DE2520444C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Wasserstoffkonzentration in Argongas - Google Patents

Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Wasserstoffkonzentration in Argongas

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DE2520444C3 DE2520444A DE2520444A DE2520444C3 DE 2520444 C3 DE2520444 C3 DE 2520444C3 DE 2520444 A DE2520444 A DE 2520444A DE 2520444 A DE2520444 A DE 2520444A DE 2520444 C3 DE2520444 C3 DE 2520444C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Vorrichtung dient z. B. zur Bestimmung von Leckwasser in einem Dampferzeuger, der in einem Kernreaktor vorgesehen ist, der als Kühlmittel flüssiges Natrium enthält.
In einem mit flüssigem Natrium gekühlten Kernreaktor wird das Wasser in dem Dampferzeuger mit Hilfe des flüssigen Natriums bei hoher Temperatur erhitzt, um Dampf /u erzeugen. Wenn Leckwasser beispielsweise aus einer Rohrwand austritt, die das flüssige Natrium vom Wasser trennt, tritt eine heftige Reaktion zwischen Wasser und dem flüssigen Natrium auf, so daß der Betrieb des Dampferzeugers gestört ist, ja selbst die Rohre beschädigt werden können. Im Verlauf der Reaktion wird Wasscrsloffgas erzeugt, das in die Argongasphase gelangt, welche den Raum oberhalb des flüssigen Natriums ausfüllt. Aus diesem Grund kann Leckwasscr in der Dampferzeugungsanlage mit Hilfe einer kontinuierlichen Bestimmung der Wassersloffkon-/.cntration in dem Argongas als Triigcrgas bestimmt werden.
Um eine Beschädigung der Dampferzeugungsanlage auf ein Minimum zu reduzieren und einen sicheren Betrieb der Gesamtanlage sicherzustellen, ist es von Bedeutung, daß die Wasserstoffkon/.entration im Argongas als Trägergas schnell und mit hoher Empfindlichkeit bestimmt werden kann.
Ein bekanntes Verfahren /um kontinuierlichen Messen des Wasserstoffgehalts in einem Argongas, das weitere Verunreinigungen enthält, beruht auf der Tatsache, daß Wasserstoff teilweise durch eine Membran aus Nickel oder Palladium durchdringt und teilweise durch diese Membran diffundieren kann, wobei z. B. die Membran eine Unterdruckkammer abschließt, und der durch die Membran tretende Wasserstoff deren Unterdruck verändert. Dadurch läßt sich die Wasserstoflnienge in dem durch die Vorrichtung strömenden Argongas bestimmen.
Bei diesem Verfahren treten jedoch die folgenden Nachteile auf:
(1) Um die Permeation des Wasserstoffs durch die Metallmembran zu erhöhen, nimmt die Dicke der Metallmembran bis auf eine Dicke von 50 bis 100 μ stark ab. Aus diesem Grund können sich in der Metallmembran leicht Risse bilden, sie kann leicht verformt werden und unter der thermischen Beanspruchung brechen.
(2) Bei diesem Verfahren ist vorausgesetzt, daß nur Wasserstoff durch die Metallmembran pernieiert, und daß sich eine Änderung des Vakuums in dem Wasserstoffdctektor nur aufgrund des in dem Probegas enthaltenen Wasserstoffs einstellt. Wenn jedoch mikroskopische Risse oder Haarrisse in der Metallmembran vorhanden sind, permeiert auch eine geringe Menge Argon durch die Risse. Zusätzlich nimmt die Empfindlichkeit der Vakuummeßröhre mit der Massenzahl des Gases zu, welches in Berührung mit der Meßeinrichtung steht, wobei die Massenzahl zunimmt. Aus diesem Grunde können beträchtliche Fehler bei der Anzeige der Wasserstoffkonzentration auftreten.
