DE1523069C - Vorschaltgerät für eine Vorrichtung zur quantitativen Analyse von Flussigkeitsproben auf einen in ihnen enthaltenen ver gleichsweise leicht fluchtigen Bestandteil - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Vorschaltgerät Stimmung eines Fluorids, dann wird ein Bruchteil

für eine Vorrichtung zur quantitativen Analyse von der Mischung direkt zu einer Durchflußzelle eines

Flüssigkeitsproben auf einen in ihnen enthaltenen Kolorimeters geleitet. Handelt es sich dagegen bei-

vergleichsweise leicht flüchtigen Bestandteil, mit einer spielsvveise um die Bestimmung eines Cyanids, dann Dosierpumpe zum fortlaufenden Fördern eines ab- 5 muß die Absorptionsmischung zuerst weiter bchan-

wcchselnd aus Flüssigkeitsproben und Lufteinschlüs- delt werden, damit sich die erwünschte Farbänderung

sen bestehenden Probenstroms, mit einem Heizgerät einstellt. In jedem Fall kann jedoch ein vorgewählter

zum Erhitzen des Probenstroms und mit einem dem Bruchteil des zu färbenden Cyanids oder Fluorids

Heizgerät nachgeschalteten Dampfabscheider, der kontinuierlich für die Farbreaktion abgezweigt wereine untere Auslaßöffnung für den Destillations- io den, während der Rest verworfen wird, so daß man

rückstand und eine obere Auslaßöffnung für den unabhängig von der Art der zu analysierenden Stoffe

dampfförmigen flüchtigen Bestandteil aufweist. optimale Betriebsbedingungen einstellen kann. Die

Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt (britische zu analysierenden Stoffe können dabei in relativ

Patentschrift 909 415), mit der eine Flüssigkeit auf großer Menge anfallen.

eine in ihr enthaltene, in Gasform freisetzbare Sub- 15 Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht

stanz analysiert werden kann und bei der die zu darin, daß der weitere Auslaß aus einem U-Rohr

analysierende Flüssigkeit mit dem Gas einem Gas- besteht, dessen einer kürzerer Schenkel innerhalb

abscheider zugeführt und das Gas anschließend in des Reaktionsgefäßes in Höhe des maximalen Flüs-

eine geeignete Flüssigkeit geleitet wird, deren Eigen- sigkeitsspiegels endet, und dessen anderer längerer

schaft dadurch derart verändert wird, daß der Gas- 20 Schenkel durch die obere Wandung des Reaktions-

gehalt bestimmt werden kann. Diese Vorrichtung ist gefäßes hindurchragt und an eine Pumpe ange-

jedoch nur für die Analyse relativ geringer Gas- schlossen ist.

mengen ausgelegt, die vollständig aufgefangen und Der Dampfabscheider kann vorteilhaft mit einer

weiterverarbeitet werden müssen, um eine maximale im Strömungsweg des Dampfes liegenden Prallwand

Meßempfindlichkeit zu erhalten. Sollen dagegen Ver- 25 versehen sein. ·

unreinigungen in einer Flüssigkeitsströmung, z. B. An die Auslaßöffnung des Reaktionsgefäßes kann industrielle Verunreinigungen wie Cyanide oder eine Pumpe angeschlossen sein, mit der die Flüssig-Fluoride, bestimmt werden, so fallen in der Regel keit abgezogen und zur Vorbehandlung auf die nachrelativ große Mengen dieser Stoffe an. Auch eine folgende Analyse mit Reagenzien versetzt wird,
weitere bekannte Vorrichtung (USA.-Patentschrift 30 Durch die Erfindung lassen sich in vorteilhafter 1919 861.) ist hierfür wenig geeignet, da man hier Weise verschiedene Stoffe in einer Flüssigkeitsden in einem Destilliergefäß gewonnenen Dampf strömung, z. B. Fluoride, Phenole, Cyanide usw. bedurch eine konstante Menge einer Absorptionsflüssig- stimmten, die einige übliche industrielle Abfallstoffe keit dem Analysiergerät zuleitet. darstellen, die von chemischen oder anderen Fabri-

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zu- 35 ken abgegeben werden und zur Verunreinigung von

gründe, ein Vorschaltgerät der eingangs bezeichneten z. B. Trinkwasserquellen führen können, die von

