DE2260088C3

DE2260088C3 - Verfahren zum kontinuierlichen Phasenaustausch und Messen der Losungskonzentration von in stromenden Flüssigkeiten gelosten Gasen und Anordnung zum Durchfuhren des Verfahrens

Info

Publication number: DE2260088C3
Application number: DE19722260088
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 2000 Hamburg Fuhrmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1972-12-08
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE2260088B2; DE2260088A1

Description

Die Erfindung betriff) ein Verfahren zum kontinuierlichen Phasenaustausch und Messen der Lösungskon-/entralion von in ströirunden Flüssigkeiten gelösten Gasen unter Verwendung eines Hilfsgases als Austauschmittel und eines Analysengeräles und eine Anordnung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Die bekannten Phasenausiauscher beruhen vorwiegend auf dem Gegenstromprinzip. bei welchem das in der Flüssigkeit gelöste Gas, beispielsweise Sauerstoff in Wasser, mit einem Hilfsgasstrom in Berührung gebracht wird. Bei einer bekannten Anordnung zum kontinuierlichen Phasenaustausch und Messen der Lösungskonzentration von in strömenden Flüssigkeiten gelösten Gasen nach der deutschen Auslegeschrift 10 90 450 strömt die Flüssigkeit in einem senkrechten Rohr von oben nach unten und das zum Phasenaustausch benötigte Hilfsgas von unten nach oben. Mit Hilfe eines derartigen Phasenaustauschers können in einer strömenden Flüssigkeit gelöste Gase analysiert werden, wenn das aus dem Austauscher strömende Gas einem für die ausgetriebene Komponente selektiven Gasanalysator zugeführt wird. Das Hilfsgas muß so beschaffen sein, daß es mit dem aus der Flüssigkeit ausgetriebenen Gas nicht chemisch reagiert. Zur Messung des Saucrstoffgehaltes in Wasser wird beispielsweise als Hilfsgas vorzugsweise Propan verwendet. In diesem Fall kann beispielsweise ein magnetischer Sauerstoffanalysator verwendet werden, der nur auf den Sauerstoffgehalt des Gases anspricht.

Damit die Anzeige des Gasanalysengerätes der Konzentration des Meßgases in der Flüssigkeit entspricht, muß eine bestimmte Dosierung des Hilfsgases und der Flüssigkeit festgelegt und eingehalten werden; nur dann ist der Anteil an Meßgas im Hilfsgas ein eindeutigcs Maß für den Gehalt des Meßgases in der Flüssigkeit. Diese Voraussetzung ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Bei den bekannten Phasenaustnuschern sind außerdem größere Hilfsgasmengen mit einem entsprechenden Wartungsaufwand und Konsten erforderlich, da das Hilfsgas in der Atmosphäre abströmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eirte Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens zum kontinuierlichen Phasenaustausch und Messen der Lösungskonzentration von in strömenden Flüssigkeiten gelösten Gasen unter Verwendung eines Hilfsgases als

ίο Austauschmittel und eines Analysengerätes für solche Meßaufgaben zu schaffen, bei denen es nicht auf eine hohe Anzeigegeschwindigkeit ankommt, wie dies beispielsweise bei der Überwachung des sich nur relativ langsam ändernden Sauerstoffgehaltes von Flußwasser der Fall ist, und daß darüber hinaus ohne großen technischen Aufwand eine bestimmte Dosierung des Hilfsgases und der Flüssigkeit einhaltbar ist, ohne daß dabei große Hilfsgasmengen verwendet werden müssen und verlorengehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, bei dem gemäß der Erfindung das Hilfsgas in einem geschlossenen das Analysengerät enthaltenden Kreislauf durch Injektorwirkung der strömenden Flüssigkeit geführt wird unter Verwendung von das Eindringen von Außenluft sperrendem Ein- und Ablauf für die strömende Flüssigkeit.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens zum kontinuierlichen Phasenaustausch und Messen der Lösungskonzentration von in strömenden Flüssigkeiten gelösten Gasen unter Verwendung eines Hilfsgases als Austauschmittel unter Verwendung einer von einem Hilfsgas durchströmten Phasenaustauschvorrichtung mit daran angeschlossenem Analysengerät, die gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet ist, daß die als ein Überlaufgefäß ausgebildete Phasenaustauschvoi richtung und das über einen Tropfenabscheider mit der Phasenaustauschvorrichtung in Verbindung stehende Analysengerät über eine Injektorvorrichtung für die Flüssigkeit und eine Desorptionsspirale, deren Ende in das Überlaufgefäß hineinragt, zu einem Kreislauf für das Hilfsgas zusammengeschlossen sind. Dadurch ist die Einhaltung einer bestimmten Flüssigkeitsströmung nicht erforderlich, da unabhängig von dieser, je nach dem Anteil des Meßgases in der Flüssigkeit, das Hilfsgas eine entsprechende Anreicherung (Henry'sches Gesetz) erfährt. Ferner eignet sich das Verfahren und die Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens besonders für solche Meßaufgaben, bei denen es nicht auf eine hohe Anzeigegeschwindigkeit ankommt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Meßanordnung näher erläutert.