(J) Wenn das Probegas Kohlenwasserstoffgase und/ oder Natriumdämpfe enthält, haften diese an der Oberfläche der Me'allmembran, so daß die Permeation des Wasserstoffs durch die Membran abnimmt. Auch kann die Membran sich verstopfen und brechen.
(4) Die Zerstörung der Mctallmcmbran bzw. deren Beschädigung und das Auftreten von Haarrissen in der Mctallmcmbran können nicht frühzeitig festgestellt werden.
Hin anderes ,ils Gaschromatographie genanntes bekanntes Verfahren (Zeitschrift »Gaswärme« 1956, Seite 109) benutzt zur Feststellung des Wasserstoffgehalts in einem Gasgemisch die extrem hohe Wärmeleitfähigkeit von Wasserstoff gegenüber anderen Gasen. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher eine Ciasprobe intermittierend mittels eines Probenehmers entnommen wird.
ledoch weist eine solche Vorgehcnsweise die folgenden Nachteile auf:
(1) Wenn in dem Probegas außer Wasserstoff noch weitere Vemnreinigungsgase enthalten sind, vorzugsweise /.. B. Sauerstoff und Stickstoff, werden diese gleich/eilig mit dem Wasserstoff abgeführt, da sie nicht völlig von dem Wasserstoff abgespalten werden können. Dies führt /ti einein positiven Fehler bei der numerischen Anzeige der Wasserstoffkon/entration.
(2) Um die Vcrunrcinigiingsga.se vollständig vom Wasserstoff abspalten zu können, müssen die Wasser^loffkon/entrationen bei Zeitintervalle!) von mehr ;ils 1J Minuten gemessen werden. Aus
diesem Grunde kann das Vorhandensein von Gasen, die aufgrund der Reaktion von Wasser mit flussigi.Mii Niiirium entstehen, wenn beispielsweise l.eckwasser austritt, nicht schnell ermittelt werden.
(3) Die Messung der Wasserstoffkon/entraiionen bei ■ einer solchen Voi gehensweise erfolgt intermittierend und nicht kontinuierlich.
(4) Die Vorrichtung benötigt viel Platz, und der Aufbau der Vorrichtung selbst ist sehr kompliziert, so daß sowohl die Kosten für eine solche Vorrichtung sehr in hoch sind, als auch meistens kein Platz für eine derartige Vorrichtung zur Verfügung steht.
Es ist bekannt (Prospekt »elektrische Gasanalysegeräte« Firma Siemens & Halske AG, Nr. 1 — 7404-216), π daß auch bei der kontinuierlichen Gasanalyse zur Betriebsüberwachung, die Wärmeleitfähigkeit eines Gasgemisches eine summarische Meßgröße ist und sich nur für Messungen an binärischen Gemischen eignet, die aus der Meßkoinponente und einer Restkomponente _>u bestehen.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung der vorstehend zuletzt erläuterten Art so weiterzubilden, daß ein binäres Gasgemisch zur Messung kontinuierlich zur Verfügung steht. _>ϊ
Gemäß der Erfindung wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale erreicht.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist als Einrichtung /um Entfernen der Verunreinigungen ein κ Metallgetter mit hoher Temperatur auf, durch das das Probengas geleitet wird, und einen Detektor für die thermische Leitfähigkeit, in der die thermische Leitfähigkeit des binären Gasgemischs bestimmt wird. Die Wasserstoffkonzentration im Gas kann direkt von der r so ermittelten thermischen Leitfähigkeit abgeleitet werden.
Die Einrichtung zum Abführen von Verunreinigungen enthält eine Kolonne, in der sich das Metallgetter befindet, durch welche das Argongas strömt, und eine ii Einrichtung /um Beheizen des Metallgetters auf eine vorgegebene Temperatur, wobei diese vorgegebene Temperatur des Gelters konstant gehalten wird.
Verunreinigungen im Argongas als Trägergas können beispielsweise Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Koh- ι lenmonoxid, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffe und ähnliche fein.
