DE2518264A1 - Estimating concn. of toxic substances in air - giving continuous instantaneous evaluation of e.g. sulphur dioxide in factory atmospheres - Google Patents

Estimating concn. of toxic substances in air - giving continuous instantaneous evaluation of e.g. sulphur dioxide in factory atmospheres

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DE2518264A1
DE2518264A1 DE19752518264 DE2518264A DE2518264A1 DE 2518264 A1 DE2518264 A1 DE 2518264A1 DE 19752518264 DE19752518264 DE 19752518264 DE 2518264 A DE2518264 A DE 2518264A DE 2518264 A1 DE2518264 A1 DE 2518264A1
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Abstract

A process for detmn. of the concn. of a toxic substance e.g. sulphur dioxide, in a gas, e.g. air, consists of contacting the gas in an electrolysis cell with a liq., e.g. water, in which the toxic substance is selectivity soluble, contg. an oxidising agent, e.g. hydrogen peroxide, which converts sulphur dioxide to sulphuric acid altering the colour and optical density of the pH indicator, e.g. methyl orange. The soln. contains also an electrolyte, e.g. sodium chloride, which on electrolysis produces a base sodium hydroxide, able to neutralise the acid, so as to maintain the colour and the optical density as a reference state. The titration current is arranged to be a function of the disequilibirium between the output signals of two photo-electric cells which receive respectively a light beam which has passed through the liquid and one which has not, and the change in the current measures the concn. of sulphur dioxide. The method can be used for other toxic substances e.g. carbon monoxide, using suitable reagents. The continuous observation of the titration current permits the continuous and substantially instantaneous evaluation of the concn. of toxic substances.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung eines Giftstoffgehaltes Die Erfindung bezieht sich auf die Wertermittlung eines giftigen Bestandteils in einem Umgebungsgas und insbesondere auf die Wertabschätzung des Schwefeldioxidgehaltes der Luft.Method and device for determining a toxin content The invention relates to the valuation of a toxic component in an ambient gas and in particular the value estimation of the sulfur dioxide content the air.

Schwefeldioxidgas stellt einen unerwünschten Bestandteil in einer Arbeitsluft-Umgebung der. Bei relativ niedrigen Konzentrationen wirkt das Schwefeldioxidgas als Reizmittel, während es in höheren Konzentrationen mehr und mehr giftig wird. Jede Umgebung, in der gearbeitet wird, und die einer Verschmutzung von Schwefeldioxid ausgesetzt sein kann, muß demgemäß sorgfältig überwacht werden, um eine Warnung auszulösen, sobald die Verunreinigung einen unzulässig hohen Pegel erreicht. Ein ähnliches Problem tritt auf, wenn die Luft einer Verschmutzung durch Kohlenmonoxid ausgesetzt wird.Sulfur dioxide gas is an undesirable ingredient in one Working air environment of the. The sulfur dioxide gas acts at relatively low concentrations as an irritant, while in higher concentrations it becomes more and more toxic. Any environment in which work is carried out and which is polluted by sulfur dioxide may be exposed, accordingly must be carefully monitored for a warning triggered as soon as the contamination reaches an impermissibly high level. A Similar problem occurs when the air becomes contaminated with carbon monoxide is exposed.

Es sind bereits zahlreiche Verfahren entwickelt worden, um Luft oder andere Gase, die einer Verunreinigung, beispielsweise durch Schwefeldioxid ausgesetzt sind, zu überwachen. Im allgemeinen werden bei diesem Verfahren Luftblasen durch eine Prüfflüssigkeit hindurchgeschickt, in der das Schwefeldioxid lösbar ist, und danach wird die Prüfflüssigkeit analysiert, um die Menge von Schwefeldioxidgas zu bestimmen, die in Lösung gegangen ist.Numerous methods have already been developed to remove air or other gases exposed to contamination such as sulfur dioxide are to be monitored. In general, air bubbles are caused by this process a test liquid in which the sulfur dioxide is soluble is sent through it, and after that, the test liquid is analyzed to determine the amount of sulfur dioxide gas determine which has gone into solution.

