DE2364845A1 - Anlage und verfahren zur herstellung von gasproben - Google Patents

Description

Anlage und Verfahren zur Herstellung von Gasproben.

Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine Aruage und ein Verfahren zur Herstellung von Gaspröben.

Stickstoffoxide, Schwefeldioxyd, Kohlenmonoxyd, teilweise oxydierte Kohlenwasserstoffe und andere Gase sind schwerwiegende Luftverschmutzungsfaktoren geworden. Bedeutende· Konzentrationen dieser Gase.in der Luft beispielsweise in großen Stadt- und Industriegebieten^ von Kraftfahrzeugen, den Abgasen von Fabrikschornsteinen und von dem Verbrauch bestimmter Brennstoffe in Wohnhäusern und Kraftwerken können erhebliche Luftverschmutzungsprobleme hervorrufen. Atmosphärische Bedingungen, wie z.B. der Smog gelten allgemein als sehr schädlich für die Gesundheit von Menschen und Tieren, wobei die auffälligste Folge Reizungen der Augen und Lungen

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sind. Eine derartige atmosphärische Verschmutzung kann auch das Pflanzenwachstum beeinträchtigen und zerstören.

Schwefeldioxyd, das an zweiter Stelle nach dem Kohlenmonoxyd als Hauptverschmu.tzungsquelle festgestellt wurde, ist als außerordentlich gefährlich im Hinblick auf seine korrosiven und potentiell giftigen Eigenschaften bekannt. Es erzeugt.Reizung und Entzündung der Augen und der Atemwege, und in feuchter Luft und Nebel verbindet sich das Schwefeldioxyd mit Wasser, um Schwefelsäure zu bilden, die langsam zu Schwefelsäure oxydiert.

Die Möglichkeit, ständig die Konzentration von Stickstoffoxyden, Schwefeldioxyd, Kohlenmonoxyd und anderen Luftverschmutzungsgasen in der Luft zu überwachen ist für die Abhilfe und Steuerung derartiger Zustände in zunehmendem Maße wichtiger geworden. Gegenwärtig sind eine Reihe von Gasanalysevorrichtungen für die Verschmutzungskonzentration verfügbar, einschließlich derjenigen, bei denen coulometrische und farbmetrische Analyseverfahren, sowie Analyseverfahren auf der Grundlage elektrischer und thermischer Leitfähigkeit und Infrarot-und Ultraviolettverfahren angewandt werden. In jüngerer Vergangenheit sind elektrochemische Geräte, wie z.B. die in den USA-Patentschriften 3 622 487 und 3 622 48B beschriebenen entwickelt worden. - '

Meistens arbeiten diese Gasanalysegeräte mit einer ständigen Zufuhr einer representativen Gasprobe, die aus der zu analysierenden Umgebung entnommen wirdj es können jedoch Feststoffteilchen, Wasser und bestimmte Gase den Betrieb des Analysegeräts stören und müssen deswegen entfernt werden, und der Druck und die Temperatur der Gasprobe müssen in vielen Fällen reguliert werden, um Unregelmäßigkeiten in dem Betrieb des Analysegerätes oder seine Beschädigung zu verhindern. In dieser Hinsicht stellen Industrieabgase, Auspuffgase von Kraftfahrzeugen und ähnliche Verbrennungsgase die schwerstwiegenden Probleme dar. Derartige Verbrennungsgase enthalten oft Ruß,

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Flugasche und Wasserdampf, die, wenn sie nicht Gasprobe entfernt werden, die Betriebsunfähigkeit der meisten Gasanalyseinstrumente bewirken wurden. Ferner können die hohen Temperaturen und Druckschwankungen, die sich an einem bestimmten Querschnitt eines Schornsteines ergeben, sowie die periodischen Veränderungen an jeder Stelle zu erheblichen Ungenauigkeiten für bestimmte Analysegeräte führen. Außerdem kann bei Abkühlung einer Wasserdampf enthaltenden Gasprobe unter ihren Taupunkt der kondensierte Wasserdampf erhebliche Mengen wasserlöslicher Gase, wie z.B. SO--,, NO₂ und andere aus dem Strom derGasprobe entfernen, wodurch die Konzentration dieser Gase in dem Analysegerät herabgesetzt wird.

Bekannte Analysegeräte, die für den Betrieb innerhalb von Fabrikschornsteiren bestimmt sind, sind Störungen oder Ungenauigkeiten aus einem oder mehreren der genannten Gründe trotz besonderer Anlagen zur Zubereitung von Gasproben unterworfen. Es wurden Versuche gemacht, entfernt gelegenen Analysegeräten "reine" Gasproben durch Filterreihen, chemische Gaswäscher und Geräte zur Entfernung von Kondensat zuzuleiten, die Feststoffteilchen, Wasser und störende Gase aus der Probe entfernen und die Probe gleichzeitig auf gewünschte Temperaturen abkühlen. Derartig komplizierte Zubereitungsanlagen haben jedoch einen zu großen Raumbedarf, sind leicht zerbrechlich und teuer und waren allgemein nicht geeignet für einen unbeaufsichtigten Betrieb in Verbindung mit einer ständig laufenden Analyseanlage. Ferner treten bei derartigen Anlagen Verluste bestimmter wasserlöslicher Gase auf, so daß die Konzentrationen in den Proben, die das Analysegerät erreichen, nicht zuverlässig mit denen übereinstimmen, die in dem überwachten Schornstein oder Abgasstrom vorhanden sind.

IruSüngerer Vergangenheit sind Vorschläge gemacht worden, eine dünnwandige Übertragungsröhre zu verwenden, die aus wärmefestem

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Stoff besteht, der durchlässig für die Abgase ist, Mit dem quer durch den Schornstein und quer zu der Gasströmung verlaufenden Röhre wird reine, trockene Luft oder ein anderes Trägergas durch die Röhre von einem Ende zu dem anderen' Ende mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit geschickt, um die durch die Röhrenwände diffundierende Gasprobe einem Analyse— gerät azuleiten. Theoretisch soll die Diffusion durch die Übertragungsröhre die FeststOffteilehen und den meisten Wasserdampf aus der verdünnten Probe des Schornsteinabgases ausgeschieden werden, die dem Analysegerät zugeführt wird. Praktisch ändert sich.jedoch die Durchlässigkeit der Übertragungsröhre mit der Scharnsteintemperatur_:, so daß eine Pyrometersteuerung oder dergleichen verwendet werden ttiüB, um einen Ausgleich für. Änderungen der Schornsteintemperatur bei der Tätigkeit des Analysegerätes herbeizuführen. Ferner muß ein Ausgleich für Änderungen der Strömungsgeschwindigkeiten und des Druckes des Schornsteingases, zumindest unterhalb bestimmte r Mindestwerte geschaffen werden¹. Außerdem können die Kapilaröffnungen oder sonstige Diffusiunseinrichtungen in den Wänden der Übertragungsröhre ziemlich schnell mit Ruß und dergleichen verstopft werden, lim dadurch die Eintrittsmenge des Gases in den Probenstrom herabzusetzen, und der periodische Austausch von verstopftem Röhren kann eine sehr aufwendige und z-eitver*- brauchende Aufgabe sein. Hohe Schornsteintemperaturen können auch die Wanddicke der. Übertragungsröhren und damit 'ihre Durchlässigkeit verändern, wenn nicht bestimmte Stoffe für die Übertragungsröhren verwendet werden, die die höchsten zu erwartenden Schornsteintemperaturen ohne Verformung öder Verzerrung aushalten. .

