DE1046915B - Gasabsorptionsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasabsorptionsgerät für die fortlaufende Bestimmung der Menge der flüssigkeitslöslichen Gasbestandteile einer Gasmischung, beispielsweise von in Verbrennungsgasen enthaltenem Kohlendioxyd oder in verschiedenen industriellen Gasen enthaltenem Schwefeldioxyd.

Ein bereits bekanntes Absorptionsgerät weist ein Gefäß mit einem Einlaß und einem Auslaß für den ständigen Durchgang der Absorptionsflüssigkeit auf. Die Saugseite einer mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Pumpe ist mit der zu prüfenden bzw. zu überwachenden Gasquelle verbunden, während der mit der Druckseite der Pumpe verbundene Auslaß unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Gefäßes endet. Eine sich vom Oberteil des Gefäßes erstreckende Leitung ist mit der Saugseite einer weiteren, mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Pumpe verbunden und saugt das durch die Flüssigkeit nicht absorbierte Gas ab. Der Druck in der Saugleitung hängt dann von der absorbierten Gasmenge ab und wird mit Hilfe eines Druckanzeigers angezeigt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät dieser Art, und der Erfindung liegt im besonderen die Aufgabe zugrunde, eine Absorption bei Überdruck zu ermöglichen, so daß auch weniger leicht lösliche Gase, wie zum Beispiel Kohlendioxyd, in Wasser wirksam, d. h. praktisch zu 100 % absorbiert werden können. Gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um Flüssigkeit dem Gefäß bei einem im wesentlichen konstanten, über atmosphärischem Druck liegenden Druck zuzuführen, und der Auslaß für die Flüssigkeit aus dem Gefäß enthält einen verengten Durchgang, um den gewünschten Überdruck im Gefäß aufrechtzuerhalten. Ferner hat auch die Gassaugleitung einen verengten Einlaßdurchgang am Oberteil des Gefäßes, so daß auf diesem Weg im wesentlichen nur Gas entweichen kann.

Das Absorptionsgerät gemäß der Erfindung wird im einzelnen im Zusammenhang mit der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, beschrieben.

Abgesehen von einem oberen vorspringenden Teil ist das Gerät in einem Gehäuse 1 untergebracht. In dem dargestellten Beispiel besteht das Absorptionsgefäß aus zwei Kammern, einer unteren Flasche 2 und einem verhältnismäßig langen oberen Zylinder 3. 4-5 Die beiden Kammern sind miteinander durch ein Rohr 4 verbunden. Eine für die Zufuhr von Flüssigkeit unter Druck (gewöhnlich Druckwasser) dienende Leitung 5 ist mit dem Inneren der Flasche 2 verbunden. In der Leitung 5 kann ein Reduzierventil 6 zum Einstellen des gewünschten Überdruckes, vorzugsweise ungefähr einer Atmosphäre, vorgesehen sein, oder es kann auch die Leitung 5 mit einem Behälter verbunden sein, der auf einem höheren Niveau Gasabsorptionsgerät

Anmelder:
Karl Torsten Källe, Säffle (Schweden)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Höger, Dr.-Ing. E. Maier

und Dipl.-Ing. M. Sc. W. Stellrecht, Patentanwälte,

Stuttgart-S, Uhlandstr. 16

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 5. Dezember 1956

Karl Torsten Källe, Säffle (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

angeordnet ist und in dem ein konstanter Flüssigkeitsspiegel aufrechterhalten wird.

Das zu analysierende Gas wird über eine Leitung 7 zugeführt, die die Wand der Flasche 2 durchdringt und an die Saugseite einer innerhalb der Flasche angeordneten Zahnradpumpe 8 angeschlossen ist. Ein Zahnrad dieser Pumpe ist auf einer nicht dargestellten Antriebswelle angeordnet, die eine in der Wand der Flasche vorgesehene Stopfbuchse durchdringt. Außerhalb der Flasche ist diese Welle an einen mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Motor angeschlossen. An der Druckseite der Pumpe wird eine konstante Gasmenge pro Zeiteinheit in der Form von fein verteilten Blasen abgegeben, die dem Flaschenmund zu ansteigen. Das Rohr 4 erstreckt sich von diesem Flaschenmund durch den Boden 9 des Zylinders hindurch und führt dann nach oben der inneren Wand des Zylinders entlang. Im Oberteil des Zylinders ist das Rohr 4 umgebogen und dem entgegengesetzten Teil der Zylinderwand entlang geführt. Die so gebildete Rohrwindung ist in der Nähe des Bodens des Zylinders 3 mit dem unteren Ende eines, einen weiteren Querschnitt als das Rohr 4 aufweisenden Rohres 10 verbunden, das axial innerhalb des Zylinders 3 angeordnet ist. Das obere Ende dieses Rohres 10 endet dicht unterhalb der oberen Biegung des Rohres 4. Das untere Ende des Rohres 10 enthält eine Düse, durch die die Gasblasen noch feiner aufgeteilt werden. Diese Düse kann, wie dargestellt, aus einem Abschlußstopfen 11 bestehen, der zwei nach oben konvergierende, enge Kanäle aufweist.