Ein Hauptnachteil derartiger bekannter Verfahren besteht darin, daß sowohl das Lösen in der Flüssigkeit als auch die nachfolgende Analyse eine beträchtliche Zeitdauer erfordert und demgemäß eine beträchtliche Zeitverzögerung zwischen dem Einsetzen der erhöhten Verunreinigung und dem Abschluß der Analyse besteht. In Stahlwerken, insbesondere in solchen, wo große Mengen Schwefeldioxid während einer relativ kurzen Zeitdauer erzeugt werden verhindert diese herkömmlichen Überwachungsverfahren anhaftende Zeitverzögerung ein rechtzeitiges Anzeigen bei schnellem Ansteigen der Verunreinigung.A major disadvantage of such known methods is that both the dissolution in the liquid and the subsequent analysis are considerable Requires length of time and, accordingly, a considerable time lag between the The onset of increased contamination and the completion of the analysis exist. In steel mills, especially in those where large amounts of sulfur dioxide during a relatively short period Length of time generated prevents these conventional monitoring methods from adhering Time delay a timely indication in the event of a rapid increase in contamination.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung giftiger Bestandteile eines Umgebungsgases und löst die gestellte Aufgabe einer schnellen Überwachung dadurch, daß das Gas in Berührung mit einer Flüssigkeit gebracht wird, die eine Komponente besitzt, in der der Giftgehalt selektiv lösbar ist, und zwar zusammen m-t einem Integrator, dessen optische Durchlässigkeitscharakteristiken gemäß der Menge des in Lösung befindlichen Bestandteils geändert werden, und daß ein elektrischer Strom, der eine ;minderung in der Durchlässigkeitscharakteristik von einer Bezugsgröße an darstellt, durch eine zweite Komponente geschickt wird, die für die Elektrolyse vorgesehen ist, so daß die Lösung neutralisiert wird, und dadurch die Durchlässigkeitscharakteristiken des Indikators auf die Bezugsgröße zurückgeführt werden.The invention is based on a method for monitoring toxic substances Components of an ambient gas and solves the task of a quick one Monitoring by bringing the gas into contact with a liquid, which has a component in which the poison content is selectively soluble, namely together m-t an integrator, its optical transmission characteristics are changed according to the amount of the component in solution, and that an electric current that has a decrease in the permeability characteristic from a reference value onwards, is sent through a second component, which is intended for electrolysis so that the solution is neutralized, and thereby the permeability characteristics of the indicator on the reference variable to be led back.

Durch Aufrechterhaltung der Durchlässigkeitscharakteristiken auf der Bezugsgröße wird bewirkt, daß der Elektrolytstrom, der durch die Flüssigkeit geschickt wird, eine Zunahmeänderung von gelösten toxischen Gasen anzeigt. Demgemäß erlaubt eine kontinuierliche Überwachung des elektrolytischen Titrationsstromes eine kontinuierliche Wertüberwachung der Konzentration eines toxischen Gases, ohne eine wesentliche Zeitverzögerung.By maintaining the permeability characteristics on the Reference is caused by the electrolyte flow that is sent through the liquid indicates an increase change in dissolved toxic gases. Accordingly allowed continuous monitoring of the electrolytic titration current continuous Value monitoring of the concentration of a toxic gas without a significant time delay.

Wenn der Schwefeldioxidgehalt der Luft wertemäßig zu erfassen ist, dann wird die Luft durch Wasser hindurchgeschickt, indem der Schwefeldioxidgehalt selektiv löslich ist. Vorzugsweise enthält das Wasser ein Oxydationsmittel, beispielsweise Wasserstoffperoxid, daß das in Lösung befindliche Schwefeldioxid in Schwefelsäure umwandelt, die eine Anderung der Farbe oder der optischen Dichte eines auf den pH-Wert ansprechenden Indikators ändert, z.B. von MethylrOrange.If the sulfur dioxide content of the air is to be measured in terms of values, then the air is sent through water by reducing the sulfur dioxide content is selectively soluble. Preferably the water contains an oxidizing agent, for example Hydrogen peroxide that the sulfur dioxide in solution in sulfuric acid that converts a change in color or optical density of a pH value appealing indicator changes, e.g. from MethylrOrange.

In diesem Falle enthält das Wasser außerdem irgend einen geeigneten Elektrolyten, der eine Lauge erzeugt, die die Säure neutralisieren kann, so daß der Indikator auf jener Farbe, bzw. auf jener optischen Dichte gehalten werden kann, die als Bezugsgröße gewählt wird. Als geeigneter Elektrolyt kommt Natrium-Chlorid in Betracht, welches durch den Titrationsstrom in Natrium-Hydroxid und Chlorgas aufgespalten wird.In this case the water also contains some suitable one Electrolyte that creates an alkali that can neutralize the acid so that the indicator can be kept on that color or on that optical density, which is chosen as a reference value. Sodium chloride is a suitable electrolyte into consideration, which by the titration stream in sodium hydroxide and chlorine gas is split up.

Das Volumen, das die Anode umgibt, an der das Chlorgas oder ein entsprechendes elektrolytisches Produkt erzeugt wird, ist von dem übrigen Flüssigkeitsvolumen durch eine semi-permeable Membran getrennt. Diese Membran verhindert, daß das Chlorgas oder die Chlorverbindung die Titration zwischen Schwefeldioxid in Lösung und der an der Kathode erzeugten Lauge stört.The volume surrounding the anode on which the chlorine gas or equivalent electrolytic product is generated, is carried by the remaining liquid volume separated by a semi-permeable membrane. This membrane prevents the chlorine gas or the chlorine compound titration between sulfur dioxide in solution and the lye generated at the cathode interferes.

Vorzugsweise besteht die Anode aus einem Material, z.B. Silber, welches mit dem erzeugten Chlor in der Weise reagiert, daß eine stabile und inerte Verbindung erzeugt wird.Preferably the anode is made of a material such as silver which reacts with the generated chlorine in such a way that a stable and inert compound is produced.

Vorzugsweise wird die Indikator-Bezugsgroße so gewählt, daß die größte Farbänderung oder die größte änderung der Durchlässigkeitscharakteristik für einen gegebenen Bereich der Säurekonzentration erfolgt. Bei der Anwendung von Methyl-Orange wird die Flüssigkeit vorzugsweise auf einem pH-Wert gehalten, der zwischen 3,9 und 4,0 liegt, so daß der Titrationsstrom bei diesem Wert gleich Ndll ist.Preferably, the indicator reference value is chosen so that the largest Color change or the greatest change in the permeability characteristic for one given range of acid concentration. When using methyl orange the liquid is preferably kept at a pH between 3.9 and 4.0, so that the titration current at this value is equal to NdII.