Art zu schaffen, das die quantitative Analyse von solchen Verunreinigungen unbedingt frei bleiben

Flüssigkeitsproben auf in ihnen enthaltene, relative müssen. · ' -

große Mengen leichtflüchtiger Bestandteile ermöglicht Die Erfindung wird anschließend an Hand eines

und außerdem eine genaue Einstellung der Meßemp- 40 in der Zeichnung dargestellten Alisführungsbeispiels,

findliclikeit erlaubt. . näher erläutert.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch Wie man aus der Figur im einzelnen erkennen gelöst, daß unmittelbar an die obere Auslaßölfnung kann, wird die die zu analysierende Substanz enthaldes Dampfabscheiders ein Reaktionsgefäß über eine tende Flüssigkeit von einer Dosierpumpe 10 mit zuin dessen Boden befindliche Öffnung angeschlossen 45 sammendrückbaren Röhren zu einem Destillier- oder ist, daß das Reaktionsgefäß eine weitere Einlaß- anderen Heizgerät 12 über eine röhrenförmige Leiölfnung sowie eine Auslaßöffnung zum Durchleiten tung 14 befördert, die mit dem Auslaßende einer zueiner den Dampf absorbierenden Flüssigkeit aufweist, sammendrückbaren Pumpenröhre 16 verbunden ist. und dall oberhalb dieser beiden öffnungen ein wei- Als Dosierpumpe 10 wählt nian vorzugsweise dietcrer Auslaß vorgesehen ist, durch den die maximale 50 jenige, die in der USA.-Patentschrift 2 935 028 er-Höhe des Flüssigkeitsspiegels der durch das Reak- läutert ist. Die in der Röhre 14 strömende Flüssigkeit tionsgefäß strömenden Flüssigkeit bestimmt ist und ist vorzugsweise durch Lufteinschlüsse unterbrochen, die mit dem Dampf ankommende Luft entweichen die über eine zusammendrückbare Pumpenröhre 17 kann. Wenn die Destillationstemperatur und die eingeführt werden, damit an der Innenwand der über den Dampfabscheider zugeführte Dampfmenge 55 Röhre 16 und einer anschließend erwähnten Destilkonstant bleiben, kann die Empfindlichkeit der Mes- lationsspiilc keine Teilchen haftenbleiben.-Das Heizsung dadurch verändert werden, daß die Durchfluß- gerät 12 kann ein Bad mit einer Hülle 18 sein, die geschwindigkeit der Absorptionsflüssigkeit im Reak- eine erwärmte Flüssigkeit enthält, in der eine schrautionsgefäß verändert wird. Da in einer gegebenen benförmige Glasspule 20 entsprechender Länge einZeitspanne eine konstante Menge Dampf in das 60 getaucht ist. Das Auslaßende der Röhre 14 ist mit Reaktionsgefäß eintritt, wird durch Erniedrigung dem unteren Ende der Spule 20 verbunden, deren bzw. Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der oberes Auslaßende über eine Röhre 22 an ein Glas-Absorptioiisllüssigkeit die Meßempfindliclikeit erhöht gefäß 24 angeschlossen ist, das eine Flüssigkeit-Gas- bzw. erniedrigt. ' Trennvorrichtung (Dampfabscheider) und einen Rei-

Wcnη die Absorptionsflüssigkeit ein kolorimetri- 65 niger bildet. Das Hei/gerät ist an sich bekannt und

seiles Reaktionsmittel ist, bewirkt die Reaktion erwärmt diejenige Flüssigkeit, die durch tue ein-

iiinerhalb des Reaktionsgefäßes eine endgültige Färb- getauchte Spule 21) strömt. Vorzugsweise ist das Heiz-

änderung. Handelt es sich beispielsweise um die Be- gerät mit einem umlaufenden Rührer 26 versehen,

