analysegerät wechselt. US Pat. No. 7,022,229 B1 proposes a device for separating chemicals by selective adsorption methods. The device comprises at least three adsorption units, each equipped with an adsorbent, which are each connected in series and moved so that the relative position of their respective inlet and outlet openings changes in relation to an analyzer.

US 5 310 681 A beschreibt ein hochselektives, empfindliches und schnelles System zum Nachweis spezifischer flüchtiger Stoffe in der Luft. Von Sprengstoffen abgegebene oder mittels Hitzeeinwirkung von Oberflächen gewonnene Dämpfe werden auf Oberflächen gesammelt, die mit gaschromatographischen Trägermaterialien beschichtet sind und Sprengstoffdämpfe zurückhalten, dabei aber Stickoxide abstoßen. Die Dämpfe werden sodann desorbiert, an einem oder mehreren Kaltpunkt-Konzentratoren angereichert und mittels GC separiert. Einzelne Dämpfe können mittels parallel erfolgender Hoch- und Niedertemperatur-Pyrolyse selektiv analysiert werden, wobei Wasserstoff als Trägergas dient. US Pat. No. 5,310,681 A describes a highly selective, sensitive and fast system for detecting specific volatiles in the air. Vapors released from explosives or by surface heat are collected on surfaces coated with gas chromatographic substrates that retain explosive vapors but repel nitrogen oxides. The vapors are then desorbed, enriched at one or more cold point concentrators and separated by GC. Individual vapors can be selectively analyzed by means of parallel high- and low-temperature pyrolysis, with hydrogen serving as the carrier gas.

EP 5 310 681 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gewinnen und gaschromatographischen Analysieren von Duft- und Aromastoffen, umfassend eine oder mehrere Kapillarröhrchen, die an ihrer Innenseite mit einem Adsorbens beschichtet sind, eine Saugvorrichtung und eine diese miteinander verbindende Röhre. EP 5 310 681 A1 describes an apparatus and a method for obtaining and analyzing gas chromatographic fragrances and flavorings, comprising one or more capillary tubes which are coated on its inside with an adsorbent, a suction device and a tube connecting them to one another.

Es ist bekannt, in der Umgebungsluft vorhandene flüchtige chemische Stoffe (VOC) mittels eines Anreicherungs- und Desorptionsverfahrens zu detektieren bzw. zu messen. Hierdurch werden beispielsweise die am häufigsten verwendeten Explosivstoffe, wie 2,4,6-Trinitrotoluen (TNT) detektiert. Dabei wird als Anreicherungs- bzw. Adsorptionsmaterial ein molekular geprägtes Polymer (MIP – Molecular Imprinted Polymere), d. h., gegenüber Nitroaromaten bindungsspezifische nanoskalige Polymerpartikel, verwendet. Die die flüchtigen chemischen Stoffe enthaltende Umgebungsluft wird durch das Adsorptionsmaterial, den so genannten MIP-Filter, geleitet, wodurch Moleküle dieser Stoffe, im vorliegenden Fall 2,4-DNT-Moleküle, selektiv absorbiert werden. Anschließend werden die nitroaromatischen Moleküle unter erhitztem Stickstoffrückfluss desorbiert und einer Sensoreinheit, die beispielsweise als Fluoreszenzdetektor ausgebildet ist, zugeführt. Dabei umfasst der Fluoreszenzdetektor Fluoreszenzpolymerschichten auf Glasträgern, die in Wechselwirkung mit den Nitroaromaten treten, wodurch eine signifikante Auslöschung der Polymer-Fluoreszenz auftritt.It is known to detect or measure volatile chemical substances (VOC) present in the ambient air by means of an enrichment and desorption process. As a result, for example, the most commonly used explosives, such as 2,4,6-Trinitrotoluen (TNT) detected. In this case, the enrichment or adsorption material used is a molecularly imprinted polymer (MIP), i. h., Compared to nitroaromatic compound-specific nanoscale polymer particles used. The ambient air containing the volatile chemical substances is passed through the adsorption material, the so-called MIP filter, whereby molecules of these substances, in this case 2,4-DNT molecules, are selectively absorbed. Subsequently, the nitroaromatic molecules are desorbed under heated nitrogen reflux and a sensor unit, which is designed for example as a fluorescence detector supplied. In this case, the fluorescence detector comprises fluorescent polymer layers on glass supports, which interact with the nitroaromatics, whereby a significant extinction of the polymer fluorescence occurs.