Der Titrationsstrom kann gemäß einem Ungleichgewichtssignal zwischen den Ausgängen zweier fotoelektrischer Vorrichtungen gesteuert werden, die Lichtstrahlen empfangen, welche durch die Flüssigkeit hindurch bzw. an dieser vorbei laufen. Um die Empfindlichkeit in Farbbereichen des Indikators zu erhöhen, können angepasste optische Filter, beispielsweise Interferenz-Filter in den Pfad der beiden Strahlen eingeschaltet werden.The titration current can according to an imbalance signal between the outputs of two photoelectric devices are controlled, the light beams received, which run through or past the liquid. Around To increase the sensitivity in color areas of the indicator can be customized optical filters, such as interference filters in the path of the two beams be switched on.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Glasabsorptions-und Titrationszelle, die zur Messung des Schwefeldioxidgehaltes in der Luft benutzbar ist; Fig. 2 eine schematische Darstellung des optischen Systems einschließlich Titrationszelle; Fig. 3 ein Schaltbild der Schaltung zur Steuerung des Titrationsstromes durch die Zelle gemäß Fig. 1.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing described. The drawings show: FIG. 1 a schematic representation of a Glass absorption and titration cell used to measure the sulfur dioxide content is usable in the air; Fig. 2 is a schematic representation of the optical system including titration cell; Fig. 3 is a circuit diagram of the control circuit of the titration current through the cell according to FIG. 1.

Im folgenden wird auf Figur 1 der Zeichnung Bezug genommen.In the following, reference is made to Figure 1 of the drawing.

Die hier dargestellte Vorrichtung zur Überwachung des Schwefeldioxidgehaltes der Luft weist eine kombinierte Absorptions-und Titrationszelle 2 auf. Die Zelle 2 umfasst einen Behälter 4, der die Flüssigkeit aufnimmt, die mit der Luft in Berührung gebracht werden soll, und der Behälter weist diametral gegenüberliegende optische Felder 3,3' oder andere transparente Öffnungen auf, die einen optisch durchlässigen Pfad durch die Flüssigkeit schaffen.The device shown here for monitoring the sulfur dioxide content the air has a combined absorption and titration cell 2. The cell 2 comprises a container 4 which holds the liquid in contact with the air is to be brought, and the container has diametrically opposed optical Fields 3, 3 'or other transparent openings that are optically transparent Create a path through the liquid.

Ein mit einer Absaugpumpe (nicht dargestellt) verbindbares Rohr 6 läuft durch den Verschluß 8 des Behälters 4 hindurch, und dient dazu, Luft durch die Flüssigkeit zu saugen, die über ein Einlaßrohr 10 eintritt. Das Einlaßrohr 10 steht ebenfalls durch den Verschluß 8 hindurch und endet unter dem angedeuteten Flüssigkeitspegel innerhalb des Behälters 4.A pipe 6 that can be connected to a suction pump (not shown) runs through the closure 8 of the container 4, and serves to draw air through the liquid entering via an inlet pipe 10. The inlet pipe 10 also protrudes through the closure 8 and ends below the indicated liquid level within the container 4.

Außerdem ist durch den Verschluß 9 ein Zylinder 12 geführt, der eine Silberanode 11 umschließt, die vom Hauptvolumen der Flüssigkeit im Behälter 4 durch eine semi-permeable Membran 14 in Gestalt eines Agarstopfens getrennt ist, der auf einer gesinterten Glasplatte angeordnet ist. Eine Kathode in Gestalt eines Platindrahtes 16 erstreckt sich durch eine geeignete Glas-Metalldichtung am oberen Ende des Einlasses 10 in die Flüssigkeit.In addition, a cylinder 12 is passed through the shutter 9, the one Silver anode 11 encloses the main volume of the liquid in the container 4 through a semi-permeable membrane 14 in the form of an agar plug is separated, which on a sintered glass plate is arranged. A cathode in the form of a platinum wire 16 extends through a suitable glass-to-metal gasket at the top of the inlet 10 into the liquid.

Bei der Benutzung wird, wie aus Figur 2 ersichtlich, die Zelle 2 mit ihrem optischen Pfad auf eine Lichtquelle 20 ausgerichtet, der eine Kondensatoranordnung, bestehend aus zwei Sammellinsen 22 vorgeschaltet ist. Außerdem ist ein optisches Filter 23 vorgesehen. Das Licht von der Lichtquelle 20 tritt durch das optische System einschließlich der Zelle 2 hindurch und fällt auf eine fotoelektrische Zelle 26, deren Ausgang indirekt mit dem Ausgang einer zweiten fotoelektrischen Zelle 28 ausgeglichen wird. Die Zelle 28 empfängt Licht direkt von der Lichtquelle 20 über eine Glasplatte 29, eine Aperturblende 30 und ein Filter 32, dessen optische Eigenschaften an jene des Filters 23 angepasst sind.When using, as can be seen from Figure 2, the cell 2 with their optical path is aligned with a light source 20, which has a capacitor arrangement, consisting of two converging lenses 22 is connected upstream. In addition, it is an optical one Filter 23 is provided. The light from the light source 20 passes through the optical System including cell 2 and falls onto a photoelectric cell 26, the output of which is indirectly related to the output of a second photoelectric cell 28 is balanced. The cell 28 receives light directly from the light source 20 through a glass plate 29, an aperture stop 30 and a filter 32, the optical Properties are matched to those of the filter 23.

