DE3217339A1 - Verfahren zur bestimmung des feuchtigkeitsgehaltes von gasen - Google Patents

Verfahren zur bestimmung des feuchtigkeitsgehaltes von gasen

Info

Publication number
DE3217339A1
DE3217339A1 DE19823217339 DE3217339A DE3217339A1 DE 3217339 A1 DE3217339 A1 DE 3217339A1 DE 19823217339 DE19823217339 DE 19823217339 DE 3217339 A DE3217339 A DE 3217339A DE 3217339 A1 DE3217339 A1 DE 3217339A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
measurement
concentration
measuring
gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823217339
Other languages
English (en)
Inventor
Horst Dipl.-Ing. 4300 Essen Simon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thyssengas GmbH
Original Assignee
Thyssengas GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssengas GmbH filed Critical Thyssengas GmbH
Priority to DE19823217339 priority Critical patent/DE3217339A1/de
Publication of DE3217339A1 publication Critical patent/DE3217339A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0026General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment using an alternating circulation of another gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/56Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft an Verfahren zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von Gasen.
Die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von feuchten Gasen, insbesondere Gasgemischen, ist vor allem bei höheren Temperaturen apparativ und zeitlich aufwendig und zum Teil ungenau. Andererseits ist bei vielen technischen Prozessen, wie z.B. bei der Trocknunf von Gasen oder der Gasfeuchtigkeitskontrolle bei Prodi ^ionsvorgängen, eine , , , schnelle und unmittelbare Gasfe .^emessung erwünscht,, um regelnd in den Prozeß eingreife, ι können.
Zur Feuchtemessung von Gasen sind eine Vielzahl von Verfahren bekannt, die von der gravimetrischen Methode über hygrometrische und Taupunktmessungen bis zur Infrarotspektrometrie reichen. Die Anwendbarkeit dieser Methoden ist allerdings meistens auf einfache Fälle beschränkt"und von der Einhaltung sehr einschränkender Meßbedingungen abhangig. Zum Beispiel verlangen die sogenannten Sättigungsverfahren und Verdunstungsverfahren sehr genaue Messungen der Temperaturen, die sich aufgrund der Gas.feuchtigkeit im^ Zuge der Messung einstellen. Bei sogenannten Elektrolyse-Hygrometern besteht eine relativ starke Beeinflussung -des Elektrolyten durch eine Vielzahl unverträglicher Gäsbestandteile. Infrarothygrometer arbeiten zwar relativ genau fund.;. schnell, doch sind Gasanalysatorer dieses Typs relativ, teuer. Haar-Hygrometer sind relativ träge und die-Anzeigegeschwindigkeit ist zudem stark meßwert- und temperatur--,-'.
abhängig. · \ „ j?-.-.'■-'-''U \'ii-M
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren 'zur Bestimmung der Feuchtigkeit »en Gasen zu schaffen, welches gegen Umwelt- und Meßeinfl '"".se möglichst unanfällig ist. Hierbei sind unter Umwelten Kissen auch die Tempera—
ORIGINAL INSPECTED BAD ORIGINAL
DOCUMENT
türen und die Zusammensetzung des zu messenden Gases und unter Meßeinflüssen die konkreten Bedingungen, die bei der Messung einzuhalten sind, zu verstehen. Es versteht sich, daß ein solches Verfahren möglichst genau arbeiten und mit kurzen Meß- und Auswertezeiten auskommen soll.
Ganz allgemein bedient sich die Erfindung bei der Konzentrationsbestimmung einer Gaskomponente, insbesondere des Wasserdampfes, eines Umweges, indem die Konzentration einer anderen, recht leicht meßbaren Gaskomponente des Gasgemisches zweimal gemessen und zwischen den beiden Messungen diejenige Gaskomponente aus dem Gasgemisch entfernt wird, welche eigentlich bestimmt werden soll; dieses Entfernen ist durch Kondensation, Absorption und jede andere Methode realisierbar, welche es gestattet, ausschließlich diejenige Komponente aus dem Gasgemisch zu entfernen, deren Konzentration in Ergebnis bestimmt werden soll. Es versteht sich, daß das Entfernen möglichst vollständig geschehen soll und alle anderen Gaskomponenten in dem Gasgemisch verbleiben. Insbesondere löst die Erfindung die vorerwähnte Aufgabe dadurch, daß die Konzentration einer Komponente (Meßgas) des Gases bzw. Gasgemisches zum einen im unbehandelten (Feuchtgas) und zum anderen im getrockneten Gas (Trockengas) gemessen und der Feuchtigkeitsgehalt des Feuchtgases aus den beiden Meßgaskonzentrationen bestimmt wird. Diese Bestimmung erfolgt bevorzugt nach der beispielhaften Beziehung
°2 trocken Vol--# "°2 feucht701'"* HpO Vol.-96 = ·
°2 trocken Vo1-*
für H2O als zu bestimmende Gaskomponente und O2 als Meßgas, wobei sich "feucht" und "trocken" auf die Konzentration vor und nach der HpO-Entfernung beziehen.
