DE1814433A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Gasumwandlung - Google Patents

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Gasumwandlung

Die vorliegende Erfindung betrifft; den Nachweis von Ammoniak und Schwefeldioxid in einem anderen Trligergas wi© beispielsweise Luft.

Die Anwesenheit von Ammoniak in einem Gas wie beispielsweise Iiuft, kann dadurch nachgewiesen und gemessen werden, daß das Gas einem Säuredampf ausgesetzt wird, um das Ammoniak in eine Dispersion sehr feiner fester Teilchen eines Ammoniiiffisaliies hIö s«E. Araraeniumehlorid zu Überführen und die Konzentration mit Hilfe einer Vorrichtung wie z.B. einem Xondensatlonskelm-Zäbles* ssu masse®* Die Empfindlichkeit des

Umwandlers kann dadurch stark erhöht werden« daß das Qas vor oder während es mit dem Säuredampf behandelt wird, einer Sprühentiadung ausgesetzt wird. Enthält jedoch das Gas auch Schwefeldioxid, dann Oberführt das durch die Sprühentladung entstandene UV-Licht, das Schwefeldioxid in Schwefeltrioxid, das sich mit Wasserdampf unter Bildung von Tröpfchen aus schwefliger Säure verbindet, die von dem Kondensationskeim-Zähler als Teilchen nachgewiesen werden und ein Störsignal ergeben* Es wäre deshalb eine Gasumwandlungsvorrichtung zum Nachweis und zur Messung der Ammoniakkonzentration in einem anderen Gas, wie beispielsweise Luft, zweckmäßig, die bei einer Arbeltswelse gegenüber Schwefeldioxid unempfindlich 1st und bei einer anderen Arbeitsweise sowohl das Ammoniak wie auch die Schwefeldioxidkonzentrationen nachweist und mißt, so daß die Schwefeldioxidkonzentration als Differenz bestimmt werden kann.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist In der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Ein Reaktionsraum 10 weist einen Einlaß 11 und einen Auslaß auf. Ein Sprühentladungsraum 15 befindet sich neben der Kammer 10 und enthält eine Sprühentladungsquelle. Die Kammer 15 besitzt einen Einlaß 17 und einen Auslaß 18, der mit einem Einspritzkanal 20 verbunden ist, der innerhalb der Kammer 10 einen Auslaß 21 aufweist, der neben dem Einlaß 11 liegt. Eine öffnung 25 zwischen den Kammern 10 und 15 weist einen Verschluß 26 auf, der so betrieben werden kann, daß er wahlweise die Öffnung Offnet oder schließt. In der Zeichnung ist der Verschluß 26 als gleitendes Teil in einer Zwischenstellung und innerhalb der Kammer 15 angeordnet gezeigt. Selbstverständlich kann der Verschluß ebenfalls entweder innerhalb der Kammer 10 fest und drehbar oder als gleitendes Teil zwischen den benachbarten im engen Abstand von einander befindlichen Wände/n der Kammern angeordnet sein* Wichtig ist, daß bei geschlossenem Verschluß 26 kein ultraviolettes Lieht aus der Sprühentladungekammer 15 in. den Re afc klonβraum 10 und wenn der Verachluft geöffnet ist, da» Ultraviolette Licht aus der SprühenUadungekammer %6 In den ·

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Reaktionsraum eintreten kann. In dem Raum 10 Ist eine Quelle eines Säuredampfes 30 vorgesehen, die aus einem docht artinen Körper bestehen kann, der mit einer sauren Lösung , beispielsweise mit einer etwa 20£igen wässrigen Salzsäure lösung getränkt ist.