Das optische System als Ganzes ist von einem Gehäuse 34 umschlossen, welches wirksam die Fotozellen 26, 28 gegenüber Fremdlicht abschirmt, was die Genauigkeit der Messungen beeinträchtigen könnte. Es sind lichtdichte Einlaß- und Auslaßöffnungen 36 bzw. 38 im Gehäuse 34 vorgesehen, damit ein LuStstrom die Lampe 20 kühlen kann. Da die Lampe 20 beiden Lichtstrahlen gemeinsam ist, die in den Zellen 26, 28 enden, werden Fehler, die von einer Veränderung des Lichtausgangs herrühren, beträchtlich vermindert.The optical system as a whole is enclosed by a housing 34, which effectively shields the photocells 26, 28 from external light, which increases the accuracy which could affect measurements. There are light-tight inlet and outlet openings 36 or 38 provided in the housing 34 so that a luster current can cool the lamp 20. Since the lamp 20 is common to both light beams that end in the cells 26, 28, errors that result from a change in the light output are considerably reduced.

Wie aus Figur 3 ersichtlich, werden die Ausgänge der lichtelektrischen Zellen 26 und 28 an die Eingänge von Verstärkern 40 und 42 angelegt. Die Ausgänge der Verstärker 40, 42 werden am Eingang eines Verstärkers 44 abgeglichen, der einen Null-Abgleich bei dem gewünschten Lichteingang der Zelle 26 erzeugt. Der Abgleichspunkt ist durch eine einstellbare Verstärkungssteuerung über ein Potentiometer 27 einstellbar, welches den gewählten Ausgangspunkt des Verstärkers 40 nebenschließt.As can be seen from Figure 3, the outputs of the photoelectric Cells 26 and 28 applied to the inputs of amplifiers 40 and 42. The exits the amplifier 40, 42 are adjusted at the input of an amplifier 44, the one Zero balance generated at the desired light input of the cell 26. The adjustment point is adjustable by an adjustable gain control via a potentiometer 27, which bypasses the selected starting point of the amplifier 40.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 44 bedeutet demgemäß eine Ungleichgewichtsbedingung zwischen den Zellen 26 und 28 und dieses Ausgangssignal wird einem weiteren Verstärker 48 über eine zweite Verstärkungssteuerung 50 zugeführt. Der Verstärker 48 steuert den Ausgang des Leistungstransistors T, der einen Titrationsstrom zwischen Anode und Kathode der Titrationszelle 2 gemäß Figur 1 bewirkt. Der Titrationsstrom durch die Zelle 2 wird auf einem Anzeigegerät mittels eines Widerstand-Netzwerkes 52 sichtbar gemacht.The output of amplifier 44 accordingly indicates an imbalance condition between cells 26 and 28 and this output signal is sent to another amplifier 48 supplied via a second gain control 50. The amplifier 48 controls the output of the power transistor T, which has a titration current between the anode and the cathode of the titration cell 2 according to FIG. 1. The titration stream through the cell 2 is visible on a display device by means of a resistor network 52 made.

Im Betrieb wird der Behälter 4 zusammen mit der Anodenkammer 12 auf die angegebenen Pegel aufgefülltJ und zwar mit einer wässrigen Flüssigkeit, die Wasserstoff-Peroxid, Methyl-Orange und Natrium-Chlorid in vorgewählten Konzentrationen enthält.In operation, the container 4 is opened together with the anode chamber 12 the indicated levels are filled up with an aqueous liquid which Hydrogen Peroxide, Methyl Orange and Sodium Chloride in selected concentrations contains.

Der ruhende pH-Wert der Flüssigkeit wird so gewählt, daß er zwischen 3,9 und 4,0 liegt, indem anfänglich Salzsäure zugesetzt wird. Bei diesem pH-Wert hat die Farbdichte von Methyl-Orange den vorgewählten Bezugswert,von dem her die größte Farbänderung mit der wenigsten Störung durch Kohlendioxid für eine gegebene Zunahrne gelösten Schwefeldioxids erzeugt wird. Das Potentiometer 46 wird demgemäß so voreingestellt, daß ein Abgleich-Ausgang vom Verstärker 48 erhalten wird, der den Leistungstransistor T so vor spannt, daß er abgeschaltet und der Titrationsstrom durch die Flüssigkeit auf Null reduziert wird.The resting pH of the liquid is chosen so that it is between 3.9 and 4.0 by initially adding hydrochloric acid. At this pH the color density of methyl orange has the preselected reference value from which the largest color change with the least carbon dioxide interference for a given Increased dissolved sulfur dioxide is generated. The potentiometer 46 is accordingly so preset, that a trim output from amplifier 48 is obtained is, which biases the power transistor T so that it is switched off and the titration current is reduced to zero by the liquid.