Die vorliegende Erfindung schafft ein einfaches und billiges Gerät und Verfahren, das mit einer Vielzähl von Gasanalysegeräten verwendet werden kann, zur Gewinnung und Herstellung repräsentativer Gasproben ohne den Verlust bestimmter Bestandteile der Gasprobe, während gleichzeitig verschiedene störende Stoffe und andere Quellen für Ungenauigkeiten des Analysegerätes

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entfernt werden.

Bei dem Gerät und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gelangt ein Gasprobenstrom in eine erste Kammer einer Diffusionszelle, um durch eine Membran hindurchzugehen, die ohne weiteres für die Diffusion bestimmter Gase durchlässig und verhältnismäßig undurchlässig für Wasser ist-Derj enige Teil des Prob.engases, der durch die Membran diffundiert, tritt in eine zweite Kammer im wesentlichen ohne jegliches Wasser aus, das zuvor von der diffundierten Gasprobe mitgeführt wurde.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirddie Gasprobe aus dem Schornstein oder einer anderen Umgebung unter Verwendung einer Sonde gewannen, die als ain Feststoffteilchenfilter wirkt. Die gefilterte Gasprobe wird dann durch die erste untere Kammer mit einer konstanten Strömungsmenge über einem bestimmten Mindestmaß gepumpt. Ein Te-il der G.asprobe in der ersten Kammer diffundiert durch die Membran in eine zweite obere Kammer, durch die ein reines Trägergas, bestehend aus Umgebungsluft oder einem Schutzgas, mit einer konstanten Strömungsmenge strömt, um den diffundierten Teil der Gasprobe zu verdünnen und von der oberen Kammer zu den Gasanalysegeräten zu leiten. Die Membran verhindert, daß FeststcFfteilchen, die womöglich noch in dem Gas verblieben sind, sowie das meiste Wasser in der Probe die Analysegeräte erreichen.

Das Probengas wird auf bestimmten Temperaturen über seinem Taupunkt gehalten, wenn es von der Sonde durch die Zelle strömt, um eine Wasserdampfkondensierung zu verhindern, die die Konzentration bestimmter Gase in der Probe herabsetzen würde. Die Diffusionszelle selbst ist in einem Ofen oder Heizvorrichtungsraum enthalten, um das Probengas und die Membran auf einem gewünschten konstanten Temperaturniveau zu halten. Heizelemente und eine Isolierung, die um die Leitungen gewickelt ist, die dazu verwendet werden, die Gasprobe von der Sonde zu der Zelle zu leiten, halten die Gasprobe zwischen der Sonde und dem Ofen über ihrem Taupunkt.

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Die Erfindung geht deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht igt. "In den Zeichnungen sind

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von Gasproben gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 2 eine Aufrissansicht der Diffusionszelle und des Ofens einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 3 eine Draufsicht auf die in Figur 2 gezeigte Diffusionszelle, wobei der obere Teil, und die Membran teilweise weggelassen sind.

Figur 4 eine Querschnittsansicht der in Figur 3 gezeigten Diffusionszelle entlang der Linie 4-4 in.Figur 3,

Figur 5 eine Quersehnitts-Aufrissansicht entlang der Linie 5-5 in Figur 3 und

Figur B eine teilweise als Querschnitt gezeigte Ansicht der temperaturgesteuerten Leitung, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.

Die besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die hier veranschaulicht und beschrieben wird, ist eine Anlage zur Gewinnung und Herstellung reiner Gasproben aus ortsfesten, stark verschmutzten Quellen, wie zum Beispiel den Abgasen von Fabrikschornsteinen, für die Zufuhr zu Analysegeräten, die für die Überwachung der SO„-K.onzentrationen bestimmt sind. Die Gedanken der vorliegenden Erfindung sind auf verschiedene Verwendungsmöglichkeiten zur Überwachung von Verschmutzungsstoffen aus den Auspuffanlagen von Fahrzeugen, in den atmosphärischen Bedingungen in Städten oder Industrieanlagen, oder aus anderenQuellen anwendbar undfeönnen auch als eine Kalibrierüngs-

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anlage für Gasanalysegeräte verwendet werden. Die in Figur 1 gezeigte Gesamtanlage kann funktionell in vier verschiedenen Abschnitten betrachtet werden: die Gasprobengewinnungsanlage, die Heizanlage, die Diffusionszelle und die Tragergas- Verdünnungsanlage. Die Diffusionszelle wird als erstes beschrieben, um das Verständnis der Ausbildung und der voneinander abhängenden Funktionen de.r Gewinnungs-, Heiz- und Verdünnungsanlagen zu erleichtern.

Die Diffusionszelle

Unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 3, 4 und 5 weist eine Diffusionszelle 1o obere und untere Körperteile 12 und 14 auf, die so aneinander befestigt sind, daß ihre hohlen Innenräume konzentrisch einander gegenüberliegen, so dass sie obere und untere Kammern 2-4 und 3o in einem zylindrischen Hohlraum bilden. Durch die ZellenteileΊ2 und 14 verlaufende Gewindebolzen 16 sind in Gewindelöcher am oberen Ende von festen Stützbeinen 18 eingeschraubt, und Flügelmuttern 17 sind an den oberen, mit Gewinde versehenen Enden der Bolzen 16 festgezogen, um die Zellenteile auf den Stützbeinen 16 festzuspannen, Die Stützbeine 18, die vorzugsweise aus Stahl oder anderen steifen Stoffen gebildet sind, sind einstückig mit einer Tragplatte 92 ausgebildet oder in sonstiger Weise mit ihren unteren Enden an der Tragplatte 92, beispielsweise durch Schrauben oder dergleichen, befestigt. Ein dunner, durchgehender Druckring 19 sitzt zwischen den Flügelmuttern 17 und dem oberen Zellenteil. 12 und zwischen dem unteren Zellenteil 14 un-d den Stützbeinen 18, um den Klemmdruck der Flügelmuttern 17 um den Umfang der Zellenteile zu verteilen, wodurch eine Verformung der Zellenteile und, ein sich daraus ergebendes Ausströmen von Gas aus den Kammern 24 und 3o vermieden wird. Diese Druckrings bestehen aus rostfreiem Stahl oder dergleichen und sind etwa 3,2 mm dick. Sie weisen Bohrungen für den Durchgang der Gewindebolzen 16 auf. Einander gegenüberliegende Einlaß und Auslaßöffnungen 2o und 22 verlaufen durch die Seiten des unteren Zellenteils 14, so daß sie mit der unteren Kammer 14 in Verbindung stehen, während entsprechend angeordnete Einlaß-