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der von einem Elektromotor 28 angetrieben wird Die Flüssigkeit, die aus dem Auslaß 52 des Ge-

und die in der Hülle 18 befindliche erwärmte Flüssig- fäßes 44 abgegeben wird, wird zwecks kolorimetri-

keit durchmischt. scher Analyse vorbehandelt. Zu diesem Zweck kann

Mit einem Einlaß 30 des Gefäßes 24 ist die Röhre die Flüssigkeit ein Farbreagenzmittel sein, oder es 22 verbunden, damit der Flüssigkeit-Dampf-Strom 5 kann der aus der Pumpenröhre 60 austretenden Flüsaus dem Heizgerät 12 in das Gefäß 24 übergeführt sigkeit ein Farbreagenzmittel hinzugesetzt werden, werden kann. Dieser Strom wird in das Gefäß 24 mit Hierfür ist der Einlaß einer zusammendrückbaren Hilfe eines Druckes hineingepumpt, der von der Pumpenröhre 70 an einen Behälter (nicht gezeigt) Pumpe 10 und der Erwärmung der Medien in der angeschlossen, der dieses Reagenzmittel enthält, wäh-Spule 20 des Heizbades herrührt. Ein unterer Auslaß io rend das Auslaßende der Pumpenröhre über eine 32 des Gefäßes 24 ist für diejenige Flüssigkeit vor- Röhrenverbindung 74 mit einer Röhre 76 verbunden gesehen, die unter der Wirkung der Schwerkraft aus ist, die an die Pumpenröhre 60 angeschlossen ist. Die dem Flüssigkeit-Dampf-Strom im Gefäß 24 abge- Röhre 76, durch die die zu analysierende Flüssigkeit trennt wird. Im Gefäß 24 ist außerdem eine mit meh- und das Farbreagenzmittel fließen, ist mit der Durchreren Vorsprüngen 34 versehene Prallwand vor- 15 flußzelle eines Kolorimeters (nicht gezeigt) verbungesehen, die den Dampf reinigt und Flüssigkeits- den. Je nach Wunsch oder Notwendigkeit kann die tröpfchen entfernt, bevor dieser das Gefäß 24 durch Röhre 76 an ein Heizbad angeschlossen sein, das in einen Auslaß am oberen Ende verläßt. Die Flüssig- die Leitung eingeschaltet ist, die zur Durchflußzelle keit wird aus dem Gefäß 24 unter der Wirkung einer des Kolorimeters führt. Der Apparat wird ununterzusammendrückbaren Pumpenröhre 38 herausgezo- 20 brachen betrieben, wenn eine Strömung durch das gen, an die eine röhrenförmige Leitung 40 ange- Heizbad 12, die Gefäße 24 und 44 und die Leitung schlossen ist. Das andere Ende der Leitung 40 ist mit 76 zum Kolorimeter befördert wird. Die Art und dem Auslaßende einer schraubenförmigen Glasspule Weise, in der das vorliegende Vorschaltgerät in Ver-42 verbunden, deren Einlaßende mit einer Röhre 43 bindung mit dem Kolorimeter betrieben wird, ist für in Verbindung steht, die am unteren Auslaß 32 des 25 den Fachmann einleuchtend. Der Flüssigkeitsstrom Gefäßes 24 angeschlossen ist. Von der Spule 42 wird in der Leitung 76 ist vorzugsweise durch Lufteineine Dämpfung hervorgerufen, durch die ein Hin- Schlüsse unterbrochen, die durch eine Pumpenröhre und Herschwingen der Flüssigkeit verhindert oder 77 in Strömungsrichtung oberhalb des zum Kolorivermindert wird, das in dem System auftreten könnte, meter gehörenden Heizbades eingeführt werden. Die wenn sich die Flüssigkeit in der Spule 20 zur Ver- 30 Lufteinschlüsse werden aus dem System unterhalb dampfung des abzutrennenden Bestandteils auf einer des Heizbades und oberhalb der Durchflußzelle des hohen Temperatur befindet. Von der Röhre 38 wird Kolorimeters über eine Abscheidevorrichtung (nicht die Flüssigkeit in einen Ausguß abgegeben. gezeigt) entfernt.