Zur wertemäßigen Erfassung des Schwefeldioxidgehaltes von Luft wird die Pumpe, die an das Auslaßrohr 6 angeschlossen ist, angestellt und sie zieht Luft durch das Wasser, so daß das Schwefeldioxid selektiv gelöst und durch das Wasserstoffperoxid zu Schwefelsäure oxydiert wird.For the measurement of the sulfur dioxide content of air, the pump connected to the outlet pipe 6 is turned on and it draws air by the water so that the sulfur dioxide is selectively dissolved and by the hydrogen peroxide is oxidized to sulfuric acid.

Ein Jegliches Ansteigen der Schwefelsäurekonzentration erzeugt eine Farbänderung im Methyl-Orange von dem Bezugswert, und es tritt eine Ungleichsgewichtsbedingung an den Ausgängen der fotoelektrischen Zellen 26, 28 auf. Der zwischen Kathode 16 und Anode 8 gemäß dem Ungleichgewichtssignal vom Verstärker 44 erzeugte Titrationsstrom bewirkt eine Elektrolyse von Natrium-Chlorid zu Natrium-Hydroxid und Chlor. Natrium-Hydroxid wird weiter erzeugt, bis die Gleichgewichtsbedingung zwischen den fotoelektrischen Zellen 26, 28 bei dem als Bezugswert festgelegten pH-Wert wieder hergestellt ist. Das an der Anode erzeugte Chlorgas wird in der Anodenkammer 12 zurückgehalten und kann den Titrationsausgleichsprozeß nicht beeinträchtigen.Any increase in sulfuric acid concentration creates one Color change in methyl orange from the reference value, and an imbalance condition occurs at the outputs of the photoelectric cells 26, 28. The one between the cathode 16 and anode 8 in accordance with the imbalance signal from amplifier 44 generated titration current causes electrolysis of sodium chloride to sodium hydroxide and chlorine. Sodium hydroxide continues to be generated until the equilibrium condition between the photoelectric Cells 26, 28 has been restored to the pH value established as the reference value. The chlorine gas generated at the anode is retained in the anode chamber 12 and cannot affect the titration compensation process.

Aus Sicherheitsgründen reagiert das Chlorgas mit dem Silber der Anode und erzeugt ein inertes Chlorid, das stabil ist und anschließend entfernt werden kann.For safety reasons, the chlorine gas reacts with the silver of the anode and creates an inert chloride that is stable and can then be removed can.

Der augenblickliche Titrationsstrom, der zwischen der Kathode 16 und der Anode 8 erzeugt wird, stellt demgemäß eine Anzeige des Schwefelsäuregehaltes dar, und demgemäß eine Anzeige der augenblicklichen Schwefeldioxidkonzentration in der Luft, die durch zu di e Zelle 2 eingesaugt wird. Die Schwefeldioxidkonzentration kann direkt auf einem entsprechend geeichten Anzeigegerät dargestellt und wertemäßig erfasst werden, welches an die Widerstandsschaltung 52 angeschlossen ist.The instantaneous titration current between cathode 16 and the anode 8 is generated, accordingly provides an indication of the sulfuric acid content and accordingly an indication of the instantaneous sulfur dioxide concentration in the air that is sucked in through to cell 2. The sulfur dioxide concentration can be displayed directly on an appropriately calibrated display device and in terms of values recorded which one to the resistance circuit 52 is connected is.

Bei einem ausgeführten Gerät hatte die Titrationszelle einen Durchmesser von etwa 38 mm mit einem Spalt von 5 mm zwischen den Elektroden 11 und 16. Das Volumen der Lösung, welches in einer typischen Zelle vorhanden war, liegt zweckmäßigerweise bei ungefähr 25 ml, so daß man in der Lage ist, eine Anpassung an eine Luftströmungsrate von etwa 500 ml pro Minute zu erreichen.In one implemented device, the titration cell had a diameter of about 38 mm with a 5 mm gap between electrodes 11 and 16. The volume the solution that was present in a typical cell is conveniently located at about 25 ml so that one is able to adapt to an air flow rate of about 500 ml per minute.

Die erwähnten Parameter sind geeignet zur Überwachung des Schwefeldioxidgehaltes der Luft in einer Fabrikumgebung.The parameters mentioned are suitable for monitoring the sulfur dioxide content the air in a factory environment.

Eine emfpindlichere Anordnung zur Benutzung in Wohnvierteln, wo der Schwefeldioxidgehalt normalerweise niedriger ist, kann dadurch erlangt werden, daß z.B. der Zellendurchmesser auf etwa 53 mm erhöht wird, wobei ein optischer Pf adspalt von 15mm benutzt wird. Eine verbesserte Empfindlichkeit kann außerdem dadurch erlangt werden, daß die Luftströmungsrate auf 1000 ml pro Minute erhöht und das Volumen der Lösung auf 50 ml vergrössert wird, um etwa die gleiche Arbeitsperiode zu erhalten.A more sensitive arrangement for use in residential areas where the Sulfur dioxide content is normally lower, can be obtained in that e.g. the cell diameter is increased to about 53 mm, with an optical path gap of 15mm is used. An improved sensitivity can also be achieved thereby be that the air flow rate is increased to 1000 ml per minute and the volume of the solution is increased to 50 ml in order to obtain approximately the same working period.

