DE3308888A1 - Electrochemical gas analyser for the SO2 content of gases, in particular flue gases - Google Patents

Electrochemical gas analyser for the SO2 content of gases, in particular flue gases

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Leander Fürst
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Abstract

In an electrochemical gas analyser for SO2 in (flue) gases comprising a measuring cell (2) through which the electrolyte containing the test gas circulates, a high response speed accompanied by an acceptable measurement sensitivity with a linear dependence of the measurement value on the SO2 content of the gas over a wide range is achieved by continuously and rapidly renewing the electrolyte with a 0.5- to 5-fold volume exchange per minute. The electrolyte draining from the cell is passed through an active carbon cartridge (5) having an air inlet so that the active carbon is at least partly wetted only by liquid, is then fed into a stock vessel (7) and is circulated from that point back to the cell by means of a pump (9) and a feed control device (11). Preferably, an identical second cell through which SO2-free gas is passed is provided as a reference cell (3) in the compensation circuit. <IMAGE>

Description

Kernforschungsanlage Jülich
Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Jülich nuclear research facility
Company with limited liability

Elektrochemischer Gasanalysator für den SO~-Gehalt in Gasen, insbesondere RauchgasenElectrochemical gas analyzer for the SO ~ content in gases, especially smoke gases

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrochemischen Gasanalysator für den SO2-Gehalt in Gasen, insbesondere Rauchgasen, mit einer Meßzelle mit einer die Depolarisationsströme der zu bestimmenden Gase anzeigenden Meßelektrode und einer unpolarisierbaren Gegenelektrode im gleichen Elektrolyten, ,-—-"-der durch die Meßgaseinleitung zu einer Zirkulationsströmung angetrieben wird, die gelöstes Gas enthaltenden Elektrolyten durch den Zwischenraum zwischen Meß- und Gegenelektrode treibt.The invention relates to an electrochemical gas analyzer for the SO 2 content in gases, in particular flue gases, with a measuring cell with a measuring electrode indicating the depolarization currents of the gases to be determined and a non-polarizable counter-electrode in the same electrolyte, -—- "- by the Measurement gas inlet is driven to a circulation flow which drives the electrolyte containing dissolved gas through the space between the measurement and counter electrode.

Die Kontrolle des SO2-Gehaltes in Abgasen ist gegenwärtig eine besonders wichtige meßtechnische Aufgabe. Alle bekannten bisher verfügbaren Meßgeräte, die auf verschiedenen Prinzipien basieren (Infrarot,Wärmeleitfähigkeit, UV usw. )y sind entweder zu teuer oder in sehr beschränkten Meßbereichen anwendbar.The control of the SO 2 content in exhaust gases is currently a particularly important metrological task. All known measuring devices available up to now which are based on different principles (infrared, thermal conductivity, UV etc.) y are either too expensive or can be used in very limited measuring ranges.

Von der Anmelderin wurde daher bereits ein elektrochemischer Gasanalysator der oben genannten Art entwickelt (DE-OS 31 08 889 A1), der preiswert und über einen weiten Konzentrationsbereich anwendbar ist. Bei diesem Analysator wird bereits Elektrolyt, in die Meßzelle zugetropft und verbrauchter Elektrolyt fortgeführt. Als Elektrolyt dient verdünnte schwefelsaure Kupfersulfatlösung.The applicant has therefore already produced an electrochemical gas analyzer of the type mentioned above Art developed (DE-OS 31 08 889 A1), the inexpensive and over a wide concentration range is applicable. With this analyzer, electrolyte is already dripped into the measuring cell and used up Electrolyte continued. Dilute sulfuric acid copper sulfate solution is used as the electrolyte.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß COPYIt has now been shown, surprisingly, that COPY