Um die Verunreinigungen, außer dem Wasserstoff, von dem Argongas vor der Bestimmung der Wasserstoffkonzentration abzuführen, besteht das Getter aus -,< einem Metall, das -"ine geringe Reaktivität mit Wasserstoff, jedoch eine hohe Reaktivität mit den Verunreinigungen außer dem Wasserstoff aufweist. Da/.u besteht das Getter aus einem oder mehreren der Metalle Titan, Zirkon und Niob. Es ist bekannt, daß diese ; Metallgetter mi! Wasserstoff bei einer Temperatur von 450 bis 850 K /ur Bildung von Hydriden reagieren, und sie reagieren mit Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoffbestandtcilcn bei einer Temperatur von 950 bis 1270 K und bilden hierbei Oxide, Nitride oder Carbide, μ
Es ist /war die Verwendung einer Absorptionsvorrichtung /.um Abscheiden von bei der Messung von Gasgemischen zu Fehlern führenden Anteilen bekannt (DE-Gbm. 18 78 184). Bei dieser bekannten Vorrichtung wird jedoch Grubengas überwacht. Dabei wird bei der i,> bekannten Vorrichtung das Gas, bevor es in die Wärmeleitfahigkeilskammer eintritt, von Kohlendioxid und dann von WasstrJimpf in einer Absorplionspatrone befreit, welche im ersten Teil mit z. B. Natronasbest zur Absorption des Kohlendioxids und in einem daran anschließenden Bereich mit Blaugel zur Absorption des Wasserdampfes gefüllt ist. Bei den bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erwartenden Verunreinigungen in dem zu messenden Argon-Wasserstoffgemisch ist diese bekannte Absorptionspatrone ungeeignet.
Vorzugsweise Weiterbildungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.
Wird die Argongasprobe, welche Wasserstoff enthält, gemäß der Erfindung durch ein Metallgetter bei hoher Temperatur geleitet, ergibt sich eine Zweikomponentengasmischung, die nur aus Argon und Wasserstoff besteht, und die Wasserstoffkonzentration im Argon kann kontinuierlich und exakt dadurch bestimmt werden, daß die Zweikomponentengasmischung einer Einrichtung zum Bestimmen der Wärmeleitfähigkeit zugeführt wird, die beispielsweise eine Heißdrahtbrücke enthält.
Zusätzlich kann die Zeit beträchtlich verkürzt werden, die für den Transport der Argongasprobe benötigt wird, bis diese den Detektor für die Wärmeleitfähigkeit erreicht, z. B. auf eine Zeit von nur einigen Sekunden. Dies wird dadurch erzielt, daß die lineare Geschwindigkeit des durch die Vorrichtung geleiteten Gases zunimmt. Selbst wenn die lineare Geschwindigkeit zunimmt, kann das Abführen der Verunreinigungen an dem Metallgetter dadurch geregelt werden, daß die Länge des Metallgetters in der Kolonne einstellbar ist, da nämlich das Abführen der Verunreinigungen von der Raumgeschwindigkeit der Argongasprobe abhängt. Aus diesem Grunde weist die Vorrichtung gemäß der Erfindung den Vorteil auf, daß sie einfach aufgebaut ist und nur einen geringen Platzbedarf beansprucht.
Die Einrichtung zum Abführen der Verunreinigungen und der Detektor zum Bestimmen der Wärmeleitfähigkeit gemäß der Erfindung können einfach gewartet werden, da keine bewegbaren Teile vergesehen sind.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird auch ein sehr geringer Mengenanteil Wasserstoff, das im Argongas enthalten ist, sofort ermittelt und kontinuierlich gemessen, so daß Leckwasser in einer Dampferzeugungsanlage bei einem Kernreaktor sofort erfaßt werden kann, bevor eine kritische Situation eintritt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines bekannten Gaschromatographen zur Bestimmung des Wasscrstoffgehalts mit einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor,
Fig. 2 schematisch eine mit einer Metallmembran arbeitende Vorrichtung zur Bestimmung des Was.rerstoffgehalts,
Γ ig. .3 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Temperatur eines Getters von der Konzentration von Wasserstoff-, Sauerstoff- und Slickstoffgasen im Argongas zeigt,
Fig. 4 schematisch ein Alisführungsbeispiel einer erfindungsgemäUen Vorrichtung, und
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen bei der Vorrichtung gemäli F i g. 4 verwendeten Abscheider.