Eine weitere Verbesserung der Empfindlichkeit kann dadurch erlangt werden, daß Bromocresol- Grün als Indikator benutzt wird.A further improvement in sensitivity can thereby be achieved that bromocresol green is used as an indicator.

Die Erfindung wurde vorstehend im Hinblick auf eine wertemäßige Erfassung des Schwefeldioxidgehaltes von Luft beschrieben. Sie kann jedoch auch Anwendung finden, um andere toxische Gase, z.B. Kohlenstoffmonoxid wertemäßig zu erfassen.The invention has been described above with a view to determining values the sulfur dioxide content of air. However, it can also apply to determine the value of other toxic gases, e.g. carbon monoxide.

In diesem Falle besteht die Flüssigkeit im Behälter 4 aus einer Lösung, die hergestellt wurde, indem zu Dimethylformamit eine Lösung von Kalium-Iodid und Ethamolamin zugesetzt wurde. Vorzugsweise wird die Lösung, die einen Indikator aus 0,1% w/v aus Thymolphthalein in Dimethylformamit besteht aus 780 ml Dimethylformamit gebildet, das zu 20 ml des Indikators zugesetzt wird, mit einer Lösung von 30g Kalium-Iodid in 30 ml Wasser und 30 ml Ethanolamin.In this case, the liquid in the container 4 consists of a solution, which was prepared by adding a solution of potassium iodide and dimethylformamite Ethamolamine was added. Preferably the solution is made up of an indicator 0.1% w / v of thymolphthalein in dimethylformamite consists of 780 ml of dimethylformamite formed, which was added to 20 ml of the indicator will, with a Solution of 30 g of potassium iodide in 30 ml of water and 30 ml of ethanolamine.

Unter der Abgleichsbedingung ergibt der Indikator eine Lösung einer blauen Farbe, was die Benutzung von Filtern erf orderlich macht, wobei z.B. ein Ilford Filter Nr. 607 vorzugsweise bei 23,32 in der Vorrichtung gemäß Figur 2 untergebracht werden kann.Under the matching condition, the indicator gives a solution to a blue color, which makes the use of filters necessary, e.g. a Ilford filter no. 607 preferably housed at 23.32 in the apparatus of FIG can be.

Im Betrieb wird mit Kohlenstoffmonoxid verunreinigte Luft so behandelt, daß jeglicher Kohlenstoffdioxidgehalt entfernt wird, indem die Luft mit einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit durch mehrere Absorptionsrohre geschickt wird. Die Absorptionsrohre enthalten aufeinanderfolgend ein Silizium-Gel, um Feuchtigkeit zu entfernen, Natriumasbest mit einer Maschengröße von 14 bis 20, um Kohlendioxid zu entfernen, Magnesium-Perchlorat, um die geringe Menge von Feuchtigkeit zu entfernen, die während der Natriumasbest/Kohlenstoffdioxidreaktion erzeugt wurde und schließlich ist ein Molecular-Filter vorgesehen, um Kohlenwasserstoffe zu entfernen, und schließlich ein Schutzes Reagenz. Das Schutze Reagenz besteht im wesentlichen aus Iodit-Pentoxid und verwandelt das verbleibende Kohlenstoffmonoxid in Kohlenstoffdioxid, welches durch die Lösung in der Zelle 4 titriert wird.In operation, air polluted with carbon monoxide is treated in such a way that that any carbon dioxide content is removed by blowing the air with a predetermined Flow rate is sent through several absorption tubes. The absorption tubes consecutively contain a silicon gel to remove moisture, sodium asbestos with a mesh size of 14 to 20 to remove carbon dioxide, magnesium perchlorate, to remove the small amount of moisture left during the sodium asbestos / carbon dioxide reaction and finally a molecular filter is provided to remove hydrocarbons remove, and finally a protective reagent. The Schutz reagent exists essentially from iodite pentoxide and converts the remaining carbon monoxide in carbon dioxide, which is titrated by the solution in cell 4.

Der Kohlenstoffdioxidgehalt in der Luft, der nunmehr einer Titration unterworfen wird, sucht den Indikator farblos zu machen und dieser Tendenz wirkt ein elektrolytischer Strom durch die Elektroden 11 und 16 entgegen, der durch die Ungleichgewichtsbedingcng zwischen den lichtelektrischen Zellen 26 und 28 infolge der Indikatorfarbänderung erhalten wird. Die Reaktion, die durch Absorption von Kohlenstoffdioxid in der Lösung der Zelle 4 und durch den Titrationsstrom erhalten wird, ist noch nicht vollständig erforscht, es wird jedoch angenommen, daß das folgende geschieht: Bei der Reaktion 4 scheint das an der Kathode freigesetzte Kalium mit Monothanolamin zu reagieren, um die Lauge zu bilden, die zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts in der Lösung erforderlich ist.The carbon dioxide content in the air, which is now subjected to a titration, tries to make the indicator colorless and this tendency is counteracted by an electrolytic current through the electrodes 11 and 16, which is obtained due to the imbalance conditions between the photoelectric cells 26 and 28 as a result of the indicator color change . The reaction obtained by the absorption of carbon dioxide in the solution of cell 4 and by the titration current has not yet been fully explored, but it is believed that the following occurs: In reaction 4, the potassium released at the cathode appears to react with monothanolamine to form the alkali needed to maintain equilibrium in the solution.

Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf eine Bestimmung des Kohlenmonoxidgehaltes in der Luft beschrieben, jedoch kann die Erfindung auch benutzt werden, um den Kohlendioxidgehalt zu messen, indem die ursprüngliche Verf ahrensstufe der Absorption von Kohlenstoffdioxid in dem Natriumasbest enthaltenden Rohr wegfällt.The invention has been described above with reference to a provision the carbon monoxide content in the air described, but the invention can also can be used to measure carbon dioxide levels using the original ave stage of absorption of carbon dioxide in the sodium asbestos containing Tube is omitted.

PatentansprücheClaims

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Überwachung des Giftstoffgehaltes eines Gases, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gas in Berührung mit einer Flüssigkeit gebracht wird, die eine Komponente enthält, in der der toxische Bestandteil selektiv lösbar ist, und die außerdem einen Indikator aufweist, dessen optische Durchlässigkeitscharakteristik einen Rückschluß auf die Menge des in Lösung befindlichen giftigen Bestandteils ist, daß ein elektrischer Strom, der eine Ahderung der Durchlässigkeitscharakteristik von einem Bezugswert repräsentiert, durch einen zweiten Bestandteil hindurchgeschickt wird, der für eine Elektrolyse vorgesehen ist, so daß die Lösungsänderungen neutralisiert werden, die von dem gelösten Bestandteil herrühren, wodurch die Durchlässigkeitscharakteristik des Indikators auf den Bezugswert zurückgeführt wird. PATENT CLAIMS 1. Method for monitoring toxin content of a gas, indicated that the gas is in contact with a Liquid is brought that contains a component in which the toxic ingredient is selectively releasable, and which also has an indicator, the optical Permeability characteristics draw a conclusion about the amount of that in solution The toxic component is an electric current that changes the permeability characteristic represented by a reference value, passed through a second component intended for electrolysis so that the solution changes are neutralized deriving from the solute, thereby increasing the permeability characteristic of the indicator is traced back to the reference value. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Größe des elektrischen Stromes als Konzentrationsgehalt angezeigt und dargestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, that the magnitude of the electric current is displayed and represented as a concentration content will. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schwefeldioxidgehalt der Luft überwacht wird, indem die Luft in Berührung mit Wasser gebracht wird.7. The method according to claims 1 or 2, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the sulfur dioxide content of the air is monitored by the air is brought into contact with water. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Wasser ein Oxydationsmittel enthält, welches das gelöste Schwefeldioxid in Schwefelsäure umwandelt.4. The method according to claim 3, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, that the water contains an oxidizing agent, which is the dissolved sulfur dioxide converts to sulfuric acid. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Indikator vom pH-Wert abhängig ist.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the indicator is dependent on the pH value. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Indikator aus Methyl-Orange Bromocresol-Grün besteht.6. The method according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, that the indicator consists of methyl orange bromocresol green. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Wasser auf einem pH-Bezugswert innerhalb eines Bereiches zwischen 3,9 und 4,0 gehalten wird.7. The method according to claims 3 to 6, characterized g e k e n n z e i n e t that the water is on a pH reference value within a range between 3.9 and 4.0 is held. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der pH-Bezugswert durch Salzsäure stabilisiert wird.8. The method according to claim 7, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, that the pH reference value is stabilized by hydrochloric acid. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine nderung der Durchlässigkeitscharakteristik dadurch festgestellt wird, daß die Abschwächung eines durch die Flüssigkeit geschickten Lichtstrahls festgestellt wird.9. The method according to claims 1 to 8, characterized g e k e n n z e i c h n e t that a change in the permeability characteristic was found as a result becomes that the attenuation of a light beam sent through the liquid is detected. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der abgeschwächte Strahl mit einem unabgeschwächten Strahl verglichen wird, die beide von der gleichen Lichtquelle herrühren.10. The method according to claim 9, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, that the attenuated ray is compared with an unattenuated ray, both of which come from the same light source. 11. Verfahren nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein optisches Bandfilter in den Lichtstrahl eingeschaltet ist.11. The method according to claims 9 or 10, characterized g e k e n n z e i c h n e t that an optical band filter is switched into the light beam. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Strahlen auf individuelle fotoelektrische Zellen auftreffen, und daß ein Differenzsignal, welches von den Zellen erhalten wird, zur Steuerung des elektrolytischen Stromes benutzt wird.12. The method according to claim 10 or 11, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the rays impinge on individual photoelectric cells, and that a difference signal obtained from the cells for control of the electrolytic current is used. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Elektrolytstrom von einem Verstärker geliefert wird, der auf die Differenzsignale anspricht, welche von den lichtelektrischen Zellen geliefert werden.13. The method according to claim 12, characterized in that it is e t that the electrolyte current is supplied by an amplifier that responds to the differential signals responds which are supplied by the photoelectric cells. 