Demnach wird die - wie erwähnt - relativ schwierige Feuchtigkeitsmessung eines Gases bzw. Gasgemisches auf die Messung einer der in diesem Gas vorhandenen Gaskomponenten (Meßgas) verlegt. Hierzu wählt man ein solches Meßgas, welches unter den Meßbedingungen (Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung) möglichst einfach und auf direktem Wege, also ohne gesonderte Probeentnahme analysiert werden kann, und man bedient sich hierzu einer für diese Meßbedingungen geeigneten Methode. Im zweiten Schritt wird das Gas, dessen Feuchtigkeit zu bestimmen ist, getrocknet und sodann die Konzentration des Meßgases in diesem getrockneten Gas erneut gemessen. Das Trocknen kann dabei auf die verschiedensten bekannten Weisen durch Auskondensieren, mit Trocknungsmitteln oder ähnlich erfolgen. Für die Konzentrationsmessung im Trockengas kann grundsätzlich auch eine andere Meßmethode als bei der Feuchtgasmessung verwendet werden, was sich dann empfiehlt, wenn die Trockengasmessung auf diese Weise vereinfacht wird. Die abschließende Berechnung der Feuchtigkeit des zu messenden Gases aus den mit dem Meßgas gewonnenen Ergebnissen ist relativ einfach, weil durch den Fortfall des Wasserdampies als Komponente des Ausgangsgases eine Konzentrationsverschiebung des Meßgases eintritt, welche mit der Wasserdampfkonzentration des Ausgangsgases durch die oben erwähnte mathematische Beziehung verknüpft ist.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine relativ schwierige Konzentrationsbestimmung, wie die der Gasfeuchte, durch eine vergleichsweise einfachere Konzentrationsbestimmung umgangen werden kann, und obendrein bei geeigneter Auswahl des Meßgases und der Meßmethode das Feuchtgas auf direktem Wege, d.h. ohne Probennahme untersucht werden kann.
Sauerstoff als Meßgas hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil es geeignete Meßverfahren gibt., den Sauerstoffgehalt eines Gasgemisches auch in feuchten Gasen exakt zu bestimmen. Außerdem ist Sauerstoff in einer Vielzahl industriell verwendeter Gasgemische vorhanden, so daß von daher ein weites Anwendungsgebiet für ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitendes Analysengerät gegeben ist. Es ist auch denkbar, den Sauerstoff - oder jede andere als Meßgas verwendete Gaskomponente - dem Ausgangsgasgemisch für reine Meßzwecke, ζ.B, in einem Bypass zuzudosieren bevor die erste Konzentrationsmessung an dem noch feuchten Gas erfolgt.
Prinzipiell ist es möglich, die Sauerstoffkonzentration durch eine paramagnetische Sauerstoffmessung vorzunehmen, da diese Meßmethode - wie sie z.B. im Servomexsauerstoffanalysator verwendet wird (Handbuch der industriellen Meßtechnik, ESSE, 1974,' S. 586-589) - gegen Wasserdampf relativ unempfindlich ist und deshalb relativ genaue Messungen am Feuchtgas möglich sind.
Besonders einfach und für direkte Feuchtgasmessung ohne gesonderte Probenentnahme haben sich Festkörper-Elektrolyt-Meßzellen erwiesen, da die mit ihnen gewonnenen Meßergebnisse von der Gasfeuchte praktisch unabhängig sind. Solche Festkörper-Elektrolyt-Meßzellen sind vor allem mit einer Membran aus z.B. Zirkonoxid für sehr genaue Sauerstoffkonzentrationsmessungen bei hohen Temperaturen geeignet; sie haben aufgrund der logarithmischen Abhängigkeit des Meßsignales von der Meßgaskonzentration den Vorteil einer hohen Genauigkeit über weite Konzentrationsbereiche. Das Meßsignal bei den Festkörper-Elektrolyt-Meßzellen ist eine Spannung zwischen zwei flächigen Gitter-Elektroden auf beiden Seiten der aus dem Festkörper-Elektrolyten gebildeten Membrane, die auf ihrer einen Seite von dem zu messenden
Gasgemisch und auf der anderen Seite von einem Vergleichsgasgemisch bespült wird, welches ebenfalls die zu bestimmende Gaskomponente in bekannter Konzentration enthält.
Die Genauigkeit der Konzentrationsbestimmung des Meßgases kann durch Verwendung von Vergleichsgasen mit unterschiedlichen Meßgaskonzentrationen gesteigert werden; hierzu wird die Konzentration der Meßgaskomponente im Vergleichsgas in etwa derjenigen Größenordnung vorgewählt, wie sie der etwa erwarteten Meßgaskonzentration im Ausgangsgas entspricht.
Wegen der höheren Ansprechgenauigkeit von Festkörper-Elektrolyt-Meßzellen bei höheren Temperaturen empfiehlt sich die Beheizung·der Meßzelle bei der Konzentrationsbestimmung an relativ kalten Gasen.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben' sich aus der Beschreibung eines Beispieles anhand der beiliegenden Zeichnung. Darin ze'gt die einzige Figur eine schematische Darstellung des erfindungcgemäßen Meßvorganges.
In einer, ein sauerstoffhaltiges Ausgangsgas - dessen Feuchtigkeit zu bestimmen ist - führenden Rohrleitung 1 sind eine Meßsonde 2 für Feuchtgasmessungen und eine weitere Meßsonde 3 für Trockengasmessung im direkten Kontakt mit dem Gasstrom angeordnet. Die Feuchtgas-meßsonde weist einen als gasdichte Membran 4 ausgebildeten Festkörper-Elektrolyten aus z.B. tonstabilisiertem, mit CaO oder MgO dotiertem Zirkondioxid auf, welche nur auf einer Seite mit dem Feuchtgas bespült wird, während eine gegenüberliegende Membranseite mit einem Vergleichsgas bekannter Zusammensetzung bespült wird. Platin-Elektroden 5 und 6 auf beiden Oberflächen
der Membran 4 greifen die sich einstellende Potentialdifferenz zwischen beiden Oberflächen ab und führen sie einem geeigneten Anzeigegerät 7 für Sauerstoffkonzentrationen zu.
Die Trockengasmeßsonde 3 weist Öffnungen 8 für das Abzweigen von Analysegas auf, welches nachfolgend gereinigt und anschließend gekühlt wird, so daß alle Feuchtigkeit auskondensiert, bevor die Sauerstoffkonzentration in z.B. einem Infrarotanalysegerät ermittelt wird. Hierzu dienen: ein Grobfilter 9, eine Waschflasche 10, eine Kalibrierluftzuführung 11, eine Pumpe 12, ein Strömungsmeßgerät 13 für überschüssiges Meßgas, ein Kühlaggregat 14 zum Auskondensieren der Feuchtigkeit, ein Kalibriergasanschluß 15, eine Trocknungsform 16, ein Meßdruckmanometer 17 sowie ein Sauerstoff analysator 18, z.B. vom Typ Magnos. Die 02-Konzentrationen des feuchten oder trocknen Gases werden an einen Komparator 19 weitergeleitet, der entsprechend der oben erwähnten mathematischen Beziehungeitiirekt die Wasserdampfkonzentration im Ausgangsgas anzeigt und auch die mit einem Thermoelement 20 gemessene Feuchtgastemperatur berücksichtigt.