die Linearität der Abhängigkeit der Meßwerte für den SO2~Gehalt und die Signalstabilität verbessert und die Ansprechgeschwindigkeit gesteigert werden kann, wenn man für einen sehr lebhaften Elektrolytaustausoh in der Zelle sorgt, bei dem zumindest etwa 50 % des Elektrolytvolumens in der Zelle pro Minute ausgetauscht werden. Da mit steigendem Elektrolytaustausch die Signalhöhe sinkt, sollte der Elektrolytaustausch jedoch auch nach oben begrenzt werden. Gleichzeitig macht der lebhafte Elektrolytaustausch eine Rezyklierung notwendig.The linearity of the dependence of the measured values for the SO 2 content and the signal stability can be improved and the response speed can be increased if a very lively electrolyte exchange is ensured in the cell, in which at least about 50% of the electrolyte volume in the cell is exchanged per minute . Since the signal level decreases with increasing electrolyte exchange, the electrolyte exchange should also be limited upwards. At the same time, the lively electrolyte exchange makes recycling necessary.

Der erfindungsgemäße Gasanalysätor ist demgemäß im wesentlichen gekennzeichnet durch einen Kreislauf zur kontinuierlichen Erneuerung des Elektrolyten in der Zelle mit einem 0,5 bis Sfachen, insbesondere 1 bis 2,5fachen, Volumenaustausch pro Minute mit einer Pumpe, einem Zufuhrsteuerungselement am Eingang der Zelle und einem SO_-Filter am Ausgang derselben.The gas analyzer according to the invention is accordingly essentially characterized by a circuit for the continuous renewal of the electrolyte in the cell with a 0.5 to 5-fold, in particular 1 to 2.5-fold, volume exchange per minute with a pump, a feed control element at the entrance of the cell and a SO_ filter at the exit of the same.

Das SO_-Filter wird insbesondere durch eine mit Luftzutritt versehene Aktivkohlepatrone gebildet, bei der Elektrolytzulauf und -ablauf derart angeordnet sind, daß die Kohle zumindest teilweise nur von Flüssigkeit benetzt wird, so daß eine relativ große Oberfläche existiert, bei der Kohle, Elektrolyt und Sauerstoff miteinander in Kontakt kommen können.The SO_ filter is in particular through a Activated charcoal cartridge provided with air access is formed during the electrolyte inlet and outlet are arranged in such a way that the coal is at least partially only wetted by liquid, so that there is a relatively large surface area where carbon, electrolyte and oxygen interact can come into contact.

Diese Forderung wird insbesondere durch eine am oberen Ende offene, senkrecht angeordnete Patrone mit unterem Auslauf gebildet, die etwa 50 bis 100 ml gekörnte Aktivkohle mit einem Korndurchmesser von zumindest etwa 1 mm enthält,This requirement is met in particular by a vertically arranged one that is open at the upper end Cartridge formed with a lower spout containing about 50 to 100 ml of granulated activated carbon with a Contains grain diameter of at least about 1 mm,

ORIGINAL INSPECTED ^ORIGINAL INSPECTED ^

an deren oberem Ende der Elektrolyt zutropft.the electrolyte is added dropwise at the upper end.

Vorzugsweise besteht die Meßelektrode aus Kohle und wird insbesondere durch einen Graphitstab gebildet, während die Gegenelektrode aus Kupfer besteht. Zweckmäßigerweise können beide Elektroden durch ein Diaphragma voneinander getrennt werden, das dann den Elektrolytstrom im wesentlichen begrenzt.The measuring electrode is preferably made of carbon and is in particular made of a graphite rod while the counter electrode is made of copper. Appropriately, both electrodes be separated from each other by a diaphragm, which then essentially controls the electrolyte flow limited.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist eine Zelle besonders geeignet, bei der die Elektrodenanordnung in einer Vertikalbohrung eines Blocks vorgesehen ist, bei dem das der Gaseinleitung dienende Zweigrohr durch eine am unteren Ende der Vertikalbohrung einmündende Schrägbohrung gebildet wird, wobei beide Bohrungen im oberen Bereich über eine Verbindungsleitung (insbesondere mit geringfügiger Neigung zur Vertikalbohrung hin) in Verbindung stehen, deren Verlängerung als Gas-For manufacturing reasons, a cell is particularly suitable in which the electrode arrangement is provided in a vertical bore of a block, in which the gas inlet is used Branch pipe is formed by an inclined bore opening at the lower end of the vertical bore, both bores in the upper area via a connecting line (especially with a minor Inclination towards the vertical bore), the extension of which as a gas

und Elektrolytauslaß aus der Zelle dient. Man kann auch beide Bohrungen schräg vorsehen.and electrolyte outlet from the cell. You can also provide both holes at an angle.