14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Elektrolytstrom mittels Elektroden durch die Flüssigkeit geschickt wird, wobei das die eine Elektrode umgebende Volumen von dem Rest der Flüssigkeit durch eine semi-permeable Membran getrennt ist.14. The method according to claims 1 to 13, characterized g e k e n n z E i c h n e t that the electrolyte flow by means of electrodes through the liquid is sent, whereby the volume surrounding one electrode is different from the rest of the Liquid is separated by a semi-permeable membrane. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Elektrode innerhalb des abgetrennten Volumens aus einem Material besteht, welches in der Lage ist, sich mit dem Elektrolytprodukt zu verbinden, das in diesem Volumen erzeugt wird.15. The method according to claim 14, characterized in that there is no e t that the electrode within the separated volume consists of a material which is able to combine with the electrolyte product contained in this Volume is generated. 16. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Bestandteil Natriumchlorid ist und daß das Anodenvolumen von dem Rest der Flüssigkeit durch eine semi-permeable Membran getrennt ist.16. The method according to claims 2 to 15, characterized in that g e k e n n z Note that the second ingredient is sodium chloride and that the anode volume is separated from the rest of the liquid by a semi-permeable membrane. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Anode aus Silber besteht.17. The method according to claim 16, characterized in that it is e t that the anode is made of silver. 18. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 9-15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kohlenmonoxidgehalt der Luft dadurch überwacht wird, daß selektiv Kohlendioxid entfernt und der Rest Kohlenmonoxidgehalt in Kohlendioxid umgewandelt wird, welches selektiv in der Flüssigkeit gelöst wird.18. The method according to claims 1, 2 and 9-15, thereby g e k e n notify that the carbon monoxide content of the air is monitored by that selectively removes carbon dioxide and the remainder carbon monoxide content in carbon dioxide which is selectively dissolved in the liquid. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kohlendioxid dadurch entfernt wird, daß die Luft in Berührung mit Natriumasbest gebracht wird.19. The method according to claim 18, characterized in that there is no e t that the carbon dioxide is removed by contacting the air with sodium asbestos is brought. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rest Kohlenstoffmonoxidgehalt durch Berührung mit einer Form aus Iodpentoxid umgewandelt wird.20. The method according to claim 19, characterized in that there is no e t, that the remainder carbon monoxide content by contact with a Form is converted from iodine pentoxide. 21. Verfahren nach den Ansprüchen 18, 19 oder 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flüssigkeit aus einer wässrigen Lösung von Kalium-Iodid Ethanolamin und Dimethylformamit besteht.21. The method according to claims 18, 19 or 20, characterized g e k e Note that the liquid consists of an aqueous solution of potassium iodide Ethanolamine and dimethylformamite. 22. Verfahren nach den Ansprüchen 18 bis 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Indikator eine Lösung von thymolphthalein in Dimethylformamit ist.22. The method according to claims 18 to 21, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the indicator is a solution of thymolphthalein in dimethylformamit is. 23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Absorptions- und Titrationszelle (2) vorgesehen ist, die an gegenüberliegenden Enden optische Fenster (3,3') besitzt, die von einem Lichtstrahl durchlaufen werden.23. Device for performing the method according to the claims 1 to 22, noting that an absorption and titration cell (2) is provided, which has optical windows (3, 3 ') at opposite ends, which are traversed by a beam of light. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zelle (2) ein Gaseinlaßrohr (10) aufweist, das in die Flüssigkeit eintaucht, und daß am Ende des Einlaßrohres eine Kathode (16) angeordnet ist.24. The device according to claim 23, characterized in that it is not e t that the cell (2) has a gas inlet tube (10) which is immersed in the liquid, and that a cathode (16) is arranged at the end of the inlet tube. 25. Vorrichtung nach den Ansprüchen 23 und 24 dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in die Flüssigkeit ein mit einer Silberanode (11) versehenes Rohr (12) eintaucht, welches durch eine semi-permeable Membran (14) abgeschlossen ist.25. Device according to claims 23 and 24 thereby g e k e n n z e i c h n e t that a with a silver anode (11) provided in the liquid Immersed tube (12), which is closed by a semi-permeable membrane (14) is. 26. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Lichtquelle (20) vorgesehen ist, die über den optischen Pfad zwischen den Fenstern (3>3') eine fotoelektrische Zelle (26) und andererseits eine fotoelektrische Zelle (28) beleuchtet, und daß die Ausgänge dieser Zellen (26, 28) einem Komparator zugeführt sind.26. The device according to claim 23, characterized in that it is not e t that a light source (20) is provided, which via the optical path between the windows (3> 3 ') a photoelectric cell (26) and on the other hand a photoelectric cell Cell (28) illuminated, and that the outputs of these cells (26, 28) a comparator are supplied. 27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in die optischen Pfade optische Filter (32, 23) eingeschaltet sind.27. The device according to claim 26, characterized in that it is not e t that optical filters (32, 23) are switched on in the optical paths. LeerseiteBlank page
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2932875A1 (en) * 1979-08-14 1981-04-09 Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach Dangerous gas storage and display equipment - directs through vessel contg. viscous non-setting foam-forming liq.
EP0151611A4 (en) * 1983-07-25 1986-12-08 Quantum Group Inc Photovoltaic control systems.
US4793799A (en) * 1983-07-25 1988-12-27 Quantum Group, Inc. Photovoltaic control system
US4906178A (en) * 1983-07-25 1990-03-06 Quantum Group, Inc. Self-powered gas appliance

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