Claims (7)

Dr.-lng. Reimar f<-önig·" --*" "Dipu-lng. Klaus Bergen Cecilienallee VB A Düsseldorf 3O Telefon 45SDOB Patentanwälte . 7. Mai 1982 34 212 Κ" Firma Thyssengas GmbH, Duisburger Straße 277 4100 Duisburg-Hp orn "Verfahren zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von Gas Patentansprüche:
1.'Verfahren zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von Gasen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konzentration einer Kc .ponente (Meßgas) des Gases zum einen im unbehandelten (Feuchtgas) und zum anderen im getrockneten Gas (Trockengas) gemessen und der Feuchtigkeitsgehalt des Feuchtgases aus den beiden Meßgaskonzentrationen bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, geken.η zeichnet durch Sauerstoff als Meßgas.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, g. ekennzeiclr net durch eine Festkörper-Elektrolyt-Meßzelle zumindest für die Bestimmung der Meßgaskonzentrationen i Feuchtgcs.
COPY
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Bestiinmung der Meßgaskonzentr.ation mittels einer Membran ausj Zirkonoxid.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch Verwendung von Vergleichsgasen mit unterschiedlichen. Meßgaskonzentrationen.
6. Verfahren na-ch einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch Beheizung der Meßzelle.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgas erst vor der Konzentrationsmessung am Feuchtgas diesem zugemischt wird.
DE19823217339 1982-05-08 1982-05-08 Verfahren zur bestimmung des feuchtigkeitsgehaltes von gasen Withdrawn DE3217339A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823217339 DE3217339A1 (de) 1982-05-08 1982-05-08 Verfahren zur bestimmung des feuchtigkeitsgehaltes von gasen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823217339 DE3217339A1 (de) 1982-05-08 1982-05-08 Verfahren zur bestimmung des feuchtigkeitsgehaltes von gasen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3217339A1 true DE3217339A1 (de) 1983-11-10