In diese Verbindungsleitung mündet der Elektrolytzulaß, der insbesondere ein darüber angeordnetes Niveaugefäß mit Auslaßkapillare (am Boden) aufweist.The electrolyte inlet flows into this connecting line, which in particular has a level vessel arranged above it with an outlet capillary (on the bottom).

Im Rückführungskreis des Elektrolyten befindet sich vorzugsweise ein größeres Vorratsgefäß (von etwa 5 1 Fassungsvermögen), dessen Niveau mittels eines niveaugeregelten Wasserzulaufs kontrolliert wird. Auf diese Weise werden Verdampfungsverluste kompensiert und die Elektrolytkonzentration im wesentlichen konstant gehalten.A larger storage vessel is preferably located in the return circuit for the electrolyte (of about 5 1 capacity), its level by means of a level-regulated water inlet is controlled. In this way evaporation losses are compensated and the electrolyte concentration is compensated held essentially constant.

Dieses Vorratsgefäß befindet sich zweckmäßigerweiseThis storage vessel is conveniently located

..··..- 33088.. ·· ..- 33088

auf einem Niveau unterhalb der Zelle, so daß der von der Zelle abfließende Elektrolyt nach Passieren des So_-Filters und vorzugsweise eines nachgeschalteten einfachen mechanischen Filters (z.B. Papier- oder Gewebefilter oder Glasfritte) in das Vorratsgefäß abfließen kann. An dieses Gefäß schließt sich dann eine Pumpe an, die den von So2 befreiten Elektrolyten aus dem Vorrat in das Element zur Elektrolytzufuhrsteuerung (insbesondere gebildet durch ein mit Auslaufkapillare versehenes Niveaugefäß) fördert.at a level below the cell, so that the electrolyte flowing out of the cell can flow into the storage vessel after passing the So_ filter and preferably a simple mechanical filter connected downstream (e.g. paper or fabric filter or glass frit). A pump then connects to this vessel, which pumps the electrolyte freed from So 2 from the supply into the element for electrolyte supply control (in particular formed by a level vessel provided with an outlet capillary).

Besonders zweckmäßig ist eine Verdoppelung der Zelle (mit Zweigrohr zur Gaseinleitung für den Zirkulationsstrora), wobei beide Zellen insbesondere als Bohrungen innerhalb eines einzigen Blocks untergebracht sind. Die Zweitzelle dient dann als Referenzzelle, durch die einfach Luft geleitet wird, und als Meßwert wird die Differenz der Ströme beider Zellen ermittelt. Auf diese Weise wird eine sonst notwendige Thermostatisierung vermieden, die insbesondere bei der Messung des SO2~Gehalts an Kaminen erforderlich wäre, in deren Umgebung unterschiedliche Temperaturen herrschen können.It is particularly useful to double the cell (with a branch pipe for introducing gas for the circulation flow), with both cells being accommodated in particular as bores within a single block. The second cell then serves as a reference cell through which air is simply passed, and the difference between the currents of the two cells is determined as the measured value. In this way, the otherwise necessary thermostatting is avoided, which would be necessary in particular when measuring the SO 2 content in chimneys, in the vicinity of which different temperatures can prevail.