Aus der DE 10 2007 048 185 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen von flüchtigen chemischen Stoffen unter Verwendung des Anreicherungs- und Desorptionsverfahrens mit einer ein selektives Adsorptionsmaterial aufwesenden Thermodesorptionseinheit bekannt. Die Thermodesorptionseinheit ist mit Kanälen zum Einleiten von zu untersuchender Umgebungsluft und zum Weiterleiten von desorbierten Molekülen der flüchtigen chemischen Stoffe zu einer Sensoreinheit zum Erfassen der desorbierten Moleküle der zu messenden Stoffe verbunden.From the DE 10 2007 048 185 A1 For example, a device for measuring volatile chemicals using the enrichment and desorption method with a thermal desorption unit present on a selective adsorption material is known. The thermal desorption unit is connected to channels for introducing ambient air to be examined and for passing desorbed molecules of the volatile chemical substances to a sensor unit for detecting the desorbed molecules of the substances to be measured.

Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht jedoch die Messung nur eines einzigen flüchtigen chemischen Stoffes. Sollen mehrere Stoffe erfasst werden, so kann dies nur nacheinander erfolgen, indem nach der Messung des einen Stoffs das für diesen geeignete Adsorptionsmaterial durch ein für einen anderen Stoff geeignetes Adsorptionsmaterial ersetzt wird. Hierdurch wird die Messung umständlich und zeitaufwendig, und es ist nicht möglich, die gleichzeitig auftretenden Konzentrationen der zu erfassenden Stoffe zu ermitteln.However, this known device allows the measurement of only a single volatile chemical substance. If several substances are to be detected, this can only be done successively by replacing, after the measurement of one substance, the adsorption material suitable for this substance by an adsorption material suitable for another substance. This makes the measurement cumbersome and time-consuming, and it is not possible to determine the concurrent concentrations of the substances to be detected.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern von aus der Umgebungsluft entnommenen flüchtigen chemischen Stoffen (VOC) unter Anwendung eines selektiven Anreicherungs- und Desorptionsverfahrens in einer ein Adsorptionsmaterial enthaltenden Kammer anzugeben, mit der in einfacher Weise schnell und gleichzeitig die Konzentrationen mehrerer flüchtiger chemischer Stoffe in der Umgebungsluft gemessen werden können.It is therefore the object of the present invention to provide an apparatus for temporarily storing volatile chemical substances (VOC) withdrawn from the ambient air using a selective enrichment and desorption process in a chamber containing an adsorption material with which in a simple manner quickly and simultaneously Concentrations of several volatile chemicals in ambient air can be measured.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous developments of the device according to the invention will become apparent from the dependent claims.