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und Auslaßöffnungen 26 untf 28 durch die Seiten"des oberen Zellenteils 12 verlaufen, um mit der oberen Kammer 3o in Verbindung zu stehen. Eine dünne kreisförmige Membran 32 ist an ihrem Umfang zwischen dem oberen und dem unteren Zellenteil an zwei O-Ringen 34 festgespannt, die in einer kreisförmigen Nut 36 sitzen, um eine gasdichte Abdichtung um den Umfang der Membran,32 zu bewirken, wodurch die oberen und unteren Kammern 24 und 3o voneinander getrennt werden. Die Membran 32 sollte glatt und gespannt sein, wenn sie ' eingebaut ist. Zwei dickere, nicht elastische, runde Stützpolster 3B sind ebenfalls zwischen den Gehäuseteilen 12 und 14 eingespannt, um ein» Ausbeulen der dünnen elaiischen Membran 32 in eine der beiden Kammern zu verhindern, wenn ein großer Druckunterschied zwischen den beiden Kammern entsteht.

Bei dieser Anordnung gelangt die zu überwachende Gasprobe in die untereKammer 24 durch die Einlaßöffnung 2o und strömt über die Membran 32, bevor sie die Kammer durch die Auslaßöffnung 22 verläßt. Auf diese ty-eise- kommen alle Feststoffteilchen und dergleichen in der Gasprobe in Berührung mit der unteren Fläche der Membran, wo sie in die untere Kammer fallen können, wodurch jeglicher wesentlicher Aufbau auf der tfembranflache verhindert wird, durch den die Membran verstopft oder ihre Durchlässigkeit verändert werden könnte. Um die Haltezeit so gering wie möglich zu halten, d.h., diejenige Zeit, die ein bestimmtes Volumen des Probengases von der Einführung an der Einlaßöffnung 2o an benötigt, um die entfernte Seite der Membran 32 zu erreichen, sollte das Volumen der Kammer 24 verhältnismäßig klein unter Berücksichtigung der erwarteten Probengaskönzentration gehalten werden.

Die gewünschte Haltezeit der gesamten Anlage, von der Sonde bis zu dem Analysegerät, bestimmt verschiedene andere Parameter der Anlage, wie z.B. die Volumina der Kammern und die Strömungsmenge des Trägergases. Beispielsweise ergibt eine untere Kammermit einem Durchmesser von 139,7 mm und"einem Volumen von etwa

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38,8 cm zufriedenstellende bei einer Haltezeit von etwa einer Sekunde für eine Probengas-StrömungsmengB von etwa o,14 m pro Stunde. Der Membrandurchmesser hängt von der Fläche ab, die zur Erzielung einer gewünschten Durchlaßmenge erforderlich ist. Die Auslaßöffn.ungen 22 und 28 sollten beide groß genug im Verhältnis 2U erwarteten Probengas- Strömungsmengen sein, um jegliche Druckgefälle in den Kammern zu vermeiden, die die Membran verformen.oder beschädigen könnten oder zu unerwünschten Haltszeiten führen könnten.

Um Kondensierung zu verhindern, wird die gesamte Zelle 1o, wie es weiter unten beschrieben wird, auf eine Temperatur über dem Taupunkt des in die Zelle eindringenden Prob8ngases erwärmt. Die Zellenbestandteile sollten in der Lage sein, diese Temperatur ohne Verformung auszuhalten und sollten aus Stoffen zusammengesetzt sein, die nicht mit dem Gas in der Probe reagieren, die erwarteten Gase absorbieren, korrodieren oder in sonstiger Weise irgendeine Veränderung der Gasprobe oder der Parameter der Zelle bewirken. Rostfreier Stahl und eine Vielzahl von plauschen Kunststoffen haben sich in den. meisten Fällen als geeignet erwiesen.

Die Membran 32 besteht aus einem dünnen homogenen Blatt aus einem Stoff, der den Durchgang von Feststoffteilchen verhindert, und ist verhältnismäßig undurchlässig für Wasser, während es ohne weiteres die Diffusion der Gase gestattet, deren Konzentration' zu messen oder zu analysieren ist. Barner muß der ausgewählte Stoff der Membran in der Lage sein, die zu erwartenden Betriebstemperaturen auszuhalten. Es ist ferner häufig wünschenswert, einen Membranstoff zu wählen, der verhältnismäßig undurchlässig für solche Gase ist, die die Analyse der besonderen zu analysierenden Gase stören wurden. Die Dicke der Membran wird durch dis gewünschte Duichlässigkeit des gewählten Membranstoffes für die besonderen zu analysierenden Gase bei den erwarteten Tempraturen bestimmt. Die Durchlässigkeit nimmt für gewöhnlichmit zunehmender Membrandicke ab. ·

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Wann beispielsweise festgestellt wird, daß der maximale erwartete Taupunkt des auftretenden Probengases etwa 65° G beträgt, würde die Zellentemperatur auf etwa 76° C gehalten. Bei der Analyse dar Konzentration von SO- von etwa 1oo Teilen/ Million in der Gasprobe, wird eine Dimethyl-Siliziummembran mit einer Dicke von etwa o,o25 mm bevorzugt. Dimathylsilizium verformt oder verzerrt sich bei diesen Temperaturen nicht und hält etwa 99 % des Wasserdampfes aus den -■ durch die Membran diffundierenden Gasen zurück. Ferner reagiert es nicht mit dsn Gasen, die für gewöhnlich in derarfeigen Gasproben auftreten und hat eine verhältnismäßig geringe Durchlässigkeit für HS und andere Gase, was dazu dient, die meisten dieser störenden Gase zurückzuhalten, während die Membran in hohem Maße durchlässig für SO₂ ist.·