Die Größe des polarographischen Stroms, der bei vorgegebener Spannung durch die Zelle fließt, wird als Maß der S02-Konzentration genommen. Dieser Strom ergibt sich durch Depolarisationseffekte an der Anode und setzt sich aus zwei Komponenten zusammen:The magnitude of the polarographic current that flows through the cell at a given voltage is taken as a measure of the S0 2 concentration. This current results from depolarization effects on the anode and consists of two components:

a) Kinetisch bedingter Grundstrom, der sehr temperaturinstabil ist unda) Kinetically determined basic current, which is very temperature unstable and

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

b) Diffusionsbedingter Meßstrom, der der SO-Konzentration proportional ist. Da es sich um einen elektrochemischen Diffusionsstrom handelt, wird er mit einem Temperaturanstieg ebenfalls größer. Auf der anderen Seite wird dieser Stromanstieg durch die temperaturbedingte Verminderung der SO -Löslichkeit wieder kompensiert, so daß dieser Teilstrom durch Temperaturänderungen praktisch nicht verändert wird.b) Measurement current caused by diffusion, that of the SO concentration is proportional. Because it is an electrochemical diffusion current acts, it also increases with a rise in temperature. On the other hand will this increase in current due to the temperature-related reduction in the SO solubility again compensated so that this partial flow is practically not changed by temperature changes will.

Wird der gesamte Meßstrom in nur einer Zelle gemessen, so ändert sich unter Temperatureinflüssen die kinetische Komponente und infolgedessen der Gesamtstrom. Um diesen Effekt zu unterdrücken, werden zwei Zellen genommen. In der ersten (Referenzzelle) wird dem Elektrolyten nur Luft oder SO„-freies Abgas (z.B. entsprechend gereinigt) zugeführt, so daß diese Zelle praktisch den kinetischen >- ' Grundstrom mißt. In die zweite (Meßzelle) wird das zu überwachende SO_-haltige Gas geleitet. Durch diese Zelle fließt der ganze aus beiden Komponenten zusammengesetzte Strom.If the entire measuring current is measured in just one cell, it changes under the influence of temperature the kinetic component and consequently the total flow. To this one To suppress effect, two cells are taken. In the first (reference cell) is only air or SO "-free exhaust gas (e.g. appropriately cleaned) is supplied to the electrolyte, so that this cell practically measures the basic kinetic current. In the second (measuring cell) the gas containing SO_ to be monitored is routed. The whole thing flows through this cell current composed of both components.

Wird die Differenz dieser beiden Ströme gemessen, so erhält man als Meßsignal nur die reine diffusionsbedingte Komponente, die der SO2-Konzentration proportional ist und temperaturstabil bleibt.If the difference between these two currents is measured, only the pure diffusion-related component is obtained as the measuring signal, which is proportional to the SO 2 concentration and remains temperature-stable.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben; es zeigen (im Schema):The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings; show it (in the scheme):

Figur 1 einen Elektrolytkreislauf für einenFigure 1 shows an electrolyte circuit for a

SO -Analysator mit Doppelzelle;SO analyzer with double cell;

-3.-3.

Figur 2 ein SO -Filter;FIG. 2 an SO filter;

Figur 3 den Aufbau einer Einzelzelle mit Manostat-Figure 3 shows the structure of a single cell with manostat

rohr;pipe;

Figur 4 eine vereinfachte Einzelzelle, die mit einem Gasdurchflußregler in derFigure 4 is a simplified single cell with a gas flow controller in the

Gaszufuhrleitung betrieben wird; Figur 5 den Querschnitt einer DoppelzellanordnungGas supply line is operated; FIG. 5 shows the cross section of a double cell arrangement

mit Einzelzelltyp gemäß Figur 4; Figur 6 eine Meßanordnung zur Ermittlung des TO Differenzstromes bei einer Doppelzelle· undwith a single cell type according to FIG. 4; Figure 6 shows a measuring arrangement for determining the TO differential current with a double cell · and

Figur. 7 eine Eichkurve.Figure. 7 a calibration curve.