Bei der eingangs erläuterten bekannten Gaschromatographie wird, wie in Fig. I gezeigt, eine Gasprobe I automalisch und intermittierend von dem Argongas als Trügergas mit MiCc eines Probenehmers 2 entnommen, lias Probegas wird zusammen mit cinemTrägergas 3 in eine Kolonne 4 geleitet, um den Wasserstoff von dem
Argongps als Trägergas abzuspähen. Der abgespaltene und gespülte Wasserstoff und das Tragcrgas werden einer Messung ihrer thcrinischen Leitfähigkeit mil Hilfe von zwei thermischen Leitfähigkeitsgefäßcn 5 unlerworfen. Die Wasserstoffkotizcntralion im Argon kann , als Differenz /wischen den beiden thermischen l.eitfä higkcilswci Ich ermittelt w erden und mil einer Λιιί/cidi nungseinrichlung 7 aufge/eichnel weiden. Die Kolonne 4 und die thermischen l.eiifähigkcitsgefäße 5 befinden sich in einem Ofen 6. Um bei einer solchen Anordnimg m eine schnelle Messung zu erzielen, mud die Vcrwcil/cil des WiisseiStoffs so kurz wie moglich gehalten werden, wobei vorausgesetzt ist, dall keine Vcriinreinigungsgiise HIiUiM- Wasserstoff in dem Probegas enlhallen sind Aul diese Weise können Wasscrstoffkonzcntrationcn in ; Zciiinlcrvallen von ungefähr i Minuten gemessen werden.
Bei dem bekannten mit einer Melallniembran arbeitenden Verfahren wird von der Tatsache ausgegangen, daß Wasserstoff teilweise eine Membran aus ·· Nickel oder Palladium dun lulringcn und leilw eise durch diese Membran diffundieien kann fine Vmrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in l'ig. 2 gezeigt. Das Membranrohr Il lsi in einer Kammer 11 in einem f.lckirootcn 12 angeordnet. Das Rohr 11 und die ■ Kammer 13 weisen eine 'temperatur von 725 bis 775 K auf. Andererseits sind der Innenraum von dem Membranrohr 11 und einem Wasscrstoffgasdctcktor 14. z. B Vakuummeßröhre, mil Hilfe einer Vakuumpumpe 15 und einer Diffusionspumpe 16 evakuiert. Ein Organ μ 17 ist zwischen der Austrittsscilc des Membranrohrs 11 und dem Detektor 14 angeordnet, um den Innenraum der Vakuumanlage bei konslanlem Vakuum zu halten. Wenn Wasserstoff enthaltendes Argongas in die Kammer 13 eintritt, durchdringt nur Wasserstoff die t Membran und tritt über den Innenraum des Rohrs 11 in den Detektor 14 ein. mit dem die Wasserstoffkonzcntra tion in form einer Änderung des Vakuums kontinuierlich bestimmt wird.