Unter diesen Bedingungen werden für SO2 Empfindlichkeitsverhältnissa von etwa 5 s 1 erzielt. Dies bedeutet, daß für eine erwartete SO_?-Konzentration in der Gasprobe von. etwa too Teilchan/ Million atwa 2o Teilchen/Million in der Kammer 3o vorhanden wären,, wo die Trägergasstromungsmenge etwa o,o2&m^pro Stunde beträgt.."Empfindlichkeitsverhaltnis* ist auf die Durchlässigkeit bezogen* und bedeutet in der vorliegenden Beschreibung das Verhältnis der Konzentration eines besonderen Gases (SQ₂), -das direkt dem Änalysegerät zugeführt wird, im Vergleich zu der Konzentration des gleichen Gases in der Probe, die das Analysegerät durch die Anlage nach der Diffusion durch die Membran bei einer bestimmten Temperatur und Trägergas-Strömungsmenge erreicht. Das Empfindlichkaitsverhältnis und die Trägergasströmungsmenge werden dazu verwendet, die Verdünnung der diffundierten Gasprobe zu berechnen, wie es weiter unten erläutert wird. Andere Membranstoffe, wie z.B. Teflon, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Pellicon, Zellophan, RTV (ein von der General Electric Company hergestelltes und vertriebenes siliziumartiges Polymerisationsprodukt) , MEM (ein van der General Electric Company hergestelltes und vertriebenes, siliziumhaltiges, etwa 4o-%iges

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Polykarbonat), und Zitax Csine von der Ühemplast Company hergestellte und vertriebene Version- des Teflons) können je nach den auftretenden GasBn und Temperaturen verwendet werden. RTV wird normalerweise als ein Dichtungsstoff verwendet, kann jedoch über ein dünnes, durchlöchertes Blatt aus Mylar gegossen oder verteilt werden, um eine dünne Membran zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Anlage zu bilden« Ferner könnten auch flüssige Polymerisationsprodukte verwendet werden. ·

In einigen Fällen könnte eine Diffusionszelle mit mehr als einer Membran zweckmäßig sein, die mehr als zwei Kammern bilden» beispielsweise könnten zwei Membrane verwendet werden, um einen inneren zylindrischen Hohlraum dr Zelle in eine untere, eine mittlere und eine obere Kammer zu unterteilen, wobei die beiden Endkammern jeweils ihre eigenen Einlaß- und Auslaßöffnungen haben. Durch Verwendung zweier Membrane'mit verschiedenen selektiven Trennkoeffizienten könnte die Zelle selektiver für ein besonders Gas gemacht werden, wie z.B. SÜ2# wobei jede Memhran bestimmte Störungsgase ausscheidet. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet Trennkoeffizient das Verhältnis der Durchlässigkeit einer bestimmten Membran für ein Gas im Vergleich zu der Durchlässigkeit der gleichen Membran für ein zweites Gas unter den gleichen Bedingungen.

Die Stützpolster 36 bestehen aus verhältnismäßig dicken, porösen Scheiben eines Stoffes, der sich unter den erwarteten Druckunterschieden nicht" dehnt oder mit den Bestandteilen der diffundierten Gasprobe nicht, reagiert. Die verwendeten Stützpolster bestehen vorzugsweise aus porösem, mit Luft beblasenen Teflon-Polymerisationsprodukt mit einer Dicke von etwa o,762 mm, können jedoch auch ein gewebter oder mattenartiger Faserstoff sein, der nicht die Diffusion der Gase durch die Membran 32 stört.

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Die Gewinnungsanlage

Die Gewinnung einer zuverlässigen Schornsteingasprobe ist oft schwierig wegen der Temperatur- und Druckgefälle, die für gewöhnlich in einem bestimmten Querschnitt des Schornsteins bestehen, und wegen der erheblichen Schwankungen, die an j edem bestimmten Punkt auftreten können. Gleichgültig welches Gewinnungsverfahren in Schornsteinen angewendet wird, ■tnuB das Problem einer Verschmutzung infolge von Ruß, Flugasche und dergleichen in Erwägung gezogen werden.

Das Problem, eine repräsentative Gasprobe zu erhalten, kann in idealer Weise dadurch gelöst werden, daß mehrere Sonden verwendet werden, die in Abständen voneinander an verschiedenen Stellen entlang einem bestimmten Laminarströmungs-Ouerschnitt · des Schornsteins angeordnet sind. Wegen der hohen Kosten der Sonden selbst können dieProbleme jedoch teilweise durch eine einzige Sonde gelöst werden, die dort angeordnet ist* wo durchschnittliche Konzentration., -Druck und -Temperatur am wahrscheinlichsten auftreten, oder durch Kompensierung oder Korrektur der vom Analysegerat ausgegebenen Messwerte.

Temperaturänderungen in der der Membran zugeführten Gasprobe sowie eine Verschmutzung der Membran ändern die Durchlässigkeit der Membran.

Wie in den Figuren 1 und 6 gezeigt ist, wird vorzugsweise eine herkömmliche zylindrische Sonde 4o aus gesintertem rostfreiem Stahl verwendet, um Ruß, Flugasche und dergleichen aus der Gasprobe auszufiltern. Die porösen zylindrischen Seitenwände des gesinterten Stahls lassen ohne weiteres das umgebende Gas hindurch, während sie alle Feststoffteilchen mit Ausnahme der feinsten Teilchen zurückhalten. Eine verwendete Sonde filtert Teilchen mit einer Größe von o,8 Mikron und mehr aus.

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Um eine Verschmutzung der Sonde zu verhindern, wird die Sonde 4o periodisch ausgespült oder gereinigt, indem ein Schutzgas oder Luft unter hohem Druck in umgekehrter Richtung durch die Sonde nach aussen geschickt wird, wenn es erforderlich ist, eine genügend Probengasströmung aufrechtzuerhalten. Eine erwärmte Leitung 42 leitet die Gasprobe von der Sonde 4o zu dem Ofen 86, wo ein Ze Ilen einlaßrohr 44 die Leitung 42 mit der Einlaßöffnung 2o . der Diffusionszelle verbindet. Ein mit der Auslaßöffnung 22 verbundenes Auslaßrohr 68 leitet das Probengas von dar Kammer24 an die Aussenluft. Eine Pumpe 56 bewirkt eine konstante Strömung von Probengas durch die Leitung 42 zu der unteren Kammer 24, und ein Entlastungsventil 58 regelt die Druckhöhe in der Kammer 24. Ein Unterdruckmesser 6o zeigt Druckabfälle in der Leitung 42 an, aus denen beispielsweise hervorgeht, daß die Sonde 4o gereinigt werden muß. Eine Pumpe 62 liefert eine Luftströmung unter hohem Druck in umgekehrter Richtung zu der Sonde 4o durGh eine Leitung 64 durch Einstellung eines Zweistellungsventils 66, durch das der Einlaßteil angeschlossen und der übrige, stromabgelegene Teil der Leitung 42 getrennt wird.