Figur 1 zeigt eine Doppelzellanordnung 1 mit einer Meßzelle 2 und einer Referenzzelle 3, deren abgehender Elektrolyt über eine gemeinsame Leitung 4 zu einem SO2-Filter 5 gelangt, von dem aus nach weiterer mechanischer Filterung bei 6 der von SO- und Grobverunreinigungen befreite Elektrolyt in ein Vorratsgefäß 7 mit einer Niveauregelung fließt.Figure 1 shows a double cell arrangement 1 with a measuring cell 2 and a reference cell 3, the outgoing electrolyte passes via a common line 4 to an SO 2 filter 5, from which after further mechanical filtering at 6, the electrolyte freed from SO and coarse impurities in a storage vessel 7 flows with a level control.

Die Konstanthaltung des Niveaus erfolgt über einen Wasserzulauf 8, wodurch Verdunstungsverluste kompensiert und die Konzentration des Elektrolyten im wesentlichen konstant gehalten wird.The level is kept constant via a water inlet 8, as a result of which evaporation losses compensated and the concentration of the electrolyte kept essentially constant will.

Eine Pumpe 9 fördert Elektrolyten über die Leitung zu einem Niveaugefäß 11, aus dem der Elektrolyt über zwei Kapillaren 11' in die Zellen 2 und 3 (bzw. deren Verbindungsleitung zu den der Gaseinleitung dienenden Zweigrohren) fließt.A pump 9 conveys electrolyte via the line to a level vessel 11, from which the electrolyte Via two capillaries 11 'into cells 2 and 3 (or their connecting line to the Branch pipes serving gas inlet) flows.

Figur 2 zeigt ein SO^-Filter im Schnitt: der bei 12 von oben zutropfende Elektrolyt benetzt die Aktivkohlefüllung 13 und kommt so mit derFigure 2 shows a SO ^ filter in section: the at 12 dropping electrolyte from above wets the activated carbon filling 13 and so comes with the

COPYCOPY

gleichzeitig bei 14 zutretenden Luft in Kontakt. Von SO2 befreiter Elektrolyt fließt bei 15 am unteren Ende ab.at the same time in contact with 14 incoming air. Electrolyte freed from SO 2 flows off at 15 at the lower end.

Figur 3 zeigt den Aufbau einer einzelnen Meßzelle mit Manostatrohr 16: In der Elektrolysezelle ist eine Meßelektrode 18 in Form eines Kohlestabes angeordnet, an dem im Elektrolyten enthaltenes SO2 oxidiert wird. Als Gegenelektrode dient ein Kupferrohr 19, das durch eine Fritte 20 vom Kohlestab 18 getrennt ist. Mit der Elektrolysezelle 17 steht ein Zweiggefäß 21 in Verbindung, an dessen unterem Ende über das Rohr 22 Meßgas eingeleitet wird. Auf diese Weise entsteht in der durch Pfeile angedeuteten Weise eine kontinuierliche Elektrolytzirkulation (nach dem Mammutpumpenprinzip) .FIG. 3 shows the structure of a single measuring cell with a manostat tube 16: A measuring electrode 18 in the form of a carbon rod is arranged in the electrolysis cell, on which SO 2 contained in the electrolyte is oxidized. A copper tube 19, which is separated from the carbon rod 18 by a frit 20, serves as the counter electrode. A branch vessel 21 is connected to the electrolytic cell 17, at the lower end of which gas to be measured is introduced via the pipe 22. In this way, a continuous electrolyte circulation is created in the manner indicated by the arrows (according to the mammoth pump principle).

Frischer Elektrolyt tritt bei 23 zu, und bei 24 gelangen Gas und Überschußelektrolyt aus der Zelle.Fresh electrolyte enters at 23, and at 24 gas and excess electrolyte escape the cell.

Durch 25 ist ein Meß- und Registriergerät für den polarographischen Strom angedeutet.A measuring and recording device for the polarographic current is indicated by 25.