liei einer Vcrsuchsdiirchführung wurde eine Argon i· gasprobe, die Verunreinigungen enthielt, durch ein
«λ — - nr Τί,.·η<»Λΐ*/ι^ i π nc r-itrt Inn tnnmHltnn V/ " »I
lung geleitet, wobei die Temperatur des Getiers allmählich von 293 auf 1370 K zunahm. Hierbei wurden die Verunreinigungskon/entrationcn in der Gasprobe ι bestimmt. [Jas dabei erhaltene Ergebnis ist in dem Diagramm in F i g. 3 aufgezeigt. Wie in letzterem dargestellt, reagiert Wasserstoff bei 475 bis 1025 K. während kaum eine weitere Reaktion oberhalb 1075 K auftritt. Sauerstoff und Stickstoff reagieren bei 575 K ν und 775 K und vollständig oberhalb 1075 K und 1175 K. so daß sie von der Argongasprobe vollständig abgezogen werden können. Wenn das Getter auf einer Temperatur von oberhalb ungefähr 1175 K gehalten wird, reagiert der Wasserstoff nicht mit dem Getter. , während Sauerstoff und Stickstoff vom Argongas völlig abgeführt sind. Kohlenmonoxid und Kohlendioxid reagieren mit dem Getter vorzugsweise oberhalb ungefähr 1175 K. so daß sie ebenfalls von der Argongasprobe abgeführt werden können. ,.·
Wenn die Argongasprobe, die Wasserstoff und andere Verunreinigungen enthält, durch das Melallgetter bei hoher Temperatur kontinuierlich geleitet wird, entsteht eine Zweikomponentcngasmischung, die nur Argon und Wasserstoff enthält ·.-,
Die thermische Leitfähigkeit dieser zwei Komponentengasmischungen ändert sich stark mit dem Wasserstofffrehait der Gasniischtinp. da bezüglich der thcrmi sehen l.cilliihigkeii ein giollei Unterschied zwischen Argon und Wasserstoff besieht. Argongas weist beispielsweise eine thermische leitfähigkeit von 16.22 loulc/sec cm K bei 27 J K auf. während Was scrsloffgas eine thermische Leitfähigkeit von 274.K4 Joulc/sec ■ sei cm K bei 27 3 K aufweist. Die Was sei'SlolfkoiiZcntiation kann souiil kc>niιniiu-r Ik Ii da iliiich ennillell weiden, daß die /wcikompoiiciilcnpis mischung duckt in einen Delekloi fin die tlieimiselu l.eilfäliigkeit eingeleitet wird dei beispii Kweise eine I li-izdiiihtbr üi kc- aufweist
Die Vorii( lining ist anhand dci I ι f-' 4 und r> ciliuiuii In durchgezogenen Linien sind in I ig 4 die Viii ι u Ii lung und mit gebiochcncn Linien weilen· /usatztciU zur Durchführung von Vergleichsversiiclien gc/eipl
UnUr lleziignahme aiii I i g. 4 wild Aigongiis iibei ein Reduzierventil 32. ein Nadelventil 5) und ein Absperrventil in cine I innclitiing 34 zum Abfuhren dci Verunreinigungen geleitet, Die Verunreinigungen auiiei tie m Wasser si off werden wählend des Durch la 11 Is dun h die Einrichtung 39 zum Ablüliu n der Verunreinigungen abgeführt, und am Auslad diesel l'.inrii lining 34 isl eine /.wcikomponentcngiismischung vorhanden, die aus Argon und Wassersloll besieht.