Ein Vierstellungsventil 7o bildet die Verbindung des Zelleneinlaßrohres 44 mit zwei Kalitrierungsgasleitungen 116 und oder zu der Trägergasleitung I2o. Dies gestattet eine Kalibrierung des Analysegerätes unter Verwendung der gleichen Strömungsstrecke wie derjenigen des Probengases und die Reinigung der gesamten Anlage mit dem Trägergas, neben weiteren Funktionen. Falls erwünscht ist, die gleiche Anlage zur .Kalibrierung wie zur Analyse von Gasproben zu verwenden, könnten die Kalibrierungsgase durch ein geeignetes Ventil in fjjähe des Auslasses der Sonde 4o statt an dem Ventil7o eingeführt werden.

Ein verstellbares Drossel- oder Messventil 72 mit einem Strömungsmesser 74 gestattet die Einstellung der Strömungsmenge des Probengases und anderer Gase gemäß der gewünschten strömungs-

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mange durch die Kammer 24. Normalerweise hat die Gasprobenströmungsmenge durch die Kammer 24 keinen Einfluß auf die ■ Diffusionsmenge, wenn die Strömungsmenge nicht negativ wird oder unter ein bestimmtes Mindestmaß absinkt. Diese minimale Strömungsmenge kann für die besondere Membran und das besondere Probengas dadurch bestimmt werden, daß allmählich die Probengasströmungsmenge erhöht wird-, bis derjenige Punkt erreicht, an dem weitere Erhöhungen keine Auswirkung auf die Ergebnisse das Analysegerätes haben. Beispielsweise beträgt bei den besonderen Zellen- und Gasparametern, die zuvor beschrieben worden sind, die Strömungsmenge zur Aufr.schterhaltung des gewünschten Mindestmaßes etwa 5o cm pro Minute für das Volumen der Kammer 24, das 38, θ cm beträgt.

Ohne die verhältnismäßig hohen Konzentrationen des· zu analysierenden Gases in der Probe, wie sie zum Beispiel in den meisten Schornsteingasen vorhanden sind, sollte die Pumpe 56 in der Auslaßleitung 68, beispielsweise-an der Stelle Bo angeordnet und das Entlastungsventil 58 weggelassen werden, um das Probengas durch die Kammer 24. zu saugen und nicht zu pressen, wodurch kleine Konzentrationsverluste in der Pumpe verhindert werden. Beispielsweise könnten bei. der Überwachung von Verschmutzungsstoffen in der Umgebungsluft selbst sehr kleine SC^-Mengen, die in der Pumpe verloren gehen, einen erheblichen Anteil der Gesamtergebnisse des Analysegerätes darstellen. Wenn die Pumpe 56 an der Stelle Bo hinter der Zelle 1o angeordnet ist, sollte ein Strömungsdrosselventil in der Leitung 62 an der Stelle 82 angeordnet sein, um die von der Pumpe angesaugte Gasmenge regulieren zu können, die in die Kammer 24 gelangt, und ein Umgehungsventil sollte in der Leitung 52 an der Stelle 84 angeordnet sein, um die Verweilzeit der Anlage auf ein Mindestmaß herabsetzen zu-können.

An verschiedenen Stellen könnten selbsttätige Steueiälnrichtungen verwendet werden, um auf unerwünschte Bedingungen anzusprechen und diese zu korrigieren. Beispielsweise könnte ein

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selbsttätiger Rückspülzyklus zur Reinigung der Sonde 4o ausgelöst werden, wenn die Messwerte des Unterdruckmessers Bo unter einen bestimmten Punkt absinken. Oder wenn der Strömungsmesser 74*eine bestimmte Mindestströmungsmenge des Probengases anzeigt, konnte die Anlage automatisch abgestellt oder ein Alarmsignal ausgelöst werden.

Die Heizanlage

Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, weist die Leitung 42 ein Innenrohr 44 auf, das aus Teflon, rostfreiem Stahl oder dergleichen besteht und von isolierten Widerstand-Heizdrähten 46 umgeben wird. Das Rohr 44 und die Heizelemente 46 sind von einer Isolierung 48 umgeben., die in einer au Baren Schutzhülle 5o aus Polyvinylchlorid oder dergleichen eingeschlossen ist. Ein an der Aussenwand des Rohrs 44 befestigter Thermistor ist elektrisch mit einem geeigneten Steueraggregat 54 tFigur 1] verbunden, das den den Heizelementen 46 zugeführten Strom ändert, um die gewünschte Temperatur über dem Taupunkt des Probengases zu halten.

Die Zelle Ίο, die uηumwickelteπ Zelleneinlaßrohre 44, die Ventile 7o und 72 und der Strömungsmesser 74 sind in dem Ofen BB eingeschlossen, um zu gewährleisten, daß die Probentemperatur über dem Taupunkt bleibt, bis die Probe durch die Kammer 24 hindurchgeht. Vorzugsweise weist der Ofen ein am Boden offenes rechteckiges Stahlgehäuse 88, Figur 2, auf, das an seinen vier Seiten und an der oberen Wandmit einem Isolierstoff 9o, wie z.B. Polyurethan ausgekleidet ist. Das Gehäuse BB ist an einer Grundplatte 92 durch vier Gewindebolzen 94 befestigt, die von einem zugeordneten Stützbein 96 an jeder Ecke nach oben verlaufen, um durch öffnungen in Randflächen 98 zu verlaufen, die einstückig mit dem Gehäuse 88 ausgebildet sind. Flügelmuttern 1oo sind an den mit Gewinde versehenen oberen Enden der Bolzen 94 festgezogen und liegen an den Randflächen 98 an, wobei sie einen Gummidichtungsring 1o2-zwischen dem unteren Umfang des Gehäuses 88 und der

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Grundplatte 92 ein-klemmen, um Wärme Verluste aus dem Ofen 86 zu begrenzen.