Herstellungstechnisch und im Gebrauch wesentlich einfacher ist eine Zelle gemäß Figur 4: Bei dieser Zelle, die mit einem Durchflußregler 26 in der Meßgaszuleitung betrieben wird, ist das Zweiggefäß als Schrägbohrung in dem gemeinsamen Meßzellenblock vorgesehen.A cell according to FIG This cell, which is operated with a flow regulator 26 in the measuring gas feed line, is that Branch vessel provided as an inclined bore in the common measuring cell block.

Figur 5 zeigt einen Schnitt durch einen Meßblock mit Doppelzelle nach dem Zelltyp gemäß FigurFIG. 5 shows a section through a measuring block with a double cell according to the cell type according to FIG

3308633086

f . /M- f. / M-

In Figur 6 wird eine geeignete elektrische Schaltung gezeigt: Durch 27 und 28 sind die beiden Zellen schematisch angedeutet. (Aufbau wie in Figur 3 oder 4). Beide Graphitelektroden 18 liegen an der gemeinsamen Spannungsquelle. Der Meß- und der Referenzstrom werden dann an einem als Differenzverstärker geschalteten Operationsverstärker 29 miteinander verglichen und eine auftretende Differenz entsprechend verstärkt. Der nachfolgend geschaltete Operationsverstärker 30 verstärkt dieses Signal auf die für das Anzeigemeßgerät 31 notwendige Spannung. Mit dem Potentiometer 32 wird unter Einleitung des gleichen Gases, insbesondere von SO^-freiem Gas, in beide Zellen der Nullpunkt an der Anzeige eingestellt. Danach wird durch die Meßzelle ein Eichgasgemisch geleitet und mit dem Potentiometer 33 die Anzeige am Meßgerät 31 übereinstimmend mit der S09-Konzentration des Eichgases eingestellt. Bei der eigentliehen Messung wird dann in die Meßzelle das zu überwachende Gas unter gleichen Bedingungen eingeleitet und dessen SO„-Gehalt gegenüberA suitable electrical circuit is shown in FIG. 6: The two cells are indicated schematically by 27 and 28. (Structure as in Figure 3 or 4). Both graphite electrodes 18 are connected to the common voltage source. The measurement and reference currents are then compared with one another at an operational amplifier 29 connected as a differential amplifier, and any difference that occurs is amplified accordingly. The operational amplifier 30 connected subsequently amplifies this signal to the voltage required for the display measuring device 31. The potentiometer 32 is used to set the zero point on the display while introducing the same gas, in particular SO ^ -free gas, into both cells. A calibration gas mixture is then passed through the measuring cell and the display on the measuring device 31 is set using the potentiometer 33 to match the S0 9 concentration of the calibration gas. During the actual measurement, the gas to be monitored is then introduced into the measuring cell under the same conditions and its SO 2 content compared

i ^-i ^ -

dem durch die Referen,zzelle geleiteten Gas ermittelt, ιdetermined the gas passed through the reference cell, ι

II.

Beim im Kreislauf geführten Elektrolyten, der außerhalb der Zelle von SO2 befreit wird, sollte die bei längerem Betrieb auftretende Cu-Konzentrationsveränderung korrigiert werden.Da die Konzentrationsänderung bei der Überwachung von Gasen, die nur wenig SO- enthalten, gering und ihr Einfluß auf den Meßwert nur schwach ist, kann man einfach bei der bevorzugten Ausführungsform des Geräts als Zwillingszelle Meß- und Referenzzelle periodisch vertauschen, wobeiIn the case of the circulating electrolyte, which is freed from SO 2 outside the cell, the change in Cu concentration that occurs during prolonged operation should be corrected If the measured value is only weak, in the preferred embodiment of the device as a twin cell, the measuring and reference cell can be exchanged periodically, with

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

in der Referenzzelle das in der Meßzelle abgeschiedene Kupfer durch Oxidation durch den im Gas enthaltenen Sauerstoff wieder in Lösung geht.
5
in the reference cell, the copper deposited in the measuring cell goes back into solution through oxidation by the oxygen contained in the gas.
5