Diese /weikomponentengasinischiing wird daiaufliin durch Ahspcri ventile 3h und 37 einem Detektor fm die thermische leitfähigkeit zugeführt. Der Delekloi 41 wcisi .-ivei Besiimnmngszoiieii auf. wobei eine fiii die Gasprobe und die andere für ein Bezug gas. z. Ii Argongas als Trägergas, bestimmt isl. Die Gaspmbc wird in die IU slimmungszoiu· fiir die Gasprobe cingcleitcl und nach dei Dcsiiuiuiung der l.iiifähigkiii der (iaspidbe am Auslaß 45 abgezogen Argongiis als Trägergas wird von einem Voiraisbchiillci 4 j zugciiihiι und in die Besliiniiiungszoiie lüi das (!i-zugsgas cingcleilel Nach der Bestimmung \on denn llicmu scher l.eilfäliigkeit wird das Gas am Auslaß 44 atisgcleilct
Die Wasserstoffkonzcntiiilion <f<-r Gasprolic isl dadurch besliminbai, dad die thciinisihc l.cilfiüiigkcii des Probegases mil jener des Argongases als Irägcrgas > or„l,,l,,.n „ !,,I
Unier Be/iignaltme aiii I i g. 5 ist die l'inrl· lining 39 zum Ablüiiren der Vcrumcinigung eine Quaizkolonnc 51. in der sich das Mclallgctler 4f> befindet, wobei diese Anordnung in einem Elektroofen 49 liegt, der eine Wärmccrzeugungscinrichtung 52 zum Beheizen des Meiallgcllcrs auf die erforderliche Temperatur und zum Einhalten dieser hohen Temperatur aufweist. Die Mantelfläche der Kolonne 51 ist mit einer Schicht aus Ofcnzcmcnl 50 zur Verhinderung der Wärmestrahlung bedeckt.
In dem Abschnitt der Kolonne 51 in der Nähe des Einlasses 48 ist eine Packung aus Qiiarzkugcln 47 mit einem Durchmesser von 2 bis 3 mm angeordnet, um das in die Kolonne 51 einströmende Gas vorzuwärmen.
Die Argongasprobe wird in die Kolonne über den Einlaß 48 und die Packung aus Quarzkugcln 47 eingeleitet und während des Durchlaufs durch die Quarzkugcln vorgewärmt. Das vorgewärmte Probegas wird dann durch das Mctallgcttcr mit hoher Temperatur der Kolonne geleitet, und die Verunreinigungen außer dem Wasserstoff werden von dem Probepas abgeführt, und am Auslaß 53 wird eine 7wcikomponentcnpasmi schung, 'lic aus Ari'on und Wasserstoff allein lieslehl. entnommen.
Es wurde eine Argongasprobe vorher dadurch hergestellt, daß Wasserstoff. Sauerstoff und Stickstoff
dem Argongas beigemischt wurden, und diese Mischung wurde in einen Behälter .31 eingefüllt. Eine Einrichtung 39 zum Abführen der Verunreinigungen wurde, wie in F i g. 5 gezeigt eingesetzt. Poröse Titanteilchen in einer Menge von 68 g mit einer Teilchengröße von 1.19 bis 0,59 mm und einer Oberfläche von 100 bis 120cm2/g (gemessen nach dem Gaseinlagerungsverfahren nach Brmauer, Emmet und Teller) bildeten das Metallgetter 46. Das Getter wurde erwärmt und bei einer Temperatur von 1273± 15 K im Ofen 49 gehalten. Das Probegas A, das 210 ppm H2, 540 ppm O2, 480 ppm N2 und als Rest Argon enthält, wurde in die Kolonne 51 von dem Behälter 31 eingespeist und durch die Kolonne bei einer Raumgeschwindigkeit von ungefähr 4000/h durchgeleitet. Die Wasserstoffkonzentration wurde kontinuierlich mit dem Deteklor41 für die Wärmeleitfähigkeitgemessen.
Ein weiterer Versuch wurde mit einem Probegas B durchgeführt, welches 20 ppm H2, 1250 ppm O2, 5000 ppm N2 und als Rest Argongas enthält. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
Um die Meßgenauigkeit zu prüfen, wurden ein Gaschromatograph 42 und ein Absperrventil 38, die in Fig.4 mit gestrichelten Linien dargestellt sind, angeschlossen, um die genauen Konzentrationen von Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoffgas in dem Probegas zu bestimmen. Die mit dem Gaschromatogra phen gemessenen Daten sind in der Tabelle aufgeführt.