In dem Gehäuse 88 sind Heizkissen Io 4 auf ÄluminiumtragfüBen1ö6 an der oberen Wand und an jeder, der vier Seitenwände des Ofens angebracht. Qie Heizkissen 1o4 bestehen aus elektrischen Drähten von hohem Widerstand, die von elektrischem Isolierstoff aus Siliziumgummi umgeben sind. Ein Geblase töö, das von einem an der Grundplatte 92 angebrachten Motor tto angetrieben wird, wälzt die von den Kissen 1o4 ausgestrahlte Wärme um, um in dem gesamten Ofeninnen raum eine homogene Temperaturverteilung aufrecht zu erhalten. Die Isolierung So umgibt auch den Motor 11o an der Unterseite der Tragplatte 92. Ein in der unteren Zellenkammer 24 angeordneter Thermistor 112 (Figur 4) fühlt die Temperatur in der Zelle 1^;o- und ist so angeschlossen, daß der den Heizkissen 1o4 zugeführte Strom durch ein proportionales Wärmeste.ueraggregat 114 geregelt wird, um die gewünschte Temperatur über dem Taupunkt des Probengases zu halten. Jede Temperaturänderung in der Ursprung liehen Probe wird also vor Erreichen der Zelle 1o korrigiert, so daß die Durchlässigkeit der Membran konstant bleibt, unter der Voraussetzung, daß die Zeit, die das Gas benötigt, um durch die geheizte Leitung 42 und das Rohr 44 zu gelangen, bevor es die Einlaßöffnung 2o erreicht, ausreichend ist, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Für gewöhnlich wird die Gasprobe in der Leitung 42 über ihre Schornsteintemperatur und in dem Ofen 86 auf ane noch höhere Temperatur erwärmt.

Um ein Rücklaufen von Kondensat in die Kammer 24 zu verhindern, kann die Äuslaßleitung 68 ebenfalls auf Temperaturen über dem Taupunkt unter der Steuerung des Wärmesteueraggregats 54 erwärmt werden. " ~

Die von der Diffusionszelle 1o erhaltene verdünnte Gasprobe gelangt durch eine Leitung 132, die es der Gasprobe gestattet,

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auf etwa Zimmertemperatur abzukühlen, bevor sie die Gasanalysegeräte 146 erreicht, da die hohe Ofe'ntemperatur die meisten Analysegeräte beschädigen oder betriebsunwirksam macheri würde. Da in der verdünnten Probe sehr wenig Wasser verbl&ibt, und da die Taupunkttemperatur weiter herabgesetzt wird, wenn ein trockenes Trägergas zur Verdünnung verwendet wird, findet in der Leitung 132 keine Kondensierung statt.

Die Trägergasanlage

Ein Trägergas strömt durch eine Leitung 13o zu der oberen. Kammer 3o, wo es quer über die Oberseite der Membran 38 strömt, um das Gas zu verdünnen, das durch die Membran 3o diffundiert. Die verdünnte Gasprobe tritt aus der Auslaßöffnung 28 aus und wird durch die Leitung 132 zu den Analysegeraten 146 geleitet. Neben seiner Aufgabe" als Transportmittel für die diffundierten Gase dient das verdünnende Trägergas auch dazu, die Lebensdauer bestimmter Analysegeräte bei"der Überwachung starker Verschmutzungskonzentrationen zu verlängern, wo bei elektrochemischen Analysegeräten ein aktiver Bestandteil der Analysevorrichtung in einem Maß verbraucht wird, das der festgestellten Gaskonzentration entspricht. Durch die Verwendung eines trockenen Trägergases wird ferner die gesamte Wasserdampfkonzentration weiter herabgesetzt, um die Taupunkttemperatur in der oberen Kammer 3o und in der Leitung 132 zu senken.

Das Trägergas kann entweder aus der umgebenden Aussenluft angesaugte Umgebungsluft sein oder ist' vorzugsweise, ein unter Druck zugeführtes Schutzgas. In den Fällen, in denen es zweckmäßig erscheint, saugt eine Pumpe 132 Luft aus der Aussenluftdurch die Leitung 13o an. Eine Druckregelvorrichtung 136 hält die an der stromabgelegene'n Seit8 befindliche Luft nur auf einem geringen Prozentsatz, wie z.B. 1o \, des

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Druckes, der an dem PumpenauslaB entwickelt wird, wodurch eine .konstante Strömungsmenge durch einen Gaswäscher 138 trotz geringerer Druckschwankungen von der Pumpe 134 aufrechterhalten wird. Der Gaswäscher 13& kann Trockenmittel, aktivierte Kohlenstoffilter oder dergleichen zur Entfernung von Wasserdampf, Schmutzstoffen und anderen Gasen enthalten, die die Konzentrationen in dem diffundierten Gas ändern oder stören könnten, oder sogar mit dem diffundierten Gas reagiererykönnten. Dadurch wird eine ständige Zufuhr von reiner Luft als Trägergas für die obere Diffusionszellenkammer 3o gebidet, um die Konzentrationen des diffundierten Gases, das die Analysegeräte erreicht, proportional zu verdünnen.

Druckregslvorrichtungen 139 und 14o lassen das Trägergas durch die Leitungen 13o bzw. 12o mit bestimmter Strömungsmenge, strömen, und erhalten gleichzeitig die gleiche' Strömung durch die Kammer 3o aufrecht, selbst wenn ein Teildes Trägergases durch die Leitung 12o abgeleitet wird. Ein Mess- oder Drosselventil 141 kann in Verbindung mit einem Strömungsmesser 142 verwendet werden, um die genaue Trägergas- Strömungsmenge in die Kammer 3o zu regeln. Andererseits könnte der Strömungsmesser 142 durch eine selbsttätige konstante Strömungsmessvorrichtung ersetzt werden, die selbsttätig eine genaue konstante Strömungsmenge aufrechterhalten könnte, oder durch einenMassenströmungsmesser, der Druckänderungen aufzeichnen könnte.

Wenn das Trägergas ein Schutzgas ist, das von einer unter Druck stehenden Qualle erhalten wird, wiez.S. einem Zylinder oder Tank, könnte es direkt durch einen Druckregler 136 mit einer konstanten Strömungsmenge in die Kammer 3o geleitet werden.

Bei den oben angegebenen Parametern des Ausführungsbeispieles der Erfindung ist eine Strömungsmenge des trockenen Trägergases von etwa o,o28 m pro Stunde geeignet, um in der Kammer. 3o eine Verweilzeit von etwa o,67 Sekunden hervorzurufen,

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wenn die Kammer ein Volumen von etwa 5,3 cm hat, und um eine

^ion von etwa 2o Teilen /Million den Analysegeräten 146 mit weniger als etwa o>2 % Wasserdampf-konzentration zuzuführen, wenn die ursprüngliche Gäsprobe eine . Wa s~s abdampf ksfr-zenträt-icirr von etwa to % hatte. Für alle praktischen Zwecke g:ilt dies als eine trockene Gasprobe. Dadurch wird die Notwendi^eit ausgeschaltet, verschiedene Wassergehaitsversuche und Korrekturen: der Analyseergebnisse durchzuf uhren-, die von den zuständigen Regierungsstellen gefordert werden, wenn erhebliche Wassermengen in den Gasproben verbleiben,- die dem Analysegerät zugeführt werden.