Dadurch, dass in einem Luftdurchgang mehrere von der Umgebungsluft durchströmbare Kammern, die jeweils ein spezifisches Adsorptionsmaterial für die Adsorption eines bestimmten flüchtigen chemischen Stoffes enthalten, quer zur Strömungsrichtung nebeneinander und/oder in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, können gleichzeitig mehrere in der Umgebungsluft enthaltene flüchtige chemische Stoffe jeweils in einem für sie geeigneten Adsorptionsmaterial gespeichert werden. Nachdem eine ausreichende Menge der relevanten Stoffe in den einzelnen Kammern adsorbiert wurde, kann der Desorptionsvorgang eingeleitet werden, in welchem die adsorbierten bzw. gespeicherten Stoffe wieder an ein geeignetes Trägergas, vorzugsweise ebenfalls die Umgebungsluft, abgegeben werden. Die au diese Weise mit den Stoffen angereicherte Luft wird dann Sensoren zugeführt, die aufgrund der durchgeführten Anreicherung die einzelnen Stoffkonzentrationen deutlich genauer messen können.Characterized in that in a passage of air a plurality of air through which the ambient air can flow, each containing a specific adsorption material for the adsorption of a particular volatile chemical, are arranged transversely to the flow side by side and / or in the flow direction one behind the other, simultaneously contained in the ambient air volatile chemical Each substance can be stored in a suitable adsorbent material for them. After a sufficient amount of the relevant substances has been adsorbed in the individual chambers, the desorption process can be initiated, in which the adsorbed or stored substances are again delivered to a suitable carrier gas, preferably also the ambient air. The au this Way enriched air with the substances is then fed to sensors that can measure the individual substance concentrations significantly more accurate due to the enrichment performed.

Vorzugsweise ist jeder Kammer eine Vorrichtung zur Erzielung einer selektiven Desorption des in der Kammer gespeicherten flüchtigen chemischen Stoffes zugeordnet. Dadurch ist es möglich, beliebige Kombinationen von der in der Umgebungsluft vorhandenen Stoffen gleichzeitig zu erfassen. Die jeweiligen Vorrichtungen zur Erzielen einer Desorption sind vorteilhaft für jede Kammer selektiv ansteuerbar. Erfolgt die Desorption beispielsweise durch Erhöhung der Temperatur des einen stoffspeichernden Adsorptionsmaterials, so können diese Vorrichtungen als Heizvorrichtungen ausgebildet sein, die eine individuelle Erwärmung der einzelnen Kammern ermöglichen. Dabei ist auch eine Steuerung der Intensität der Erwärmung möglich, da die Abhängigkeit des Grads der Desorption von der Temperatur für die unterschiedlichen Adsorptionsmittel verschieden ist.Preferably, each chamber is associated with a device for achieving selective desorption of the volatile chemical stored in the chamber. This makes it possible to simultaneously detect any combinations of the substances present in the ambient air. The respective devices for achieving a desorption are advantageously selectively controllable for each chamber. If the desorption is effected, for example, by increasing the temperature of the adsorbent material storing a substance, then these devices can be designed as heaters which allow individual heating of the individual chambers. It is also possible to control the intensity of the heating, since the dependence of the degree of desorption on the temperature is different for the different adsorbents.

Eine weitere Steuerungsmöglichkeit bzw. Beschränkung der Erfassung auf bestimmte der in der Umgebungsluft vorhandenen Stoffe besteht darin, dass, obwohl Adsorptionsmaterialien für eine größere Anzahl von Stoffen vorgesehen sind, insbesondere bei nebeneinander angeordneten Kammern diese auf der Eingangs- und/oder Ausgangsseite der durchströmenden Luft steuerbare Blenden für eine teilweise oder vollständige Sperrung der Luftströmung durch die jeweilige Kammer aufweisen. Hierdurch kann verhindert werden, dass in bestimmten Kammern das Adsorptionsmaterial mit dem zugeordneten Stoff überhaupt angereichert wird oder im Falle einer Anreicherung der desorbierte Stoff aus der Kammer herausgeführt wird.Another way to control or restrict the detection of certain of the substances present in the ambient air is that, although adsorption materials are provided for a larger number of substances, especially in adjacent chambers these controllable on the input and / or output side of the air flowing through Apertures for a partial or complete block the flow of air through the respective chamber. In this way it can be prevented that in certain chambers, the adsorption material is enriched with the associated substance at all or in the case of an enrichment of the desorbed substance is led out of the chamber.