Eine in einer Leitung 1 strömende Flüssigkeit, in der ein Gas gelöst ist, dessen Lösungskonzentration gemessen werden soll, tritt aus einer Düse 2 in einen Leitungsabschnitt 3 aus. An den Leitungsabschnitt 3 schließt sich eine Desorptionsspirale 4 an, deren Ende 5 in ein Überlaufgefäß 6 taucht. Vom Gasraum 7 des I Überlaufgefäßes 6 führt eine Leitung 8 zu einem Tropfenabscheider 9, an den sich ein Gasanalysengerät 10 anschließt, dessen Ausgang 11 zu dem LeiUingsabschnitt 2 zurückführt. Durch die Injektorwirkung der Düse 2 wird das im Kreislauf vorhandene Gas in Umlauf versetzt.

In der Desorptionsspirale 4, in der eine ausreichende Berührung des Gases mit der Flüssigkeit erfolgt, tritt in

der flüssigkeit gelöstes Gas in das umlaufende Hilfsgas über. Flüssigkeit und Gas trennen sich in dem Überlaufgefäß 6. Die überschüssige Flüssigkeil strömt durch die Rohrleitung 12 ab, während das Gas durch den Tropfenabscheider 9 dem Gasanalysengerät IO zuströmt. Der auf die Gaskomponente in der Flüssigkeit ansprechende Gasani'lysator mißt den Gehalt der Gaskomponente im Kreislaufgas. Ks findet eine dauernde Anpassung des Partialdruckes der Meßkomponente im Kreislaufgas an deren Partialdruck in cer Flüssigkeit statt. Daher ist die Konzentration der Meßkomponente im Kreislaufgas proportional der Konzentration in der Fliissigphase.

Um einen Druckausgleich im Gaskreislauf zur Außenluft zu gewährleisten, ist eine Druckausgleichsvorrichtung 13, die mit öl gefüllt isi, an den Kreislauf angeschaltet. Mil 14 ist eine das Hilfsgas enthaltende Vorraisflüschc bezeichnet, beispielsweise gefüllt mit Propan, wenn im Wasser gelöstes O: zu bestimmten ist.

Für Gasverluste im Hilfsgaskreislauf werden nur wenige Milliliter pro Stunde benötigt, die über ein Druckreikuierveniil 15 und die Druckausgleichsvorrichtung 13 in den Kreislauf dosiert werden.

Die Umwaizgesehwindigkeit des Hilfsgases hüngi von der Durchflußmenge der Probeflüssigkeii ab. Das Volumen des llilfsgases im Kreislauf soll möglichst kle^n sein, um eine möglichst gute und schnelle Auslausehvv'ukung zu erzielen, beispielsweise weniger als

ίο 50 mi.

Ein weilerer Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Messung von Chlor in organischen Flüssigkeiten. Beispielsweise interessiert bei der Chlorierung von Kohlenwasserstoffen der im Produkt verbliebene sehr geringe Gehalt an Chlurgasspuren. Auch hier kann durch Phasenaustausch nach dem voranstehend beschriebenen Verfahren das Restchlor ausgetrieben und in einem spezifisch ansprechenden Analysator gemessen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Phasenaustausch und Messen der Lösungskonzentration von in strömenden Flüssigkeiten gelösten Gasen unter Verwendung eines Hilfsgases als Aüstauschmittel und eines Analysengerätes, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsgas in einem geschlossenen das Analysengerät enthaltenden Kreislauf durch Injektorwirkung der strömenden Flüssigkeit geführt wird unter Verwendung von das Eindringen von Außenluft sperrendem Ein- und Ablauf für die strömende Flüssigkeit.

2. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend eine von einem Hilfsgas durchströmte Phasenaustauschvorrichtung mit daran angeschlossenem Analysengerät, dadurch gekennzeichne!, daß die als ein Überlaufgefäß (6) ausgebildete Phasenaustauschvorrichtung jnd das über einen Tropfenabscheider (9) mit der Phasenaustauschvorrichtung in Verbindung stehende Anulysengerät (10) über eine lnjektorvorrich!ung (2) für die Flüssigkeit und eine Desorptionsspirale (4), deren Ende (5) in das Überlaufgefäß (6) hineinragt, zu einem Kreislauf für das Hilfsgas zusammengeschlossen sind.