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Der Zylinder 3 hat einen engeren Oberteil 12, der über das Gehäuse 1 hinausragt. Dieser Oberteil kann aus durchsichtigem Material sein, um eine Beobachtung zu ermöglichen. Eine bis zum Oberteil des Zylinders sich erstreckende Leitung 13 hat einen Einlaß, der aus einem engen, beinahe kapillaren Kanal 14 besteht, der einen inneren Durchmesser von ungefähr einem Millimeter aufweist. Die Leitung 13 erstreckt sich nach unten entlang der äußeren Wand des Zylinder? 3, durchdringt die Wand einer Flasche 15 von ungefähr der gleichen Größe wie die oben erwähnte Flasche 2 und endigt an der Saugseite einer innerhalb der Flasche 15 angeordneten Zahnradpumpe 16, die mit konstanter Geschwindigkeit durch einen Motor in derselben Weise wie die Pumpe 8 angetrieben ist. Die Pumpen sind vorzugsweise von gleicher Größe und können durch einen gemeinsamen Motor angetrieben sein, um so- keine-Unterschiede in der Geschwindigkeit auftreten zu lassen.

Außerhalb der Flasche 15 führt die Leitung 13 axial durch einen zylindrischen Behälter 17, dessen oberes Ende mit einem Quecksilbermanometer 18 verbunden ist. In der Wand der Leitung 13 ist ein Loch 19 etwas oberhalb des Bodens des Behälters 17 vorgesehen, so daß das Manometer dem in der Leitang 13 vorhandenen Druck ausgesetzt ist. Der Behälter 17 dient dazu, möglicherweise auftretende Druckstöße zu dämpfen und Flüssigkeitstropfen aufzunehmen, die von dem die Leitung 13 durchströmenden Gas mitgeführt werden. Die Flüssigkeit erreicht niemals einen hohen Spiegel in dem Behälter, sondern fließt zum großen Teil in die Leitung 13 zurück und wird zur P'umpe 16 weiterbefördert. Es ist zweckmäßig, das Qüecksilbermanometer in der Weise mit einer Skala zu versehen, daß die Prozentzahl des absorbierten Gases direkt abgelesen werden kann. Anstatt ein Qüecksilbermanometer anzubringen, kann irgendeine Druckanzeigevorrichtung verwendet werden, die einen ausreichend genauen Wert anzeigt.

Der untere Teil des Zylinders 3 ist mit der Flasche 15 über eine Leitung 20 verbunden. Ferner ist das Einlaßende 23 einer Abfuhrleitung 22 innerhalb eines napfförmigen Oberteiles 21 der Flasche 15 angeordnet und hat einen etwas reduzierten Querschnitt mit einem inneren Durchmesser von beispielsweise ungefähr 2 Millimeter. Die Leitung 22 durchdringt den Boden der Flasche und endigt unmittelbar unter demselben. Das Wasser fließt dann über einen Auslaß 24 am Boden des Gehäuses ab.

Die verengten Einlasse 14 und 23 zusammen mit dem in der Flüssigkeitszufuhrleitung vorgesehenen Ventil 5 gestatten es, einen ziemlich hohen und im wesentlichen konstanten Überdruck von beispielsweise einer Atmosphäre in dem Flüssigkeitssystem trotz des ununterbrochenen Arbeitens aufrechtzuerhalten, und dies trägt wesentlich zu einer raschen und vollständigen Absorption der flüssigkeitslöslichen Gasbestandteile bei. Ferner sind noch weitere konstruktive Einzelheiten von Wichtigkeit, die weiter unten erklärt werden sollen.

Die der Flasche 2 zugeführte Absorptionsflüssigkeit drückt das aus der Pumpe 8 ausströmende Gas durch das Rohr 4 in Form einer Blasenbahn, wobei die Blasen durch kleine Flüssigkeitssäulen getrennt wird. Infolge dieser intimen Mischung wird eine wirksame Absorption erreicht. Wenn die Gasblasen durch die engen Kanäle des Abschlußstopfens 11 hindurchfließen, werden sie noch feiner verteilt und die Absorption der verbleibenden löslichen Gasbestandteile findet in dem einen weiteren Querschnitt aufweisenden Rohr 3 statt. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit ist hier infolge des größeren Querschnitts geringer, so daß die kleinen Blasen langsam dem Oberteil des Zylinders 3 zu aufsteigen.

Die ruhigere Flüssigkeitsbewegung im Rohr 10 hat einen günstigen Einfluß auf den Wirkungsgrad der Absorption, was ganz im Einklang mit der bekannten Tatsache steht, daß ein heftiges Umrühren einer, gelöste Gase enthaltenden Flüssigkeit leicht zu einer Freigabe der Gase führt.

Das restliche, im wesentlichen aus nicht absorbierbaren Gasbestandteilen bestehende Gas steigt im Oberteil des Zylinders 3 auf und strömt durch den verengten Einlaß 14 in die Leitung 13 ein. Nur unbeträchtliche Mengen von Flüssigkeit werden dabei vom Gas mitgerissen, da die Flüssigkeit durch einen kapillaren Kanal weniger leicht hindurchgeht als ein Gas. Die Flüssigkeit sinkt daher eher durch den ringförmigen Raum zwischen dem Rohr 10 und der Wand des Zylinders 3 nach unten und fließt über die Leitung 20 der zweiten Flasche. 15 zu. Von dort wird die Flüssigkeit und das aus der Pumpe 16 ausfließende Gas durch die Auslaßleitung 22 nach außen befördert. Das Einlaßende 23 der Leitung 22 ist so dimensioniert, daß es einen zur Aufrechterhaltung des gewünschten Überdruckes im Absorptionsgefäß ausreichenden Widerstand aufweist.

Infolge des verengten Einlasses 14 ist der Gasdruck in der Leitung 13 ganz unabhängig vom Druck im Zylinder 3, und da die Pumpe 16 eine konstante Gasmenge pro Zeiteinheit ansaugt, ist dieser Gasdruck ausschließlich von der geförderten Gasmenge abhängig. Wenn daher das Manometer in der Leitung 13 einen erhöhten Gasdruck anzeigt, so bedeutet das einen abnehmenden Anteil von absorptionsfähigen Gasen in der über die Leitung 7 zugeführten Gasmischung. Das Gerät kann mit Hilfe von Gasen kalibriert werden, deren Zusammensetzung vorher bekannt sind. Das Manometer kann, wie bereits erwähnt, unmittelbar die Prozentzahlen der absorptionsfähigen Gase anzeigen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die beiden Pumpen vorzugsweise dieselbe Kapazität, obwohl dies nicht unbedingt notwendig ist.

Die beiden P'umpen 8 und 16 können auch außerhalb der Gefäße 2 und 15 angeordnet sein. In diesem Fall kann der verengte Einlaß 23 in der Leitung 20 vorgesehen sein, und es kann dann auf das Gefäß 15 ganz verzichtet werden.

Ferner müssen die Flaschen mit abnehmbarem Boden oder einer ähnlichen Einrichtung versehen sein, wenn die Pumpen im Inneren untergebracht sind, jedoch ist diese Ausführung in der Zeichnung nicht angegeben.

Das vorbeschriebene Gerät kann in mehrfacher Hinsicht abgeändert werden, zum Beispiel braucht der Zylinder 3 nicht oberhalb der Flasche 2 angeordnet zu sein, sondern kann auf derselben Ebene sein. Ferner kann die Rohrschleife 4 ebensogut außerhalb des Zylinders sein, obgleich die dargestellte kompakte Konstruktion besonders im Hinblick auf die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur im ganzen Absorptionssystem von Vorteil ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gasabso'rptionsgerät zum kontinuierlichen Anzeigen der flüssigkeitslöslichen Bestandteile einer Gasmischung mit einem von der Absorp-

tionsflüssigkeit durchfloesenen Gefäß, dem die Gasmischung unterhalb seines Flüssigkeitsspiegels über eine Druckpumpe zugeführt wird und dessen Oberteil mit einer das nicht absorbierte Gas absaugenden Saugpumpe verbunden ist, in deren Saugleitung ein Anzeigegerät vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gefäß Flüssigkeit von im wesentlichen konstantem Überdruck zuführbar ist, und daß im Flüssigkeitsauslaß des Gefäßes ein verengter Auslaßdurchgang und in der am Gefäßoberteil vorgesehenen Gassaugleitung ein verengter Einlaßdurchgang vorgesehen ist.

2. Gasabso'rptionsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß eine erste je einen Einlaß für die Gasmischung und die Abso'rptionsflüssigkeit aufweisende Kammer aufweist, die über mindestens eine Rohrwindung mit einer zweiten Kammer verbunden ist, die an ihrem Unterteil einen Auslaß für die Flüssigkeit und an ihrem Oberteil eine Saugleitung zur Abfuhr von Gas aufweist.

3. Gasabsorptionsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwindung ein erstes verhältnismäßig enges, am Oberteil der ersten Kammer beginnendes Rohrstück aufweist, an das sich ein zweites senkrechtes Rohrstück anschließt, dessen freies Ende in der zweiten Kammer endigt, wobei zwischen, den beiden Rohrstücken eine Zerstäuberdüse vorgesehen ist.

4. Gasabsorptionsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohrstück mittig in der zweiten Kammer angeordnet ist und mit seinem Endstück bis zum Oberteil der Kammer reicht.

5. Gasabsorptionsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitsauslaß ein zweites Gefäß vorgesehen ist, das mit der Druckseite der das restliche Gas absaugenden Saugpumpe verbunden ist, wobei der verengte Auslaßdurchgang in einer im Oberteil des zweiten Gefäßes beginnenden Auslaßleitung vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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