Zur Erhöhung der Messgenauigkeit ist es empfehlenswert, den Kammern Filter zur Entfernung unerwünschter Stoffe aus der Umgebungsluft vorzuschalten. Unerwünschte Stoffe sind z. B. Staub oder Wasser, die, wenn sie in nicht vernachlässigbarer Menge in den Kammern aufgenommen wurden, die Messergebnisse deutlich verfälschen können. Die Filter bestehen daher vorzugsweise aus Molekularsieben, die größere Partikel nicht durchlassen, wobei es sinnvoll ist, mehrere Siebe mit zunehmend geringerer Durchgangsgröße im Luftstrom hintereinander anzuordnen. Andere Filter können durch elektrostatische Felder, Adsorbermaterialien oder auch durch Temperaturvariationen realisiert werden. Auch optische Filter zur Eliminierung von schädlicher Strahlung sind möglich.To increase the accuracy of the measurement, it is advisable to connect filters to the chambers to remove unwanted substances from the ambient air. Undesirable substances are z. As dust or water, which, if they were taken in non-negligible amount in the chambers, can significantly falsify the measurement results. The filters therefore preferably consist of molecular sieves which do not allow larger particles to pass, and it is expedient to arrange several sieves with progressively smaller passage size in the air flow one behind the other. Other filters can be realized by electrostatic fields, Adsorbermaterialien or by temperature variations. Also optical filters to eliminate harmful radiation are possible.

Das mit den desorbierten Stoffen beladene Trägergas wird aus Kammern zu diesen nachgeschalteten Sensoren für die jeweiligen flüchtigen chemischen Stoffe geführt. Als Sensoren können beliebige bekannte, für die jeweilige Anwendung geeignete Detektoren eingesetzt werden. Nur beispielhaft werden hier Fluoreszenzdetektoren oder Chemosensoren genannt.The laden with the desorbed substances carrier gas is fed from chambers to these downstream sensors for the respective volatile chemical substances. As sensors any known, suitable for the particular application detectors can be used. By way of example only, fluorescence detectors or chemosensors are mentioned here.

Für die Erkennung von Gefahrstoffen, insbesondere ABC-Gefahrstoffen, haben sich Polymere als geeignete Adsorptionsmaterialien erwiesen. Besonders vorteilhaft sind hierbei hochselektive molekulargeprägte Polymere (MIP), die jeweils zur Adsorption eines bestimmten Stoffes ausgebildet sein können.For the detection of hazardous substances, in particular ABC hazardous substances, polymers have proven to be suitable adsorption materials. Particularly advantageous in this case are highly selective molecularly imprinted polymers (MIP), which can each be designed to adsorb a particular substance.

Zwischen den Kammern und Sensoren können Leitvorrichtungen vorgesehen sein, die das aus einer bestimmten Kammer austretende, mit dem zugeordneten desorbierten Stoff beladene Trägergas zu einem bestimmten Sensor führen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass jeder zu erfassende Stoff zu einem für ihn optimalen Sensor gelangt.Between the chambers and sensors, guide devices can be provided which guide the carrier gas discharged from a specific chamber and loaded with the associated desorbed substance to a specific sensor. In this way it can be ensured that each substance to be detected reaches an optimal sensor for it.

Die Erfassung von Gefahrstoffen ist nur beispielhaft genannt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann z. B. auch als so genannte ”Duftkanone” eingesetzt werden.The collection of hazardous substances is only mentioned as an example. The inventive device can, for. B. also be used as a so-called "scent gun".

Hierbei wird in einem begrenzten Raum die Luft mit bestimmten Duftstoffen versetzt und diese dann der Vorrichtung zugeführt, wobei die einzelnen Duftstoffe durch die Verwendung entsprechender Adsorptionsmaterialien selektiv in den Kammern gespeichert werden. Durch selektive Desorption können dann einzelne Duftstoffe oder beliebige Kombinationen von diesen zu gewünschten Zeiten in einem größeren Raum emittiert werden, um in diesen einen angenehmen Duft zu erzeugen.Here, in a limited space, the air is mixed with certain fragrances and then supplied to the device, the individual fragrances are selectively stored in the chambers by the use of appropriate adsorption materials. Selective desorption can then be used to emit individual fragrances or any desired combinations of these at desired times in a larger space in order to produce a pleasant fragrance in them.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the figure. This shows a schematic sectional view of a device according to the invention.