DeI einer möglichen Arbeitswelse wird der Verschluß 26 in seine zu der öffnung 25 vollständig geöffnete Stellung bewegt. Eine Probe des zu untersuchenden Gases wird durch den Einlaß 11 in den mit Siluredampf angefüllten Reaktionsraum 10 eincelassen. Die Sprühentladunfrequelle 16 viird in Betrieb gesetzt und ein Strom eines sauberen, gefilterten und nicht mit Schwefeldioxid und Ammoniak verunreinigten Gases über den Einlaß 17 durch die Kammer 15 in die Kammer 10 und durch die Öffnung 25 und den Einspritzkanal 20 und den Auslaß 21 geführt. Das in dem Gasstrom durch den Einlaß 11 In die Kammer 10 eingeführte Ammoniak reagiert In der Reaktionekammer mit dem Säuredampf infolge der Erzeugung von Ionen durch die Sprühentladungsquelle mit einer erhöhten Geschwindigkeit unter Bildung von Kondensationskeimen aus Ammoniumsalzteilchen. Alles in dem Gas enthaltene Schwefeldioxid wird gleichzeitig in Schwefeltrioxid umgewandelt, und das die Ammoniumsalzkerne und das Schwefeltrioxid enthaltene Gas wird durch den Auslaß 12 hindurch ober geeignete überführungsmittel, die nicht gezeigt sind, zu einem Kondcnsationskeim-Zähler geleitet, in dem die Gesamtzahl der Kondensationskeime, die aus Ammoniumsalzteliehen und Tröpfchen aus schwefliger Säure bestehen, gezählt werden. Der Verschluß wird dann in seine geschlossene Stellung bewegt, wodurch verhindert wird, daß die UV-Strahlung aus der Kammer 15 In die Kammer 10 eindringt. Anschließend wird das Verfahren mit einer anderen Probe eines Gases wiederholt, das im wesentlichen mit der ersten Probe identisch 1st. Unter diesen Bedingungen wird kein anwesendes Schwefeldioxid in Schwefeltrioxid verwandelt und nur das Ammoniak in Kondensationskeime überführt, die durch den Kondensationskeim-ZUhler gezählt werden. Ist neben Ammoniak in dem Gas Schwefeldioxid vorhanden, dann werden die beiden Zählergebnisse voneinander abweichen, wobei die Differenz zwischen den Werten der beiden

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Messutiflen die Konzentration des Schwefeldioxids in dem Trägerßas wiedergibt. Die Reihenfolge der beiden ifessunsen kann umgekehrt und gegebenenfalls auch eine getrennte UV-Quelle im Reaktionsraum vorgesehen werden und das bewegliche Verschluß- und die Öffnung weggelassen werden.

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Claims (7)

ANSPRÜCHE:

1) Vorrichtung zur Gasumwandlung, gekennzeichnet durch

a) einen Reaktionsraum, der einen Einlaß und einen Auslaß aufweist;

b) eine Einrichtung zur Versorgung des Inneren des Reaktionsraumes mit Scturedampf,

c) eine Einrichtung zur Hindurchleitung eines Gases über den Einlaß und den Auslaß durch den Reaktionsraumi

d) eine Entladungskammer, die einen Einlaß und einen Auslaß aufweist·;

e) eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Sprühentladung innerhalb der Entladungskammer;

f) eine Vorrichtung zur Führung eines nicht verunreinigten ionisierbaren Gases durch die Entladungskammer;

g) eine Vorrichtung zur Einspritzung des Gases aus der Entladungskammer in die Reaktionskammer und

h) eine Vorrichtung um das Innere der Reaktionskammer wahlweise einer UV-Strahlung auszusetzen.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Säuredampf Salzsäuredampf ist.

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3) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ' gekennzeichnet , daß das durch die Reaktionskammer geführte Gas Luft ist, die kleine Mengen Ammoniak und Schwefeldioxid enthält.

Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das nicht verunreinigte ionisierbare Gas Luft ist.

5) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zur selektiven Bestrahlung des Inneren des Reaktionsraumes mit UV-Licht eine das Innere der Entladungs- und Reaktionskammern verbindende Öffnung umfaßt, und einen beweglichen Verschluß für die Öffnung aufweist, der für UV-Strahlung undurchlässig ist.

6) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Zählwerk zur Messung der in dem durch die Reaktionskammer hindurchgeführten Gas enthaltenen Kondensationskeime vorgesehen 1st.

7) Verfahren zur Bestimmung des Ammoniak- und Schwefeldioxid-Rehaltes eines Gases, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Probe eines NH-,- und SO₂-haltigen Trägergases in Gegenwart von Säuredampf und von Trägergasionen, die durch eine Sprühentladung erzeugt wurden, unter Bildung von Kondensationskeimen aus Ammoniak und Schwefeldioxid einer UV-Strahlung ausgesetzt wird, daß diese Keime in einem Kondensationskeim-Zähler gezählt werden, daß eine zweite Probe eines Trägergases mit einer im wesentlichen gleichen Zusammensetzung und von gleichem Volumen wie die erete Probe unter Bildung von Kondensationskeimen aus NH-,, jedoch nicht aus SOg mit Säuredampf und Träßergasionen behandelt wird, daß diese aus dem NH, stammenden Keime gezählt werden, und der SOg-Gehalt als Differenz der beiden Zählungen bestimmt wird.