Beispielexample

Bei einem Ifachen bzw. 2fachen Volumenaustausch des Elektrolyten (0,5 m H SO., 0,2 rn CuSO ) im bei 20 0C befindlichen Analysator (Zelle mit Gaseinleitungszweigrohr und Verbindungswegen), durch den ein Gemisch aus Stickstoff mit den angegebenen SO_-Konzentrationen mit einer Geschwindigkeit von 380 ml Gas/min geleitet wurde, erhält man eine Eichkurve, wie aus Figur 7 ersichtlich ist. Die Signalgröße bleibt bei konstanter SO„-Konzentration zeitlich stabil, und die für eine 90 %ige Änderung der Signalhöhe erforderliche Zeit (^0) betrug rund 110 s.With an I-fold or 2-fold volume exchange of the electrolyte (0.5 m H SO., 0.2 m CuSO) in the analyzer located at 20 0 C (cell with gas inlet branch pipe and connecting paths), through which a mixture of nitrogen with the specified SO_- Concentrations was passed at a rate of 380 ml gas / min, a calibration curve is obtained, as can be seen from FIG. The signal magnitude remains stable over time with a constant SO2 concentration, and the time (^ 0 ) required for a 90% change in the signal height was around 110 s.

Mit einem Volumenaustausch unter 0,5 wird Cg0 deutlich langer (bis 200 s und mehr). Die Signal-Stabilität ist dann gering und^Steilheit der Eichkurve vermindert.With a volume exchange below 0.5, Cg 0 becomes significantly longer (up to 200 s and more). The signal stability is then low and the slope of the calibration curve is reduced.

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

./f3·./f3·

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Claims (10)