In einem Luftdurchgang 1 mit vorzugsweise rundem oder quadratischem Querschnitt befinden sich mehrere Kammern 2, die jeweils ein Adsorptionsmaterial enthalten, wobei die Adsorptionsmaterialien in den einzelnen Kammern 2 unterschiedlich sind. Jedes Adsorptionsmaterial ist besonders geeignet für die Adsorption eines bestimmten von in der durch den Luftdurchgang 1 von oben nach unten hindurchgeführten Umgebungsluft enthaltenen flüchtigen chemischen Stoffen. Die Kammern 2 sind so ausgebildet, dass sie einerseits einen Durchgang der Luft durch das in ihnen enthaltende Adsorptionsmaterial ermöglichen, andererseits jedoch ein Entweichen des Adsorptionsmaterials verhindern. In der Figur sind insgesamt neun Kammern 2 in einer Anordnung jeweils aus drei quer zur Luftströmungsrichtung nebeneinander liegenden und aus drei in Luftströmungsrichtung hintereinander liegenden Kammern 2 gezeigt. Die Anzahl und Anordnung der Kammern 2 können jedoch entsprechend dem jeweils Anwendungsfall beliebig gewählt werden. Zwischen einem oberen trichterförmigen Bereich 3 und einem unteren trichterförmigen Bereich 4 des Luftdurchgangs 1 wird in bekannter Weise ein Druckunterschied derart erzeugt, dass die Luft von oben nach unten durch den Luftdurchgang 1 strömt. Dabei strömt die mit unterschiedlichen flüchtigen chemischen Stoffen beladene Luft durch sämtliche Kammern 2, wobei die einzelnen Stoffe in den Kammern 2 selektiv adsorbiert werden, so dass in jeder der Kammern 2 ein durch das jeweilige Adsorptionsmaterial bestimmter Stoff gespeichert wird.In an air passage 1 with preferably round or square cross-section are several chambers 2 each containing an adsorbent material, wherein the adsorbent materials in the individual chambers 2 are different. Each adsorption material is particularly suitable for adsorbing a particular one in the air passageway 1 From top to bottom passed ambient air contained volatile chemical substances. The chambers 2 are designed so that on the one hand allow passage of the air through the adsorbent material contained in them, on the other hand, however, prevent escape of the adsorbent material. In the figure are a total of nine chambers 2 in an arrangement each of three transverse to the direction of air flow adjacent and from three in the air flow direction one behind the other chambers 2 shown. The number and arrangement of the chambers 2 However, they can be chosen according to the particular application. Between an upper funnel-shaped area 3 and a lower funnel-shaped area 4 of the air passage 1 In known manner, a pressure difference is generated such that the air from top to bottom through the air passage 1 flows. The air laden with different volatile chemicals flows through all the chambers 2 , where the individual substances in the chambers 2 be adsorbed selectively, so that in each of the chambers 2 a substance determined by the particular adsorption material is stored.

In dem trichterförmigen Bereich 3 befinden sich mehrere Filter 5, 6 und 7, die unerwünschte Stoffe aus der dem Luftdurchgang 1 zugeführten Umgebungsluft herausfiltern. Solche unerwünschten Stoffe sind insbesondere Staub und Wasser, die, wenn sie in größeren Mengen in die Kammern 2 gelangen, die Bestimmung der Konzentration der flüchtigen chemischen Stoffe in der Umgebungsluft beeinträchtigen können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Filter 5, 6 und 7 Molekularsiebe zur Aussonderung fester Partikel, wobei die Maschengröße vom äußersten Filter 5 zum innersten Filter 7 hin abnimmt.In the funnel-shaped area 3 There are several filters 5 . 6 and 7 , the unwanted substances from the air passage 1 filter out incoming ambient air. Such undesirable substances are especially dust and water, which, when present in larger quantities in the chambers 2 which may affect the determination of the concentration of volatile chemical substances in ambient air. In the present embodiment, the filters 5 . 6 and 7 Molecular sieves for separating out solid particles, the mesh size being from the outermost filter 5 to the innermost filter 7 decreases.