Bei einem Vergleichsversuch wurde die Wasserstoffk^nzentration ohne das Abführen der Verunreinigungen von der Argongasprobe bestimmt. Das Probegas durchströmte das Nadelventil 33 und gelangte dann zu einer Abzweigleitung 40, die in F i g. 4 mit gestrichelten Linien dargestellt ist, ohne daß das Gas die Einrichtung 39 zum Abführen der Verunreinigungen durchströmt hat, und daraufhin wurde das Gas direkt über die Ventile 35 und 37 in den Detektor 41 für die Wärmeleitfähigkeit eingeleitet. Das bei dem Vergleichsversuch erzielte Ergebnis ist in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.
Tabelle Verfahren mit Verfahren ohne
Beseitigung der Verun- Beseitigung der Verreinigiingen (Erfindung) unreinigungen (Vergleichstcst)
Anzeige1) Anzeige') Anzeige Anzeige mit ICD mil (iC mil TCl) mit (iC
"mnegiis I) (H,: 20ppm; O2: l25Oppm; N2: 50(X)ppm)
II,
O,
210')
212
< I
< I
315
210
S45
■»85
Probegiis Λ (II,: 210 ppm
II, 20 20
< 1
< 1
ι; O2: 540 ppm; N2: 480 ppm)
'" 480 20
1280
5000
') W .i rni e I e i H a Ii i g k e i lsi] e te k Ic ι r.
) (iaschromalngruph. ') Alle VVerle sind in ppm/vol angegeben.
Die Konzentration bei geringer Menge von Wusserstoff, die im Argon enthalten ist, kann mit dem Verfahren gemäß der Erfindung einfach, kontinuierlich und exakt erfaßt werden, selbst dann, wenn das Argon noch weitere Verunreinigungen außer Wasserstoff enthält.
Im Vergleich zu den Meßergebnissen in dem Fall, daß die Verunreinigungen nicht abgeführt wurden, d. h., wenn das Metallgetter bei hoher Temperatur von dem zu bestimmenden Gas nicht durchströmt worden ist, liegt die Anzeige beim Detektor für die Wärmeleitfähigkeit höher als die Anzeige des Gaschromatographen, da die Gesamtsummen der Wärmeleitfähigkeitswerte von Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff bestimmt werden. Bei der zuletzt beschriebenen Vorrichtung hingegen wird nur die Wärmeleitfähigkeit des Wasserstoffs bestimmt, der mit Argon vermischt ist.
Hierzu 3 lilntt Zu ic Ii im η ecu

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Wasserstoffkonzentration in Argongas, das Wasserstoff und weitere Verunreinigungen enthält, mit einer Einrichtung zur Entfernung der Verunreinigungen und einem nachgeschalteten Warmeleitfähigkeitsdetektor, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entfernung der Verunreinigungen (39) aus einem in einer Säule (51) eingebauten Getter (46) aus einem oder mehreren der Metalle Titan, Zirkon und Niob besteht und eine Heizeinrichtung (52) die Säule (51) umschließt zur Aufrechterhaltung einer Temperatur des Metallgetters (46) im Bereich von 1170 K bis 1370 K.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (51) aus Quarz besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgetter (46) aus porösen Teilchen boteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Säule vor dem Metallgetter (46) eine Füllung aus Quarzkugeln (47) zum Vorwärmen des Gasstromes in der Säule (51) enthält.
5. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus Ofenzement (50) den Außenmantel der Säule (51) zur Verhinderung der Wärmeabs trahlung umgibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (52) ein Elektroofen ist.
DE2520444A 1974-05-08 1975-05-07 Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Wasserstoffkonzentration in Argongas Expired DE2520444C3 (de)

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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2204942B (en) * 1987-04-07 1991-08-21 Nat Nuclear Corp Ltd Heat exchangers
US4970891A (en) * 1989-12-26 1990-11-20 Ethyl Corporation Apparatus for measuring gaseous impurity in solids
US5297419A (en) * 1992-07-16 1994-03-29 Thermco Instrument Corporation Linearizing gas analyzer
US5399246A (en) * 1993-08-26 1995-03-21 Ceramatec, Inc. Inert gas purification
US7435282B2 (en) * 1994-08-01 2008-10-14 International Titanium Powder, Llc Elemental material and alloy
AU686444B2 (en) * 1994-08-01 1998-02-05 Kroftt-Brakston International, Inc. Method of making metals and other elements
ES2165823B8 (es) * 2000-09-15 2014-06-05 Consejo Superior De Investigaciones Cientificas Procedimiento y dispositivo para medir la resistencia la hidruracion de tubos y vainas tubulares.
AU2003273279B2 (en) * 2002-09-07 2007-05-03 Cristal Us, Inc. Process for separating ti from a ti slurry
UA79310C2 (en) * 2002-09-07 2007-06-11 Int Titanium Powder Llc Methods for production of alloys or ceramics with the use of armstrong method and device for their realization
WO2004028655A2 (en) * 2002-09-07 2004-04-08 International Titanium Powder, Llc. Filter cake treatment method
AU2003263082A1 (en) * 2002-10-07 2004-05-04 International Titanium Powder, Llc. System and method of producing metals and alloys
WO2004033737A1 (en) * 2002-10-07 2004-04-22 International Titanium Powder, Llc. System and method of producing metals and alloys
US20070180951A1 (en) * 2003-09-03 2007-08-09 Armstrong Donn R Separation system, method and apparatus
US20070017319A1 (en) * 2005-07-21 2007-01-25 International Titanium Powder, Llc. Titanium alloy
WO2007044635A2 (en) 2005-10-06 2007-04-19 International Titanium Powder, Llc Titanium or titanium alloy with titanium boride dispersion
US20080031766A1 (en) * 2006-06-16 2008-02-07 International Titanium Powder, Llc Attrited titanium powder
US7753989B2 (en) * 2006-12-22 2010-07-13 Cristal Us, Inc. Direct passivation of metal powder
US9127333B2 (en) * 2007-04-25 2015-09-08 Lance Jacobsen Liquid injection of VCL4 into superheated TiCL4 for the production of Ti-V alloy powder
DE102009004278A1 (de) * 2009-01-05 2010-07-15 Synthesechemie Dr. Penth Gmbh Messgerät für geringe Kohlenwasserstoffkonzentrationen
EP3318350A1 (de) * 2016-11-02 2018-05-09 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur generativen fertigung eines 3-dimensionalen bauteils
CN109164134B (zh) * 2018-10-22 2023-11-28 洛阳三隆安装检修有限公司 一种提高热导式氢气分析仪分析准确度的系统
CN111766330B (zh) * 2020-06-30 2022-04-19 南京三鸣智自动化工程有限公司 一种气体的检测装置及检测方法
CN112378954A (zh) * 2020-12-10 2021-02-19 江阴金属材料创新研究院有限公司 一种在线循环氢分析检测仪

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3146223A (en) * 1959-08-21 1964-08-25 Shell Oil Co Polymerization in the presence of controlled amounts of hydrogen
US3467493A (en) * 1966-06-07 1969-09-16 Japan Pure Hydrogen Co Ltd Method for removal of impurities in rare gases
CH501920A (de) * 1970-06-04 1971-01-15 Balzers Patent Beteilig Ag Anordnung zur Bestimmung des von einer Gasquelle abgegebenen Gasgemisches
US3731523A (en) * 1971-02-23 1973-05-08 Atomic Energy Commission Hydrogen activity meter
FR2142139A5 (de) * 1971-06-14 1973-01-26 Commissariat Energie Atomique

Also Published As

Publication number Publication date
JPS50144494A (de) 1975-11-20
JPS5812545B2 (ja) 1983-03-09
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FR2270583B1 (de) 1981-09-18
DE2520444A1 (de) 1975-11-20

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