DE387911C

DE387911C - Verfahren zur fortlaufenden Pruefung des Kohlensaeuregehaltes von Gasmischungen, insbesondere von Rauchgas, mittels Durchleitens durch eine Fluessigkeit und Messung der elektrischen Leitfaehigkeit

Info

Publication number: DE387911C
Application number: DEE28212D
Authority: DE
Original assignee: ARNOLD EUCKEN DR
Current assignee: ARNOLD EUCKEN DR
Priority date: 1922-06-14
Filing date: 1922-06-14
Publication date: 1924-01-05

Description

Verfahren zur fortlaufenden Prüfung des Kohlensäuregehaltes von Gasmischungen, insbesondere von Rauchgas, mittels Durchleitens durch eine Flüssigkeit und Messung der elektrischen Leitfähigkeit. . In der Regel bedient man sich zur Feststellung des Kohlensäuregehaltes einer Gasmischung chemischer Methoden. (Absorption der Kohlensäure durch Natronlauge.) Für die Technik sind diese Methoden weniger geeignet, weil eine ununterbrochene Prüfung der Gasmischung und daher eine dauernde Überwachung des Betriebes eine relativ komplizierte Apparatur erforderlich macht. Günstiger für eine fortlaufende Analyse liegen die Verhältnisse, wenn man physikalische Eigenschaften der Gasmischung zur Messung verwendet. Es ist bereits mit Erfolg versucht worden, eine Rauchgasanalyse auf die Veränderlichkeit des Wärmeleitvermögens einer Luft-Kohlensäure-Mischung bei veränderlichem Kohlensäuregehalt zu begründen. Indessen ist der prozentuale Unterschied des Wärmeleitvermögens eines kohlensäurereichen oder -armen Rauchgases nur gering (er beträgt wenige Prozente). Erheblich stärkere Wirkungen erhält man durch ein Verfahren, welches auf-Üer Tatsache beruht, daß die an sich geringe elektrische Leit-. fähigkeit einiger Flüssigkeiten, z. B. von reinem Wasser, durch Einleiten von gewissen Gasen, z. B. Kohlensäure, stark erhöht wird. Es handelt sich hierbei nicht darum, das gesamte Gas (Kohlensäure) durch die Flüssigkeit absorbieren zu lassen, sondern um die Herstellung des Lösungsgleichgewichtes auf Grund des Henry Daltonschen Gesetzes, welches darin besteht, daß die Konzentration des gelösten Gases in der Flüssigkeit dem Teildruck des Gases im Gasraum proportional ist. L'a die Leitfähigkeit der Flüssigkeit unter geeigneten Umständen bekanntlich ein gutes Maß für die Konzentrationen der in ihr gelösten Substanzen darstellt, kann die Leitfähigkeit der mit dem Gase gesättigten Flüssigkeit unmittelbar zur Messung des Teildruckes bzw. Prozentgehaltes desjenigen Gases verwendet werden, das die Leitfähigkeit der Flüssigkeit erhöht. (Im vorliegenden Falle der Kohlensäure.) Es ist hierbei besonders darauf hinzuweisen, daß die Flüssigkeit, deren elektrisches Leitvermögen gemessen wird, wieder ohne weiteres regeneriert wird, wenn man ein kohlensäurefreies Gas, z. B. kohlensäurefreie Luft, durch dieselbe hindurchleitet. Indessen ist eine derartige besondere Regeneration der Flüssigkeit nicht einmal erforderlich, wenn man die Zusammensetzung eines Rauchgases dauernd verfolgen will, da sich die Flüssigkeit bei aufeinanderfolgendem Durchleiten verschieden zusammengesetzter Rauchgase gewissermaßen automatisch regeneriert. Hat man z. B. zunächst ein kohlensäurereiches Rauchgas verwandt und dementsprechend eine relativ hohe Leitfähigkeit beobachtet, so wird beim Hindurchleiten eines kohlensäureärmeren Rauchgases die in der Flüssigkeit zuviel befindliche Kohlensäure einfach herausgewaschen, und es stellt sich dieselbe Leitfähigkeit her, die man erhalten hätte, wenn man von reinem Wasser ausgegangen wäre.