In dem trichterförmigen Bereich 4 sind nicht dargestellte Sensoren angeordnet. Die Ausbildung der Sensoren ist beliebig und wird im Wesentlichen durch die Art der zu erfassenden flüchtigen chemischen Stoffe bestimmt. Es können einheitliche Sensoren oder unterschiedliche Sensoren eingesetzt werden. Nicht dargestellte Leitvorrichtungen können die aus den Kammern 2 austretende Luft so zu den Sensoren leiten, dass bestimmte Kammern 2 bestimmten Sensoren zugeordnet werden. Auch können steuerbare Blenden oberhalb und unterhalb der Kammern 2 im Luftdurchgang 1 angeordnet sein, die die Verteilung der Luftströmung über den Querschnitt des Luftdurchgangs 1 in gewünschter Weise verändern können.In the funnel-shaped area 4 not shown sensors are arranged. The design of the sensors is arbitrary and is essentially determined by the nature of the volatile chemical substances to be detected. It can be used uniform sensors or different sensors. Not shown Leitvorrichtungen can from the chambers 2 exiting air so to the sensors that conduct certain chambers 2 assigned to specific sensors. Also, controllable apertures can be above and below the chambers 2 in the air passage 1 be arranged, which determines the distribution of air flow over the cross section of the air passage 1 can change in the desired manner.

Nachdem das Adsorptionsmaterial in den Kammern 2 ausreichend mit dem jeweiligen flüchtigen Stoff angereichert wurde, kann der Desorptionsvorgang eingeschaltet werden. Dies erfolgt durch Erwärmung des jeweiligen Adsorptionsmaterials. Jede Kammer 2 ist individuell beheizbar, so dass bestimmt werden kann, welcher geeignete Stoff zu welcher Zeit von dem jeweiligen Adsorptionsmaterial freigegeben und mit dem Trägergas, vorzugsweise der Umgebungsluft, zu den Sensoren oder einem gewünschten Sensor geführt wird.After the adsorption material in the chambers 2 sufficiently enriched with the respective volatile material, the desorption process can be turned on. This is done by heating the respective adsorption material. Every chamber 2 is individually heated, so that it can be determined which suitable substance is released at any time by the respective adsorption material and is conducted with the carrier gas, preferably the ambient air, to the sensors or a desired sensor.

Claims (17)