Die in Figur 1 gezeigte Anlage kann auch statt des herkömmlichen Durchlasspohres als eine veränderliche Quelle für die Zufuhr bestimmter Konzentrationen von besonderen Gasen bei bestimmten Temperaturen verwendet werden, -die zur Kalibrierung von Analysegeräten und dergleichen verwendet werden. Bei steigender Temperatur erhöht sich die Diffusionsmenge oder die Abgabe von Gas durch den durchlässigen Membranstoff, der bei den herkömmlichen Durchlassrohren verwendet wird. Derartige Rohre geben jedoch nur begrenzte Gaskönzentrationen ab und sind nur in der · Lage, begrenzte Volumina aufzunehmen« Im.Gegensatz dazu kann mit der erfindungsgemäßen Anlage die Konzentration des besonderen Gases, das von der Auslaßöffnungen 28 erhalten wird, ohne weite-'res über nahezu jeden Bereich geändert werden, in dem lediglich die Strömungsmenge des Trägergases, die Kammergröße, die Anzahl von Kammern oder Membranen, die Membranfläche oder -art oder sonstige Faktoren geändert werden. Ferner kann auch die Betriebstemperatur geändert werden, um die gewünschten Membrantemperaturen zu erhalten, und die Anlage hat eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer, wenn die zur Verfugung stehende Zufuhr des besonderen Kalibrierungsgases nicht begrenzt ist.

In dieser "Hinsicht können die Zellenteile 12 und 14 durch leicht abnehmbare Klammern anstelle der Bolzen 16 aneinander befestigt sein, um einen Austausch der Membran 32 zu erleichtern, wenn es erwünscht ist, die Konzentration der Gase zu ändern, die ver-

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schiedenen Analysegeräten zur Kalibrierung zugeführt werden. Ferner können zu diesem Zweck die Sonde 4a, die Pumpen 56 und 62, die Ventile 58 und 66 und der Unterdruckmesser 6o weggelassen werden, und das Ventil 7o kann durch ein Vierstellungsventil ersetzt werden. Ferner ist zu diesem Zweck das gesamte Heizanlagesystem unnötig, mit Ausnahme desjenigen Teils, der dazu verwendet wird, die Membran 32 auf einer verhältnismäßig konstanten Temperaturhöhe zu halten, die der gewünschten Durchlässigkeit der Membran entspricht.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine Anlage, bei der die Verschmutzung der Membran herabgesetzt wird, dunfci die den Analysegeräten eine reine, trockene, repräsentative Gasprobe zugeführt wird, und die leicht auseinandergenommen werden kann, um im Bedarfsfall die Membran auszutauschen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die offenbarte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in verschiedener Weise abgewandelt und mit einer Vielzahl von Analysegeräten verwendet werden kann, um verschiedene Gase zu überwachen, und um vielen anderen Zwecken im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche zu dienen.

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Claims (16)

1. Patentansprüche . .

   Iy Anlage zur Herstellung von Gasproben, gekennzeichnet durch sin Zellengebilde (1o), die eine erste (24) und eine zweite Aufnahmekammer (3o) umsehließt, wobei die erste Gasaufnahmekammer (24) einen Einlaß £2o) und einen Auslaß (22) aufweist; eine halbdurchlässige fTem&ran (32), die die Kammern voneinander trennt und für die Diffusion eines bestimmten Gases in der Gasprobe ohne weiteres durchlässig und für Wasserdampf verhältnismäßig undurchlässig ist,- eine Einrichtung, mittels derer eine bestimmte Strömung des Probengases in der ersten Kammer zwischen ihrem Einlaß und ihrem Auslaß herbeigeführt wird, wodurch das bestimmte Gas durch die Fiembran in die zweiteKammer t3o) in einer Menge diffundiert wird, die der Konzentration des Gases in der Gasprobe proportional ist» und eine Einrichtung, mittels derer ein Trägergas in der zweiten Kammer (3o) zugeführt wird, wodurch die Konzentration des bestimmten Ga&es in der zweiten Kammer proportional seiner Konzentration in der Gasprobe ist*
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bine Einrichtung, mittels derer die Membran und die Gasprobe in der ersten Kammer auf im wesentlichen konstanten Temperaturen gehalten werden.
3. 3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mittels derer das Trägergas mit im wesentlichen konstanter Temperatur und im wesentlichen konstantem Druck in der zweiten Kammer zugeführt wird» um· das durch die Membran diffundierte bestimmte Gas in einem bestimmten Verhältnis zu verdünnen, und eine Einrichtung, mittels derer das diffundierte bestimmte Gas einöm Analysegerät zugeleitet wird, um die Konzentration des durch das Trägergas verdünnten bestimmten Gases zu überwachen.
4. 4« Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet^ daß die Einrichtung für die Zufuhr des Trägergäse^ Mittel zur Entfernung vöri Wäsäerdafhpf aas dem Trägergas enthalt und die Verbindüngst'eile die Gase won der konstanten Temperatur auf eine η ie eiere Umgö bungs temp era tür für das Analysegerät abkühlen»
5. 5. Anlage nach Artsprueh 2, dadurch gekennzeichnet, daB das Zellehgebilde (ίο} folgende Teile umfaßt: - ; Erste und zweite gesonderte, zusammenpassende körperteile (12, 14), die die erste bzw» zweite Kämmer (24 bzw. 3ö) umschließen, und ^

   Teile (16, 17), die den erstelfi und zweiten Körperteil so aneinander befestigeh> daß die Membran (32) so gehalten wird, daß sie die erste und die zweite Kammer voneinander .trennt, wobei die Befestigungsteile abnehmbar Sind, um einen wahlweisen Atistausch der Membran zu gestatten, durch den eine gswurischtö Öiffusionsmenge durch die Membran zwischen den Kammern erzielt werden kann.
6. 6. Anlage zur Herstellung einerGasprobe, gekennzeichnet durch eine Öiffusionszelle mit einer ersten und einerzweiten Gasaufnähmekämmer, die durch eine halbdurchlässige Membran getrennt werden, die ohne weiteres für die Diffusion bestimmter Gase in der Probe durchlässig und verhältnismäBig undurchlässig fur Wasser und Feststoffteilchen in der Probe ist, eine Einrichtung, mittels der&r die Gasprob.e mit einer bestimmten Stramunismenie durch die efste Kämmer geleitet wird, wodurch die bestimmten Gase in der ersten Kämmer durch die Membran in die zweite Kammer diffundiereni eine Einrichtung, mittels derer eine im wesehtlichen fcöristärite Strömung eines fräger^ gases durch die zweite Kammer geschickt wird, um die durch die Membran in die zweite Kammer* diffundierten bestimmten Gase zu verdünnen, eine Einriöhtungi mittels derer die

   die aus dem durch das Trägergas verdünnten, bestimmten Gas besteht, von der zweiten Kammer einen Gasanal^segerät zugeleitet wird, und eine Heizeinrichtung, mittels derer das Probengas auf einer erhöhten Temperatur über seinem maximalen Taupunkt innerhalb der ersten Kammer gehalten ■ wird und mittels derer die Mischung in der zweiten Kammer und die Membran auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden, die annähernd den Wert der genannten erhöhten Temperatur hat.
7. 7. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Probengewinnungsvorrichtung, die einen porösen Stoff aufweist, der im wesentlichen alle Feststoffteilchen aus der Probe entfernt.
8. B. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergaszufuhreinrichtung Teile für die Entfernung von Wasserdampf und störenden Gasen aus dem der zweiten Kammer zugeführten Trägergas aufweist.
9. 9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmenge des Probengases durch die erste Kammer über derjenigen gehalten wird, bei der eine-Herabsetzung der Strömungsmenge die Diffusionsmenge des bestimmten Gases durch die Membran ändern würde.
10. 10. Anlage zur Herstellung einer Gasprobe, gekennzeichnet durch eine abgedichtete Zelle mit oberen und unteren Teilen, die obere und untere, einander berührende Kammern umschließen, eine Membran, die die Kammern voneinander trennt und ohne weiteres für die Diffusion bestimmter Gase in der Probe durchlässig und verhältnismäßig undurchlässig für Wasserdampf und Feststoffteilchen ist, wobei jede Kammer gesonderte Gasein-IaB- und Auslaßöffnungen aufweist, eine poröse Sonde, die dazu dient, eine repräsentative Gasprobe aus einer bestimmten Umgebung aufzunehmen und die meisten Feststoffteilchen aus der Probe

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    zurückzuhalten, eine temperaturgesteuerte Proben leitung, die dazu dient., die Probe von der Sond e mit einer erhöhten Temperatur über ihren maximalen Taupunkt hinwegzulei~ ten,, eine Einrichtung, mittels derer die Probe von der Leitung durch die untere Kammer mit einer bestimmten Strömungsmenge geleitet wird, die über derjenigen liegt, bei der eine Herabsetzung der Strömungsmenge die Diffusions*· menge des bestimmten Gases durch die Membran von der unteren .in die obere Kammer ändern würde, eine Einrichtung zur Steuerung der Strömungsmenge des groben Gases in die erste Kammer, eine Einrichtung für die-Zufuhr einer im wesentlichen konstanten Strömung eines trägergäses, aus dem störende Gase entfernt worden sind, in die obere Kammer zur Verdünnung der in die obere Kammer diffundierenden bestimmten Gase., eine Einrichtung, mittels derer das Trägergas mit den verdünnten bestimmten Gasen von der oberen Kammer einem Gasanalysegerät zugeleitet wird, und einen Ofen, der die Zelle und die Zufuhreinrichtung für die Gasprobe umgibt und dazu dient, die Zelle und-die darin befindliche Membran auf einer imwesentlichen konstanten homogenen Temperatur zu halten und die Gasprobe in der Gasprobenzufuhreinrichtung über der maximalen Taupunkttemperatur des Probengases zu halten, wodurch eine reine, im wesentlichen wasserlose diffundierte Gasprobe einem Analysegerät ohne Verluste infolge von Wasserkondensierung zugeführt wird, " ■-■ , '■ - ■- ■
11. 11. Anlage nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde poröse gesinterte Stahlwände aufweist, durch die eine repräsentative Gasprobe aufgefangen wird.
12. 12. Anlage nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasprobenzufuhreinrichtung aus einer langgestreckten Leitung besteht,: in der die .Gasprobe für eine bestimmte Zeit gehalten wird,_: die dafür ausreicht, daß ihre Temperatur annähernd die Temperatur in dem' Ofen über der maximalen Taupunkttemperatur erreicht. . - * " .-' - . , . - ■

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13. 13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen und unteren Fläche der Membran je ein Stützpolster eingespannt ist, das eine Porosität aufweist, die die freie Strömun-g des bestimmten diffundierenden Gases durch die Membran gestattet und aus einem Stoff besteht, der nichtmit den bestimmten Gasen reagiert.
14. 14. Anlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mittels derer wahlweise eine unter Druck stehende GAsströmung durch einen Teil der Gasprobenleitung in umgekehrter Richtung zu der Strömung des Probengases geschickt werden kann, um die Sonde von festgesetzten Teilchen zu reinigen.
15. 15. Verfahren zur Herstellung einer Gasprobe, dadurch gekennzeichnet, daß eine bestimmte Strömungsmenge eines Probengases einer ersten Kammer einer Zelle zugeführt wird, die durch eine Membran in zwei -Kammern unterteilt ist, wobei die Membran für die Diffusion eines bestimmten Gases durchlässig und für Wasser verhältnismäßig undurchlässig ist, so daß im

    -wesentlichen das gesamte Wasser aus dem in die zweite Kammer diffundierten bestimmten Gas ent-fernt wird, und daß ein Trägergas in die zweite Kammer geschickt wird, so daß die Konzentration des bestimmten Gases in der zweiten Kammer proportional seiner Konzentration in der Probe ist.
16. 16. Verfahren zur Herstellung einsr Gasprobe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasprobe aufgefangen wird, daß zunächst die Probe gefiltert wird, um die meisten Feststoffteilchen aus ihr zu entfernen, daß die Gasprobe durch eine untere Kammer in Nähe einer Membran geschickt wird, die ohne weiteres durchlässig für die Diffusion bestimmter Gase und verhältnismäßig undurchlässig für Wasser und Feststoffteilchen ist, und zwar mit einer Strömungsmenge über derjenigen, bei der eine Verringerung der Strömungsmenge eine Änderung dar Diffusionsmenga durch die Membran bewirken würde, daß dia Gasprobe von dem

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    Zeitpunkt, an dem sie aufgefangen' wird, bis nach ihrer Diffusion durch die Membran auf einer Temperatur über ihrem Taupunkt gehalten wird, daß die Membran auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur gehalten wird, daß die bestimmten Gase, die durch· die Membran in eine obere Kammer diffundieren, mit einer konstanten Strömung eines im wesentlichen wasserlosen Trägergases, aus dem störende Gase entfernt worden sind, verdünnt werden, daß die aus Trägergas und diffundierten, bestimmten Gasen bestehende Gasmischung einem Gasanalysegerät zugeführt wird, und daß die Membran so gehaltert wird, daß eine Verformung der Membran infolge von Druckunterschieden auf beiden Seiten der Membran verhindert wird.

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