Wie von verschiedenen Forschern festgestellt wurde, ist die elektrische Leitfähigkeit einer wässerigen Kohlensäurelösung nahezu proportional der Quadratwurzel aus dem Kohlensäuregehalt der durchgeleiteten Gasmischung. Eine Verdoppelung des Kohlensäuregehaltes des Rauchgases (etwa von ro auf 2o Prozent) bedingt daher eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit von mehr als 4.o Prozent, während Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenoxyd keinen Einfluß auf die elektrische Leitfähigkeit haben. Da eine elektrische Leitfähigkeitsmessung ohne Schwierigkeiten auf Bruchteile von Promillen ausgeführt werden kann, läßt sich somit aus ihr der Kohlensäuregehalt der Gasmischung mit einer größeren Genauigkeit ermitteln, als es für praktische Zwecke in der Regel erforderlich sein wird.
An Stelle einer reinen Flüssigkeit (Wasser) kann zur Absorption auch eine geeignete Lösung verwandt werden. Vorteile bietet insbesondere eine Aufschlämmung eines schwerlöslichen Niederschlags (z. B. Kalziumkarbonat), dessen elektrische Leitfähigkeit ähnlich wie beim Wasser vom jeweiligen Kohlensäuregehalt des durchgeleiteten Gases abhängt.
Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit der von dem (gut gereinigten) Rauchgas durchspülten Flüssigkeit kann auf verschiedene Arten erfolgen. Da es sich hier um die Messung relativ geringer Leitfähigkeiten (große M-iderstände) handelt, kann man unter Verwendung einer Spannung von zzo bis 220 Volt mit Gleichstrom arbeiten. Man bedient sich entweder der Wheatstone'schen Brückenschaltung oder noch einfacher, man bildet aus Spannungsquelle, Meßtrog und einem empfindlichen Zeigergalvanometer (Milliamperemeter) einen einfachen Stromkreis. Die Skala des letzteren Instruments wird dann derart geeicht, daß es unmittelbar den Kohlensäuregehalt anzeigt (gegebenenfalls läßt sich auch ein registrierendes Instrument verwenden). Der sonst bei Leitfähigkeitsmessungen von Flüssigkeiten gebräuchliche Wechselstrom ist im vorliegenden Falle gleichfalls zulässig, aber weniger empfehlenswert.
Der elektrolytische Meßtrog muß, falls man zur Messung Gleichstrom verwenden will, eine relativ hohe M iderstandskapazität besitzen. Um eine rasche Sättigung der Flüssigkeit mit dem Gase zu ermöglichen, ist es empfehlenswert, ihm ein kleines Volumen zu geben und ihn mit einer Vorrichtung zu versehen, die den Gasstrom beim Eintreten in zahlreiche Bläschen verteilt. Eine Konstruktion, die diesen Anforderungen entspricht, ist in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt. In dieser bedeuten a die Eintrittsstelle des Gasstromes (ein dünnes mit zahlreichen feinen Löchern versehenes Platinblech), b die Austrittsstelle, c die Elektroden.
Das Verfahren arbeitet etwa in folgender Weise: Ein kleiner Teil des auf seinen Kohlensäuregehalt zu prüfenden Gases wird aus seinem Hauptkanal (Schornstein) mittels einer kleinen Pumpe durch eine kurze Nebenleitung, einige Vorlagen zur Reinigung und den Meßtrog hindurchgepreßt. Die dem jeweiligen Kohlensäuregehalt entsprechende Leitfähigkeit stellt sich nach wenigen Minuten her; bei fortlaufendem Betrieb folgt somit der Apparat fast momentan den Schwankungen des Kohlensäuregehaltes. Letzterer wird auf einem in beliebiger Entfernung vom Meßtrog (z. B. im Kesselraum) anzubringendem Zeigerinstrument unmittelbar abgelesen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur fortdauernden Prüfung des Kohlensäuregehaltes von Gasmischungen, insbesondere von Rauchgas, bei dem die Gasmischung durch eine geeignete Flüssigkeit geleitet wird, deren elektrische Leitfähigkeit verfolgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit, z. B. Wasser, Kalziumkarbonataufschwemmung, durchdas Hindurchleiten des Gases dauernd automatisch regeneriert wird.