Vorrichtung zum vorübergehenden Speichern von aus der Umgebungsluft entnommenen flüchtigen chemischen Stoffen (VOC) unter Anwendung eines selektiven Anreicherungs- und Desorptionsverfahrens in einer ein Adsorptionsmaterial enthaltenden Kammer (2), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Luftdurchgang (1) mehrere von der Umgebungsluft durchströmbare Kammern (2), die jeweils ein spezifisches Adsorptionsmaterial für die Adsorption eines bestimmten flüchtigen chemischen Stoffes enthalten, quer zur Strömungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, und jeder Kammer (2) eine selektiv ansteuerbare Vorrichtung zur Erzielung einer selektiven Desorption des in der Kammer (2) gespeicherten flüchtigen chemischen Stoffes zugeordnet ist.Apparatus for temporarily storing volatile chemical substances (VOC) extracted from the ambient air using a selective enrichment and desorption process in a chamber containing an adsorption material ( 2 ), characterized in that in an air passage ( 1 ) several chambers through which ambient air can flow ( 2 ), each containing a specific adsorption material for the adsorption of a particular volatile chemical, are arranged side by side transversely to the flow direction, and each chamber ( 2 ) a selectively controllable device for achieving a selective desorption of the in the chamber ( 2 ) associated volatile chemical substance is assigned. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kammern (2) zusätzlich in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that chambers ( 2 ) are additionally arranged in the flow direction one behind the other. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Erzielung einer Desorption Heizvorrichtungen sind.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the devices for achieving a desorption heating devices. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (2) auf der Eingangs- und/oder Ausgangsseite der durchströmenden Luft steuerbare Blenden für eine teilweise oder vollständige Sperrung der Luftströmung durch die jeweilige Kammer (2) aufweisen.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the chambers ( 2 ) on the input and / or output side of the air flowing through controllable orifices for a partial or complete blocking of the air flow through the respective chamber ( 2 ) exhibit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Kammern (2) Filter (5, 6, 7) zur Entfernung unerwünschter Stoffe aus der Umgebungsluft vorgeschaltet sind.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the chambers ( 2 ) Filters ( 5 . 6 . 7 ) are upstream of the removal of undesirable substances from the ambient air. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter (5, 6, 7) Molekularsiebe zur Entfernung von eine bestimmte Größe überschreitenden Partikeln aufweisen.Device according to claim 5, characterized in that the filters ( 5 . 6 . 7 ) Have molecular sieves for removing particles exceeding a certain size. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Molekularsiebe mit zunehmend verringerter Durchgangsgröße der Partikel hintereinander angeordnet sind.Apparatus according to claim 6, characterized in that a plurality of molecular sieves are arranged with progressively reduced passage size of the particles one behind the other. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter (5, 6, 7) zur Abscheidung von Wasser aus der Umgebungsluft ausgebildet sind.Device according to claim 5, characterized in that the filters ( 5 . 6 . 7 ) are formed for the separation of water from the ambient air. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Kammern optische Filter vorgeschaltet sind.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the chambers are preceded by optical filters. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass den Kammern (2) Sensoren für die desorbierten flüchtigen chemischen Stoffe nachgeschaltet sind.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the chambers ( 2 ) Sensors for the desorbed volatile chemical substances are connected downstream. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren einen Fluoreszenzdetektor bilden.Apparatus according to claim 10, characterized in that the sensors form a fluorescence detector. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren einen Chemosensor bilden.Apparatus according to claim 10, characterized in that the sensors form a chemical sensor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmaterial ein Polymer ist.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the adsorption material is a polymer. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmaterial ein hochselektives molekulargeprägtes Polymer (MIP) ist.Apparatus according to claim 13, characterized in that the adsorption material is a highly selective molecularly imprinted polymer (MIP). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmaterial zur selektiven Speicherung von ABC-Gefahrstoffen ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the adsorption material is designed for the selective storage of ABC hazardous substances. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorptionsmaterial zur selektiven Speicherung von Duftstoffen ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the adsorption material is designed for the selective storage of fragrances. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den mehreren Kammern (2) und mehreren Sensoren Leitvorrichtungen zur gezielten Führung der aus bestimmten Kammern (2) austretenden Stoffe zu bestimmten Sensoren vorgesehen sind.Device according to one of claims 10 to 16, characterized in that between the plurality of chambers ( 2 ) and a plurality of sensors guide devices for the targeted guidance of certain chambers ( 2 ) exiting substances are provided to certain sensors.
DE102009023634.1A 2009-05-26 2009-05-26 Device for the temporary storage of volatile chemical substances Expired - Fee Related DE102009023634B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009023634.1A DE102009023634B4 (en) 2009-05-26 2009-05-26 Device for the temporary storage of volatile chemical substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009023634.1A DE102009023634B4 (en) 2009-05-26 2009-05-26 Device for the temporary storage of volatile chemical substances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102009023634A1 DE102009023634A1 (en) 2010-12-02
DE102009023634B4 true DE102009023634B4 (en) 2018-04-12

Family

ID=43028560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009023634.1A Expired - Fee Related DE102009023634B4 (en) 2009-05-26 2009-05-26 Device for the temporary storage of volatile chemical substances