Kernforschungsanlage Jülich Gesellschaft mit beschränkter HaftungJülich nuclear research facility limited liability company PatentansprücheClaims ,' 1.) Elektrochemischer Gasanalysator für den SO2-Gehalt in Gasen, insbesondere Rauchgasen,mit einer Meßzelle mit einer die Depolarisationsströme der zu bestimmenden Gase anzeigenden Meßelektrode und einer unpolarisierbaren Gegenelektrode im gleichen Elektrolyten, der durch die Meßgaseinleitung zu einer Zirkulationsströmung angetrieben wird, die gelöstes Gas enthaltenden Elektrolyten durch den Zwischenraum zwischen Meß- und Gegenelektrode treibt, gekennzeichnet durch einen Kreislauf zur kontinuierlichen Erneuerung des Elektrolyten in der Zelle(17 mit 21) mit einem 0,5 bis 5fachen Volumenaustausch pro Minute mit einer· Pumpe (9), --^ 15 einem Zufuhrsteuerungselement (11) am Eingang, '1. ) Electrochemical gas analyzer for the SO 2 content in gases, especially flue gases, with a measuring cell with a measuring electrode indicating the depolarization currents of the gases to be determined and a non-polarizable counter-electrode in the same electrolyte, which is driven to a circulation flow by the measuring gas inlet, drives the electrolytes containing dissolved gas through the space between the measuring and counter electrodes, characterized by a circuit for the continuous renewal of the electrolyte in the cell (17 to 21) with a 0.5 to 5-fold volume exchange per minute with a pump (9), - ^ 15 a feed control element (11) at the entrance der Zelle und einem SO3- Filter (5) am Ausgang • der Zelle.the cell and an SO 3 filter (5) at the output • of the cell. 2. Gasanalysator nach Anspruch 1, dadurch2. Gas analyzer according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß das S0o-Filter (5) durch eine mit Luftzutritt (14) versehene Aktivkohlepatrone gebildet wird mit einer solchen Anordnung von Elektrolytzulauf (12) und -ablauf (15),characterized in that the S0 o filter (5) is formed by an activated carbon cartridge provided with an air inlet (14) with such an arrangement of electrolyte inlet (12) and outlet (15), daß die Kohle zumindest teilweise nur von Flüssiges keit benetzt wird. that the coal is at least partially wetted only by liquid speed. 3. Gasanalysator 'nach Anspruch 2-, dadurch' gekennzei^; h'~h e t , daß die Aktiv-3. gas analyzer 'according to claim 2-, characterized' marked ^; h '~ h e t that the active fifia kohlepatrone durch eine senkrechte Patrone mitfifia charcoal cartridge with a vertical cartridge nö/ha COPYnope / ha COPY einer das obere Ende freilassenden Aktivkohlefüllung (13) mit einer Körnung von zumindest 1 mm, einem unteren Auslaß (15), einer oberen Tropfzuführung (12) und Luftzutrittsöffnungen (14) am oberen Ende gebildet wird.an activated carbon filling (13) leaving the upper end free and having a grain size of at least 1 mm, a lower outlet (15), an upper drip feed (12) and air inlet openings (14) is formed at the top. 4. Gasanalysator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektrode (18) aus Kohle und die Gegenelektrode (19) aus Kupfer besteht.4. Gas analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that that the measuring electrode (18) is made of carbon and the counter electrode (19) is made of copper. 5. Gasanalysator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Meß- und Gegenelektrode (18, 19) in einer senkrechten Bohrung eines Meßzellenblocks untergebracht sind, an deren unterem Ende eine Schrägbohrung für die Gaseinleitung mündet, die. am oberen Ende eine Verbindungsleitung zur Vertikalbohrung aufweist, in welche Verbindungsleitung die Elektrolytzufuhrleitung (11') einmündet (Figur 4).5. Gas analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that that measuring and counter electrode (18, 19) are housed in a vertical bore of a measuring cell block, at the lower end of a Inclined bore for the gas inlet opens, the. at the upper end a connection line to the Has vertical bore into which connecting line the electrolyte supply line (11 ') opens (Figure 4). 6. Gasanalysator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrolytzufuhrsteuerungselement durch ein eine Auslaßkapillare (11*) am Boden aufweisendes Niveaugefäß (11) oberhalb der Verbindungsleitung zwischen dem der Gaseinleitung dienenden Zweiggefäß (21) und der die Elektroden aufnehmenden Zelle (17) gebildet wird.6. Gas analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that that the electrolyte supply control element through an outlet capillary (11 *) at the bottom having level vessel (11) above the connecting line is formed between the branch vessel (21) serving to introduce the gas and the cell (17) receiving the electrodes. 7. Gasanalysator nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Vorratsgefäß (7) im Elektrolytkreislauf mit einer Niveauregelung über einen niveaugeregelten Wasserzulaß (8).7. Gas analyzer according to one of the preceding claims, characterized by a storage vessel (7) in the electrolyte circuit with level control via a level-controlled one Water inlet (8). 3308833088 8. Gasanalysator nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Diaphragma (20) zwischen Meß- und Gegenelektrode (18, 19).8. Gas analyzer according to one of the preceding claims, characterized by a diaphragm (20) between the measuring and counter electrodes (18, 19). 9. Gasanalysator nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verdoppelung der Zelle mit Luftzufuhr zur Zweitzelle, die als Referenzzelle zur Ermittlung der Differenz der Ströme beider Zellen dient (Figur 5, 6).9. Gas analyzer according to one of the preceding claims, characterized by a doubling of the cell with air supply to the second cell, which is used as a reference cell for determination the difference between the currents of the two cells is used (FIGS. 5, 6). 10. Gasanalysator nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Zusammenführung der Elektrolytströme am Ausgang der Erst- und Zweitzelle (2, 3) vor dem SO2-Filter (5)10. Gas analyzer according to claim 9, characterized by a merging of the electrolyte flows at the output of the first and second cells (2, 3) in front of the SO 2 filter (5) ORIOINAL INSPECTEDORIOINAL INSPECTED
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3033680A1 (en) * 1979-09-10 1981-03-12 Olympus Optical Co., Ltd., Tokyo DOSING AND LINE SYSTEM FOR ANALYZER DEVICES
DE3108889A1 (en) * 1981-03-09 1982-09-16 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich ELECTROCHEMICAL GAS ANALYZER

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