Family

ID=6163082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823217339 Withdrawn DE3217339A1 (de) 1982-05-08 1982-05-08 Verfahren zur bestimmung des feuchtigkeitsgehaltes von gasen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3217339A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3802283A1 (de) * 1988-01-27 1989-08-10 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren zur bestimmung von aenderungen des o(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gehaltes von staubbeladenen trocknungsbrueden
EP0541264A2 (de) * 1991-11-04 1993-05-12 The Boc Group, Inc. Verfahren zur Messung einer augenblicklichen Feuchtigkeit und zur Feststellung der Trocknungseigenschaften einer Umgebung
DE102008007318A1 (de) 2008-02-02 2009-08-20 Enotec Gmbh, Prozess- Und Umweltmesstechnik Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes eines Gases

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3802283A1 (de) * 1988-01-27 1989-08-10 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren zur bestimmung von aenderungen des o(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-gehaltes von staubbeladenen trocknungsbrueden
EP0541264A2 (de) * 1991-11-04 1993-05-12 The Boc Group, Inc. Verfahren zur Messung einer augenblicklichen Feuchtigkeit und zur Feststellung der Trocknungseigenschaften einer Umgebung
EP0541264A3 (en) * 1991-11-04 1996-03-13 Boc Group Inc Method of performing an instantaneous moisture concentration measurement and for determining the drydown characteristics of an environment
DE102008007318A1 (de) 2008-02-02 2009-08-20 Enotec Gmbh, Prozess- Und Umweltmesstechnik Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes eines Gases

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1810459A1 (de) Vorrichtung zur Messung sauerstoffhaltiger Gasgemische
DE19644575C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Wasserdampfdiffusion durch plattenförmige, poröse Proben, insbesondere durch textile Flächengebilde, unter verschiedenen Meßbedingungen
DE3403978C2 (de)
DE19938790A1 (de) Bestimmung der Brennstoffkonzentration im Elektrolyt von mit flüssigem Brennstoff betriebenen Brennstoffzellen
DE2556483C3 (de) Vorrichtung zum Nachweis gasförmiger Anhydride in einem sauerstoffhaltigen Gas nach dem Prinzip der Potentialdifferenzmessung
AT1469U1 (de) Verfahren zum ermitteln der absoluten luftfeuchtigkeit
Pleinert Determination of moisture distributions in porous building materials: neutron signal transfer analysis
DE102019002274A1 (de) Gassensor und verfahren zum steuern eines gassensors
DE68915454T2 (de) Detektorelement für die konzentration eines solutes in einer wässrigen lösung.
DE3217339A1 (de) Verfahren zur bestimmung des feuchtigkeitsgehaltes von gasen
DE3222325C2 (de)
DE1498975C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Gasanalyse
DE102012206476A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Sensorelements zur Erfassung eines Sauerstoffanteils eines Gases in einem Messgasraum
DE10110471C2 (de) Alkoholsensor nach dem Prinzip der Austrittsarbeitsmessung
DE69217163T2 (de) Vorrichtung zur genauen Feststellung des Wassergehaltes von einem Gas
DE1773958A1 (de) Verfahren zum Messen des Wassergehaltes von fluessigen Kohlenwasserstoffen
DE3543768C1 (de) Galvanische Festkoerperkette zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks
DE19628033C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Driftkompensation bei chemischen Sensoren
DE573072C (de) Verfahren zur Untersuchung von Stoffgemischen
DE4213051A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Messen der Konzentration eines Nachweisgases in einem ein Störgas enthaltenden Meßgas
DE19534557C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des CO¶2¶-Gehaltes in Gasen
DE3104760C2 (de)
DE102014205383A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Sensorvorrichtung
DE10319053B4 (de) Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines Gases durch Messung der Wärmeleitfähigkeit
DE3937635C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: G01N 27/46

8130 Withdrawal