Der Dampf, der durch den Auslaß 36 des Gefäßes Zur Veranschaulichung und zur Aufgabe eines 24 austritt, wird in ein Reaktionsgefäß 44 mit einer 35 speziellen Anwendungszwecks der Erfindung sei beeinfallenden Flüssigkeit behandelt; der Auslaß 36 ist merkt, daß mit dem vorliegenden Apparat z. B. dabei über eine Röhre 48 mit einem unteren Einlaß totale Cyanidbestimmungen beim Prüfen der Ver-46 des Gefäßes 44 verbunden. Das Gefäß 44 kann unreinigungen industriellen Abwassers ausgeführt als zusammenhängender Teil des Gefäßes 24 her- werden können. In einer saueren Lösung bildet das gestellt sein, wobei eine unmittelbare Öffnung für die 40 Cyanid durch Reaktion mit Bromwasser Bromcyan. Medien zwischen den beiden Gefäßen besteht und Das Bromcyan reagiert in einem verdünnten Pyridindie Röhre 48 weggelassen ist. Für die einfallende medium mit Benzidin und bildet eine intensiv rote oder andere Flüssigkeit ist ein Einlaß 50 und für die Farbe, die seiner Konzentration direkt proportional die destillierte Substanz enthaltende Flüssigkeit ein . ist. Häufig ist das Cyanid in metallischen Komplexen, Auslaß 52 vorgesehen. Die Flüssigkeit wird in das 45 z. B. in Ferricyanid, Zincocyanid, Cupricyanid usw. Gefäß 44 durch eine Röhre 54 gepumpt, die mit dem vorhanden. Unter gewissen Bedingungen zerfallen Auslaßende einer zusammendrückbaren Pumpen- einige Komplexe und geben freies Cyanid ab. Daher röhre 56 verbunden ist; die Flüssigkeit wird durch wird in dem analytischen System eine Aufschlußden Auslaß 52 und eine Röhre 58, die mit dem Ein- Destillationsphase angewendet. In dieser Verfahrenslaßende einer zusammendrückbaren Pumpenröhre 60 50 stufe, die vom Heizgerät 12 bewirkt wird, werden die verbunden ist, aus dem Gefäß 44 herausgepumpt. Metallcyanide in einfache Cyanide umgewandelt, Das Gefäß 44 enthält eine Vorrichtung, mit der das die bei der Ansäuerung Blausäure (HCN) bilden. In maximale Flüssigkeitsniveau einstellbar ist und die diesem Verfahren wird die Probeflüssigkeit mit einer Luft ins Freie abgelassen wird. Zu diesem Zweck ist 10°/cigen Magnesiumchloridlösung in 9 n-Salzsäure ein U-Rohr 62 vorgesehen, dessen einer kürzerer 55 gemischt, die über eine Pumpenröhre (nicht gezeigt) Schenkel 64 innerhalb des Gefäßes 44 in Höhe des der Pumpe 10 in die Röhre 14 neben dem Punkt einmaximalen Flüssigkeitsniveaus endet; der andere lan- gebracht wird, an dem die Lufteinschlüsse eingeleitet gere Schenkel 66 steht vorzugsweise mit der äußeren werden. Das Magnesiumchlorid beschleunigt die UmAtmosphäre unmittelbar in Verbindung, kann jedoch Wandlung der komplexen Cyanide. Die durch Luftauch über eine Röhre 68 mit dem Einlaßende einer 60 einschlüsse unterteilte Flüssigkeit wird in der Spule zusammendrückbaren Pumpenröhre 71 verbunden 20 bei einer Temperatur von 95° C einige Minuten sein, durch die die überschüssige Flüssigkeit und vom lang erwärmt; die freigegebene Blausäure (HCN) Gefäß 44 abgegebene Luft in einen Ausguß geleitet tritt aus der Spule 20 aus und gelangt in das Gefäß werden. 24 und von dort in eine Wasserströmung, die durch

Der Dampf, der in Form von Einschlüssen in die 65 das Reaktionsgefäß 44 geführt wird, aus der die blau-Flüssigkeit der Kammer 44 gelangt, wird entweder säurehaltige Strömung über die Pumpenröhre 60 in

aufgelöst oder bildet in dieser ein Reaktionsprodukt, die Röhre 76 gepumpt wird, während das strömende

während die Luft durch das Rohr 62 beseitigt wird. Bromwasser über die Pumpenröhre 70 in die Röhre