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009023634B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT522565B1 (en) * 2019-07-05 2020-12-15 Hamminger Friedrich Unit for breaking down explosive gases and fine dust in underground tunnel construction

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5310681A (en) * 1987-07-08 1994-05-10 Thermedics Inc. Selective detection with high speed gas chromatography
EP0961108A1 (en) * 1998-04-28 1999-12-01 Givaudan-Roure (International) S.A. Obtention and analysis of odors from odor emitters
US7022229B1 (en) * 2003-12-19 2006-04-04 Uop Llc Adsorption separation system
DE102007048185A1 (en) * 2007-10-02 2009-04-09 BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Apparatus for measuring volatile chemicals

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5310681A (en) * 1987-07-08 1994-05-10 Thermedics Inc. Selective detection with high speed gas chromatography
EP0961108A1 (en) * 1998-04-28 1999-12-01 Givaudan-Roure (International) S.A. Obtention and analysis of odors from odor emitters
US7022229B1 (en) * 2003-12-19 2006-04-04 Uop Llc Adsorption separation system
DE102007048185A1 (en) * 2007-10-02 2009-04-09 BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Apparatus for measuring volatile chemicals

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009023634A1 (en) 2010-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69831812T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR INTEGRATED MEASUREMENT OF THE VOLATILE INGREDIENTS
DE69706306T2 (en) CONTINUOUS SYSTEM FOR CAPTURING AND REMOVING GAS MOLECULES
DE102009039886B3 (en) Device for gas analysis
DE102009004278A1 (en) Meter for low hydrocarbon concentrations
DE3009069C2 (en) Input head of a measurement / detection system for chemical agents
WO1993017331A1 (en) Process and device for taking samples from waste gases
DE102005014705A1 (en) Method and device for the simultaneous determination of isotope ratios of light elements
DE112005002632T5 (en) liquid chromatograph
DE4034446A1 (en) GAS ANALYZER WITH DIFFUSION FILTER
DE19960631C1 (en) Gas chromatographic analysis of sample after thermo-desorption comprises transferring thermo-desorbed sample into first polar separating column
DE102010015869B4 (en) Chromatography arrangement
DE102009023634B4 (en) Device for the temporary storage of volatile chemical substances
EP0358206B1 (en) Method and device for the analysis of mercury
DE102014213874A1 (en) Preconcentrator for adsorbing and / or desorbing at least one component of a gas
EP1831680B1 (en) Method for the elementary analysis of an organic sample digested via combustion, and corresponding apparatus
DE10325702B3 (en) Exhaust gas measuring device, used in power stations and waste incineration plants, has heating device for heating gas supplied through aluminum oxide charge
WO2002101361A1 (en) Long-term sampling system
DE102005055464B4 (en) Method for determining and / or monitoring the effectiveness of a filter
DE102010020110A1 (en) Apparatus for measuring and diluting content of oil, hydrocarbons and oxidizable gases in air or compressed air, has solenoid valve for allowing passage of compressed air through oxidation catalyst to photoionization detector
WO2009046900A1 (en) Device for measuring volatile chemical substances
DE202013105594U1 (en) analyzer
EP1488226A2 (en) Gas chromatograph and method for analysing a mixture of substances by gas chromatography
DE19506875C1 (en) Mercury contaminant conc. determination system
EP1794105B1 (en) Method and device for carrying out trace analysis of nitric oxide in olefin-rich gases
WO2019063394A1 (en) Filtration device, method for assembling a modular filtration device, and method for characterizing a filter medium and/or a medium to be filtered

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R082 Change of representative

Representative=s name: ZIMMERMANN & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE

Representative=s name: ZIMMERMANN & PARTNER, DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01N0030040000

Ipc: B01J0047000000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01N0030040000

Ipc: B01J0047000000

Effective date: 20140414

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B01J0047000000

Ipc: G01N0030040000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B01J0047000000

Ipc: G01N0030040000

Effective date: 20150219

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee