DE2603044C2 - Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Kohlendioxid in einer Gasmischung und Meßgerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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einem zweiten Gefäß 17 herstellt. Des weiteren ist am terdruck, wodurch die Flüssigkeit aus dem Gefäß 15

engen Teil der Meßbürette 14 eine Skala 18 vorgesehen. über den Nullpunkt der Skala 18 hinaus hochgedrückt

Die Verbindung zum Adsorber 1 wird durch eine Ver- wird. Bei entsprechender Kalibrierung kann das Fehlvo-

bindungsleitung 19 im Bereich des oberen Endes der lumen an der Skala 18 direkt abgelesen werden. Auf

Meßbürette 14 hergestellt Ferner ist am oberen Ende 5 Grund der geringen Höhe der Flüssigkeitssäule in die-

der Meßbürette 14 ein Druckausgleichsvemfl 20 vorge- sem Teil der Meßbürette 14 kann der durch diese verur-

sehen, das mit dem Hauptschalter 21 des Meßgeräts sachte Meßfehler vernachlässigt oder durch eine nicht

verbunden sein kann. lineare Kalibrierung berücksichtigt werden.

Als Vorrichtung zur Anzeige der Volumensänderung Die Sperrflüssigkeit in den Gefäßen 15 und 17 darf

kann auch ein Manometer 14a dienen, das mit üblicher io kein Gas absorbieren. Bei der CCVBestiminung in

mechanischer oder auch elektromagnetischer Anzeige Rauchgasen nimmt man dazu in der Regel eine leicht

ausgebildet sein kann. Die elektromagnetische Anzeige angesäuerte, mit Indikator angefärbte, gesättigte Na-

kann beispielsweise aus einem Eisenkern 22 bestehen, triumsulfatlösung.

der mit der Membrane 23 verbunden und in den Spulen An Stelle der Meßbürette 14 kann ein Manometer 24a und 246 verschiebbar ist. An die Verbindungsleitung 15 14a verwendet werden. Dieses ist, wie die Meßbürette 19 kann ferner 1. Balg 25 angeschlossen sein, wobei 14, an die Verbindungsleitung 19 angeschlossen, in der zweckmäßig das Ende 26 der Verbindungsleitung 19 in zweckmäßig das Druckausgleichventil ?Q angeordnet den Balg 25 hineinragt und düsenartig verengt ist und an ist Der durch die Membran 23 abgeschossene Luftder gegenüberliegenden Stirnwand 27 des Bal/ves 25 raum muß ausreichend groß sein, um zusätzlich das von eine Absperrplatte 28 angeordnet ist 20 der Dosierpumpe 2 zugegebene Volumen der Gasprobe Die Sonde 4 ist ein Schlauch oder Rohr geeigneten aufnehmen zu können. Ist die Dose des Manometers 14a Durchmessers und kann z. B. zur Rauchgasanalyse aus kleiner, so muß parallel dazu ein Vorratsbehälter zur einem Kupferrohr bestehen, das durch einen starken vorübergehenden Aufnahme der überschüssigen Gas-Rundmagnet geführt ist und in seiner Lage mit Hilfe mengen, z. B. ein Ballon oder Balg vorgesehen werden, einer isolierten Schraube arretiert werden kann. Die 25 Der Balg 25 schließt in seiner Ausgangsstellung mit der Sonde ist mit einer Membranpumpe ausgestattet die Absperrplatte 28 an seiner Stirnseite 27 den Ausgang 26 vor Betätigung des Hauptschalters 21 anläuft und konti- der Verbindungsleitung 19. Seine restliche Ausdehnuierlich das zu untersuchende Gas ansaugt und über nungskapazität sollte mindestens dem Dosiervolumen den Ausgang 7 ableitet Wird nun das Ventil 9a geöffnet entsprechen.
ψ und das Ventil 96 geschlossen, so kann die Dosierpumpe 30 Ist kein Balg 25 vorgesehen, so kann nach Einbrin- 'M 2, deren Kolben sich in der Ausgangsstellung, der in der gung der Gasprobe in die Dose der Manometers 14a der ; Zeichnung linken Endstellung befindet, die im Hubraum Oberdruck abgelesen und mit dem Solldruck verglichen

vorhandene Luftmenge über die Zweigleitung 6 aussto- werden. Nach Vollendung des Arbeitszyklus der Do- ;i Ben und eine Gasprobe aus der Sonde 4 ansaugen. Hier- sierpumpe 2 entsteht hier ein der Fehlmenge proportio-

bei sind der Umschalter 12 und der Ausschalter 13 so 35 naler Unterdruck. Beide Werte können zur Bestimmung

ti eingestellt, daß die Dosierpumpe 2 einen vollen Arbeits- der Fehlmenge benutzt werden.

Si; zyklus ausführt Dieser Arbeitszyklus kann wiederholt Auch im Falle der Benutzung einer Meßbürette 14

|| werden, um sicherzustellen, daß die entnommene Gas- kann einsprechend verfahren werden. Wird der NuIl-

H probe genau der Zusammensetzung in der Sonde 4 ent- punkt etwa in der Mitte der Skala 18 angenommen und

*|; spricht. Aus diesem Grunde sollten auch die Zweiglei- 40 der Spiegel des Flüssigkeitsverschlusses auf diesen ein-

ψ_ tung 6 und die Verbindungsleitung 8 möglichst kurz gestellt, so kann anschließend die zugegebene Gasmen-

ffj gehalten werden. Durch die Art des Antriebs und die ge direkt abgelesen werden, während nach Rückfüh-

f Anordnung de» Schaltmittel der Dosierpumpe 2 ist fer- rung des Kolbens der Dosierpumpe 2 eine direkte An-

i| ner sichergestellt, daß stets exakt eine Probe gleichen zeige der Fehlmenge abgelesen werden kann. In der

U Volumens entnommen wird. 45 Praxis empfiehlt es sich jedoch, sicherheitshalber zwei

II Nach Entnahme der Probe kann das Ventil 9a ge- Dosierhübe auszuführen um sicherzustellen, daß die ge- ?; schlossen und das Ventil 9b geöffnet werden. Führt nun samte zu messende Gaskomponente vollständig adsorbs die Dosierpumpe 2 einen weiteren vollen Arbeitszyklus biert ist.

■ aus, so wird die Gasprobe in den Adsorber 1 und durch Der Adsorber 1 ist zweckmäßig als Einwegpatrone

diesen in den oberen Teil der Meßbürette 14 gedrückt 50 aus durchsichtigem Kunststoff hergestellt Die Füllung

^: Um eine exakte Messung vornehmen zu können muß der Patrone besteht aus dem auf das entsprechende

• natürlich vor Einführung der Probe die in den Gefäßen selektiv zu messende fräs abgestimmte Adsoibens; für

! 15 und 17 befindliche Flüssigkeit auf den Nullpunkt der CCVMessungen z. B. kann Natronasbest mit Indikator

!- Skala 18 eingepegelt werden, nachdem vorher über das in der Körnung von 0,75—1,5 mm mit Ätzkali oder Ätz-Druckausgleichventil 20 die Angieichung des Druckes 55 natron der gleichen Körnung im Verhältnis von etwa im Luftraum der Meßbürette 14 an den Atmosphären- 20 :1 verwendet werfen. Feuchtigkeit im Meßgas erdruck vorgenommen wurde. Wird nun die Gasprobe höht in diesem Falle die Wirksamkeit des Adsorbens, durch den Adsorber 1 in die Meßbürette 14 eingeführt, Das Gas muß daher nicht getrocknet werden,
so sinkt darin der Flüssigkeitsspiegel um einen gewissen Sind mehrere Komponenten einer Gajmischung Betrag um dann beim Aisaughub des Kolbens der Do- 60 quantitativ zu bestimmen, so können mehrere, entspresierpumpe 2 wieder zu steigen. chende, parallel geschaltete Adsorber vorgesehen sein. Da die zu messende ßaskomponente durch den Ad- Jedoch ist das Auswechseln eines als Einwegpatrone sorber 1 gebunden wird, ist die in die Meßbürette 14 ausgebildeten Adsorbers so einfach, daß hierauf vergedrückte Gasmenge geringer, als das Dosiervolumen ziehtet werden kann.

der Dosierpumpe 2. Beim Ansaughub wird jedoch das 65

volle Dosiervolumen in die Dosierpumpe 2 zurückge- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

bracht. Im Luftraum der Meiibürette 14 entsteht daher

ein der Fehlmenge das Gasprobe entsprechender Un-

Claims (6)

1 . 2 tatsächlichen Wert von bis zu 2 VoL-% Minderanzeige Patentansprüche: möglich. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Ver-

1. Verfahren zur quantitativen Bestimmung des fahrens zur quantitativen Bestimmung einer Kompo-CO2-Anteils in Gasmischungen, vorzugsweise in 5 nente einer Gasmischung, sowie eines Meßgeräts zur Verbreanungsgasen, durch Sorption an einem geeig- Durchführung des Verfahrens, das wesentlich genauere neten Feststoff, dadurch gekennzeichnet, Analysen erlaubt

daß man die Gasmischung über Natronasbest leitet Die Lösung der Aufgabe gelingt verfahrensmäßig

und daß man den durch Chemisorption von CO2 an durch die im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale

Natronasbest entstehenden Unterdruck gegenüber 10 und vorrichtungsmäßig durch die im Anspruch 4 ange-

der Ausgangsmischung durch Volumenminderung gebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen des

als Meßsignal verwendet Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind in den Ansprü-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- chen 2 und 3 bzw. 5 und 6 angegeben.

zeichnet, daß man Natronasbest und Ätzalkali im Zur Bestimmung des CCVAnteils kann dabei die

Verhältnis von 20:1 verwendet 15 Druckminderung auf Grund der Volumenverminderung

3. Verfahren nach Anspruch 1—2, dadurch ge- als Meßsignal verwendet oder der Druck der behandelkennzeichnet daß man die Gasmischung über Na- ten Gasmenge mit dem Solldruck verglichen werden,
tronasbest eiser Körnung von 0.75 bis 1.5 mm leitet Bevorzugt ist die Dosierpumpe der Meßvorrichtung

4. Meßgerät zur Durchführung des Verfahrens an eine Zweigleitung einer Sonde mit Ansaugpumpe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Na- 20 angeschlossen.

tronasbest enthaltene Patrone (1), eine dieser vorge- Ferner kann dem Adsorber ein Druckausgleichsventil

schaltete Dosierpumpe (2) zur Förderung der Aus- nachgeschaltet sein.

gangsmischung durch die Patrone und eine Vorrich- Zweckmäßig weist die Dosierpumpe einen Antrieb

tung (3) zur Anzeige der Voiumenänderung zwi- und Schaltmittel zur Erzielung jeweils eines Arbeitszy-

schen der Eingangs-und Ausgangsgasmischung. 25 klusauf.

5. Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Die Ventile der Dosierpumpe können Magnetventile zeichnet, daß dem Adsorber (1) ein Druckausgleichs- sein und das Druckausgleichsventil ist vorzugsweise mit ventil (20) nachgeschaltet ist. dem Hauptschalter des Geräts verbunden.

6. Meßgerät nach Anspruch 4—5, dadurch ge- Die Vorrichtung zur Anzeige der Volumensänderung kennzeichnet, daß die ä?atrone Natronasbest einer 30 ist entweder eine Meßbürette, die an ihrem unteren En-Körnungvon 0,75 bis 1,5 r.in? enthält de einen Flüssigkeitsverschluß mit Niveauregulierung

aufweist, oder sie ist ein Manometer, ggf. mit einem

parallel geschalteten Balg, dessen Ausdehnungskapazität dem Dosiervolumen mindestens gleich ist. Es kann 35 ein Manometer mit elektromagnetischer Anzeige ver-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur quantitativen wendet werden.

Bestimmung des COrAnteils in Gasmischungen, insbe- Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher

sondere Verbrennungsgasen durch Sorption an einem erläutert Es zeigt

geeigneten Feststoff. F i g. 1 das Schema eines Meßgeräts mit Meßbürette;

Es ist bekannt, Komponenten einer Gasmischung da- 40 F i g. 2 eine Vorrichtung zur Anzeige der Volumens-

durch zu bestimmen, daß man nacheinander die Gasmi- änderung in Form eines Manometers mit elektromagne-

schung mit einer die zu messende Komponente absor- tischer Anzeige und parallel hierzu geschaltetem Balg,

bierenden Flüssigkeit kontaktiert und die durch die Ab- Das Meßgerät besteht aus einem Adsorber 1, dem

sorption entstandene Volumensverminderung be- eine Dosierpumpe 2 vorgeschaltet und eine Vorrichtung

stimmt. 45 zur Anzeige der Volumensänderung 3 nachgeschaltet

Das hierzu benutzte sogenannte »Orsat-Gerät« be- ist. Die Dosierpumpe 2 ist ferner mit einer paraiiei zum

steht aus einer Meßbürette mit an ihrem unteren Ende Adsorber 1 angeordneten Sonde 4 verbunden, die als

angeschlossenem höhenverstellbaren Behälter. Das Ansaugpumpe eine Membranpumpe 5 aufweist und an

obere Ende der Meßbürette ist wahlweise mit der At- die die Zweigleitung 6 der Dosierpumpe 2 im Bereich

mosphäre und mit einem die Absorptionsflüssigkeit ent- 50 des Ausgangs 7 angeschlossen ist. In der Zweigleitung 6

haltenden, mit einem Ausdehnungsbalg verbundenen zur Sonde 4 und in der Verbindungsleitung 8 zwischen

Gefäß verbindbar. Dosierpumpe 2 und Adsorber 1 sind Ventile 9a und 9b

Der Nachteil dieses Geräts besteht darin, daß dessen vorgesehen, die zweckmäßige Magnetventile bzw. ein

Handhabung schwierig ist, daß keine gleichbleibende Magnet-Dreiwegeventil ist

Gasmenge entnommen wird und daß die Zahl der be- 55 Die Dosierpumpe 2 ist mit einem Antrieb 10 verse-

stimmbaren Gaskomponenten begrenzt ist. hen. Der Antrieb kann z. B. aus einem Motor bestehen,

Es ist ferner ein Gerät zur Bestimmung des CO₂-Ge- dessen Abtriebswelle ein Ritzel trägt, das mit einer an

halts in Rauchgasen bekannt, das aus einem eine mittle- der Kolbenstange 11 ausgebildeten Zahnung kämmt,

re Einschnürung aufweisenden Gefäß besteht, dessen Die Dosierpumpe weist ferner einen Umschalter 12 und

Boden durch eine elastische Membran gebildet ist, das 60 einen Ausschalter 13 auf, die durch die Kolbenstange 11

in seinem oberen Teil Ein- und Ausgänge für die Gasmi- oder an dieser befestigte Elemente betätigt werden kön-

schung aufweist und das zur Hälfte mit Kalilauge gefüllt nen.

ist. Seiner Form wegen wird dieses Gerät allgemein Die Vorrichiung zur Anzeige der Volumensänderung

»Eieruhr« genannt. 3 kann aus einer Meßbürette 14 bestehen, die zur Erhö-

Dieses Gerät ist unzuverlässig, da sich die Elastizität 65 hung der Meßgenauigkeit einen verhältnismäßig gerin-

der Bodenmembran unter dem Einfluß der Kalilauge gen Durchmesser hat, jedoch an ihrem unteren Ende zu

ändert und die Dehnungscharakteristik der Membran einem Gefäß 15 erweitert ist. Am Boden des Gefäßes 15

dadurch verändert wird. Daher sind Abweichungen vom ist ein Schlauch 16 angeschlossen, der die Verbindung zu