76 gelangt, in einer Mischspule 78 gemischt wird und zur Bildung des Bromcyans reagiert. In das strömende Bromcyan wird dann über eine Pumpenröhre 80 Natriumarsenit eingeführt; die Stoffe vermischen sich in einer Mischspule 82, und das überschüssige Brom wird entfernt. Aus der Spule 82 tritt dann die Strömung in einen offenen Behälter (nicht gezeigt) ein, aus dem der etwa vorhandene Bromdampf in die Atmosphäre gelangt. Hiernach wird ein Teil der Flüssigkeitsströmung aus dem Behälter herausgepumpt und mit einer zuvor gemischten Strömung aus Pyridin und Benzidin in verdünnter Salzsäure gemischt; der Flüssigkeitsstrom wird dann durch Lufteinschlüsse unterbrochen, und die Farbe in einer röhrenförmigen, verzögernden Spule entwickelt, aus der die Flüssigkeit an einem Luftabscheider vorbei in die Durchfiußzelle des Kolorimeters strömt. Die Pumpe 10 ist mit zusätzlichen Röhren versehen, die die Flüssigkeit aus dem Behälter herauspumpen und das strömende Pyridin und Benzidin durch eine Mischspule in die Röhre befördern, in der die Teilströmung und die Lufteinschlüsse weiterbefördert werden. Die zuletzt erwähnte Röhre enthält eine Mischspule, in der die Flüssigkeit der Teilströmung mit der zuvor gemischten Strömung aus Pyridin und Benzidin gemischt wird. Bei dieser Prüfung kann die dem Gefäß 44 über die Röhre 54 zugeführte Flüssigkeit Wasser sein, in dem die Blausäure (HCN) aufgelöst wird, wenn es durch die Kammer hindurchfließt.

Die Erfindung ist nicht auf die Bestimmung von Substanzen in Abwässern beschränkt, sondern findet bei der Bestimmung von Substanzen allgemein Anwendung, die von anderen Substanzen durch Destillation abtrennbar sind. Es kann z. B. auch der Zusatz von Fluor zum Trinkwasser geprüft oder überwacht werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorschaltgerät für eine Vorrichtung zur quantitativen Analyse von Flüssigkeitsproben auf

40 einen in ihnen enthaltenen vergleichsweise leicht flüchtigen Bestandteil, mit einer Dosierpumpe zum fortlaufenden Fördern eines abwechselnd aus Flüssigkeitsproben und Lufteinschlüssen bestehenden Probenstroms, mit einem Heizgerät zum Erhitzen des Probenstroms und mit einem dem Heizgerät nachgeschalteten Dampfabscheider, der eine untere Auslaßöffnung für den Destillationsrückstand und eine obere Auslaßöffnung für den dampfförmigen flüchtigen Bestandteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an die obere Auslaßöffnung (36) des Dampfabscheiders (24) ein Reaktionsgefäß (44) über eine in dessen Boden befindliche Öffnung (46) angeschlossen ist, daß das Reaktionsgefäß (44) eine weitere Einlaßöffnung (50) sowie eine Auslaßöffnung (52) zum Durchleiten einer den Dampf absorbierenden Flüssigkeit aufweist, und daß oberhalb dieser beiden Öffnungen (50, 52) ein weiterer Auslaß (64) vorgesehen ist, durch den die maximale Höhe des Flüssigkeitsspiegels der durch das Reaktionsgefäß (44) strö^;, menden Flüssigkeit bestimmt ist und die mit dem' Dampf ankommende Luft entweichen kann.

2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Auslaß aus einem U-Rohr (62) besteht, dessen einer kürzerer Schenkel (64) innerhalb des Reaktionsgefäßes (44) in Höhe des maximalen Flüssigkeitsspiegels endet, und dessen anderer längerer Schenkel (66) durch die obere Wandung des Reaktionsgefäßes (44) hindurchragt und an eine Pumpe angeschlossen ist.

3. Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfabscheider (24) mit einer im Strömungsweg des Dampfes liegenden Prallwand (34) versehen ist.

4. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Auslaßöffnung (52) des Reaktionsgefäßes (44) eine Pumpe angeschlossen ist, mit der die Flüssigkeit abgezogen und zur Vorbehandlung auf die nachfolgende Analyse mit Reagenzien versetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen