DE4319914C2 - Verfahren zur Absorption von in einem Probengas enthaltenen CO¶2¶-Anteilen - Google Patents
Verfahren zur Absorption von in einem Probengas enthaltenen CO¶2¶-AnteilenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Absorption von in einem Probengas enthaltenen CO₂-
Anteilen mittels einer Reaktionslösung.
Bei der Untersuchung von Umweltchemikalien werden häu
fig Versuche mit Substanzen durchgeführt, die an einer
oder mehreren Kohlenstoff-Positionen des Moleküls mit
dem Kohlenstoffisotop ¹⁴C markiert sind, um so die hohe
Nachweisempfindlichkeit für ¹⁴C mit der konventionellen
chemischen Analytik zu koppeln. Bei der Biomineralisie
rung dieser Substanzen entsteht als Endmetabolit ¹⁴CO₂.
Damit kann die ¹⁴CO₂-Entwicklung als Parameter für die
Biomineralisierung dienen. Bisher waren hierbei keine
Messungen in niedrigen Konzentrationsbereichen notwen
dig, da speziell bei Versuchen im Labormaßstab freige
setztes ¹⁴CO₂ kaum verdünnt wird und mit nur geringen
Gasmengen leicht erfaßt werden kann.
Das ist jedoch anders bei Versuchen unter realistischen
Außenbedingungen, so z. B. in Lysimeterexperimenten, wie
sie von Führ, F., Steffens, W., Mittelstaedt, W. und
Brumhard, B. (1991): Lysimeter experiments with ¹⁴C-
labelled pesticides - An agroecosystem approach, in
"Pesticide Chemistry", Hrsg.: H. Frehse, VCH Weinheim: S.
37-48, beschrieben sind. So führt bei der Untersu
chung von ¹⁴C-markierten Substanzen in einer Windkanal
anlage eine hohe Luftwechselrate zu einer starken
Herabsetzung der ¹⁴CO₂-Konzentration.
Um die Entwicklung der Biomineralisierung bei solchen
Windkanalexperimenten zeitlich genauer erfassen zu kön
nen, d. h. eine hinreichend zeitliche Auflösung der an
gefallenen ¹⁴CO₂-Konzentrationen zu erhalten, ist es
erforderlich, den Integrationszeitraum kürzer
(beispielsweise 48 Std.) zu wählen, als dies beispiels
weise bei Messungen in kerntechnischen Anlagen der Fall
ist, bei denen der Integrationsraum im Wochenmaßstab
liegt. Zugleich ist es erforderlich, die Probenauf
bereitung und Messung so einfach wie möglich zu gestal
ten, um die bei einer aufwendigen Probenbehandlung auf
tretenden Fehler zu vermeiden. Angestrebt wird daher
eine Kurzzeituntersuchung bei hoher Flußrate
(Luftdurchsatz) und einfacher Probenherstellung.
Zur Erreichung dieses Zieles wird eine möglichst hohe
Anreicherung des CO₂ in einer möglichst kleinen Probe
in möglichst einem einzigen Untersuchungsschritt ange
strebt. Dies bedingt entsprechende methodische wie ap
parative Möglichkeiten.
Bekannt sind reaktive Ahreicherungsverfahren (Chemie
sorption an alkalischen Feststoffen, Absorption in
alkalischen Lösungen oder Lösungen organischer Amine)
und nichtreaktive Anreicherungsverfahren (Adsorption an
Molekularsieb, Ausfrieren, Diffusion). Im Hinblick auf
die vorgegebene Zielsetzung scheiden von diesen
Verfahren alle Verfahren aus, bei denen nach dem
eigentlichen Anreicherungsschritt weitere Schritte zur
Probenaufbereitung erforderlich sind. Auch scheidet
beispielsweise das Ausfrieren von CO₂ für den Routine
betrieb aus, weil es sich hierbei um eine wartungs
aufwendige Methode handelt.
Als geeignet bietet sich grundsätzlich die reaktive An
reicherungsmethode an, jedoch ergibt sich aus dem Stand
der Technik keine Möglichkeit, in einem ein
zigen Untersuchungsschritt zu einer hochangereicherten
Probe zu gelangen.
Aus der DE 31 35 160 A1 ist ein Verfahren zum
Auswaschen saurer Gase, insbesondere Kohlendioxyd, aus
diese enthaltenden Gasgemischen mittels einer
wäßrigen, wenig flüchtigen Lösung von Hexandyamin und
Monoäthanolamin bekannt. Bei diesem Verfahren geht es
in erster Linie um das Auswaschen der sauren Gase aus
den Gasgemischen, nicht aber um die Anreicherung des
CO₂ in einer möglichst kleinen Probe. Es werden daher
große Mengen an Waschflüssigkeit eingesetzt und diese
bei der Durchführung des Verfahrens laufend
regeneriert.
Bei einem weiteren aus Ing. Eng. Chem., Prod. Res.
Develop. 8 (1969) Nr. 4, S. 412-414 bekannten Verfahren
wird als CO₂-Absorber 3 (Methyl-Sulfonyl) Propylamin
eingesetzt.
Dem Stand der Technik sind zur Aufbereitung und Behand
lung von Gasen unterschiedliche Techniken zu entnehmen.
So ist aus der US 30 31 174 bekannt, Gas bei der Gas
waschung nach dem Durchlaufen des Absorbers zu kühlen.
Aus der DE 36 01 450 C1 ist es bekannt, einen spiral
förmigen, von außen gekühlten Kühler zu verwenden,
durch den das Gas zum Gasauslaß gelangt, wobei der
Innendurchmesser und Neigungsmesser des spiralförmigen
Leitungsteils so bemessen ist, daß das Kondensat nach
unten abläuft. Aus der US 779 824 ist bekannt, den für
die Reaktionslösung vorgesehenen Raum mit Schikanen für
die auf steigenden Gasblasen zu versehen. Der
DE 35 09 038 A1 ist zu entnehmen, daß bei einer
Apparatur zu Entnahme und Aufbereitung von Gasen aus
Gasströmen unter Verwendung einer Gasflasche
Absorptions-Filter- und Trockeneinheiten eingesetzt
werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu
schaffen, daß unter Verwendung von 2-Methoxy-Propylamin
als Absorber bei hohem Gasdurchsatz eine quantitative
CO₂-Absorption über längere Zeiträume ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei diesem Verfahren wird eine intensive Kühlung der
abströmenden Luft bewirkt, so daß ein Verdunsten der
sehr flüchtigen Reaktionslösung verhindert wird. Die
Gaswaschflasche ist dazu zweckmäßigerweise an einen mit
Kühlflüssigkeit, beispielsweise mit Ethanol, gefüllten
Bad-Kryostaten angeschlossen. Die Kühlflüssigkeit wird
von der Umwälzpumpe des Bad-Kryostaten ständig in
Bewegung gehalten und umspült die Spirale
(zweckmäßigerweise eine Glasspirale) der Waschflasche.
Es ist zweckmäßig, eine Gaswaschflasche zu verwenden, bei der Innendurchmesser und Neigungswinkel
des spiralförmigen Leitungsteils so bemessen sind, daß
das Kondensat nach unten abläuft. Dies ist in der Regel
bei einem Neigungswinkel der Spirale von 8-12° der
Fall.
Es ist außerdem zweckmäßig, daß eine Gaswaschflasche
verwendet wird, bei der sich im unteren Teil des die
Reaktionslösung enthaltenden Raumes eine Fritte zur
Verperlung des eingeleiteten Probengases befindet und
der Raum mit Schikanen für die aufsteigenden Gasblasen
versehen ist. Im Saugbetrieb bleibt über dieser Glas
fritte die Absorptionslösung stehen. Dabei findet eine
sehr feine Verperlung der Luft in der Absorptionslösung
statt, wodurch die Absorptionslösung unter Umständen
stark aufgeschäumt wird.
Um ein Eindringen des Schaumes in die Spirale zu
verhindern, sollte der die Lösung enthaltende Raum so
bemessen sein, daß durch die Reaktion nach oben auf
schäumende Lösung nicht in die Spirale gelangt.
Die Schikanen führen dazu, daß die Gasblasen länger in
der Absorptionslösung verbleiben und so eine möglichst
vollständige Reaktion erzielt wird.
Das Verfahren bietet die apparative
Möglichkeit zur Durchführung der optimalen Anreicherung
des im Gas enthaltenen Gasanteils sowie die Möglichkeit
einer einfachen Aufbereitung der Probe, da in einem
kleinen Lösungsvolumen ein möglichst hoher Anteil des
angereicherten Gasanteils gesammelt werden kann.
Im Rahmen des Verfahrens, beispielsweise zur
Anreicherung von ¹⁴C aus ¹⁴CO₂-haltiger Luft, wird eine
Trocknungseinheit verwendet, welche aus einer mit
Silicagel gefüllten Vertrocknungseinheit und einer mit
Phosphorpentoxid gefüllten Haupttrocknungseinheit
besteht.
Außerdem ist es zweckmäßig, der Gaswaschflasche zur
Aufnahme von Restbeständen der Reaktionslösung eine
Aktivkohleeinheit und ein Staubfilter nachzuschalten.
CO₂ wird in 2-Methoxy-Propylamin als Carbamat gebunden.
Es weist eine sehr hohe CO₂-Aufnahmekapazität von
4,8 mMol/ml auf. Die Reaktivität mit CO₂ ist ebenfalls
sehr hoch (stark exotherme Reaktion), so daß selbst bei
einer Sättigung von ≈ 80% noch kein CO₂-Durchbruch zu
beobachten ist. Obwohl 2-Methoxy-Propylamin bei Zimmer
temperatur sehr flüchtig ist, verhindert die intensive
Rückflußkühlung der Abluft ein Verdunsten der
Absorptionslösung während der Probenahme. Die absolute
Trocknung der Probenluft vor Eintritt in die Waschfla
sche garantiert, daß der Feuchtegehalt der Luft zu kei
ner Wasseranreicherung im Absorptionscocktail führt.
Ohne Wasseranteil ist 2-Methoxy-Propylamin in jedem
Verhältnis mit preiswerten Szintillationscocktails auf
Toluolbasis mischbar. Autoxidationseffekte wurden bei
2-Methoxy-Propylamin nicht beobachtet, günstig wirkt
auch die sehr niedrige Viskosität, die eine intensive
Feinverperlung der Probenluft ermöglicht. Die angerei
cherte Probe ist im Flüssigkeits-Scintillationsspektro
meter (LSC) meßbar.
In der Zeichnung wird die verwendete Gaswaschflasche sowie eine
Ausführungsform der Apparatur zur Durchführung des Verfahrens
schematisch dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Gaswaschflasche mit Rückflußkühlung;
Fig. 2 eine Apparatur zur Absorption von CO₂ aus
CO₂-haltiger Luft.
Die in Fig. 1 dargestellte Gaswaschflasche besteht aus
Glas. Sie ist für den Saugbetrieb vorgesehen, so daß
Luft über den Lufteinlaß 1 direkt nach unten unterhalb
der Glasfritte 2, durch diese hindurch in den Raum 3,
in dem sich die Reaktionslösung befindet, aus diesem in
die Glasspirale 4 und von dieser zum Luftauslaß 5
gelangt.
Die Glasspirale 4 ist von dem Kühlmantel 6 umgeben, in
welchem über den Kühlmittelzulauf 7 Kühlmittel zum
Kühlmittelablauf 8 gelangt. Der Kühlmantel 6 ist von
einem Vakuumisoliermantel 9 umgeben.
Der Raum 3 unterhalb der Glasspirale 4 ist mit Schika
nen 10 versehen, um in der Reaktionslösung auf steigende
Gasperlen am direkten Aufsteigen zu hindern. Im oberen
Bereich ist der Raum 3 in seinem Querschnitt erweitert
und mündet in den Tropftrichter 11, der mit einem
Pfropfen verschließbar ist. Diese Querschnittserweite
rung bewirkt - in Verbindung mit einer entsprechenden
Dimensionierung des Raumes 3 -, daß die aufgeschäumte
Lösung nicht bis in die Spirale 4 gelangen kann.
Der Innendurchmesser der Glasspirale 4 beträgt 7 mm und
der Neigungswinkel der Spirale 8-12°.
Zur Entnahme der angereicherten Lösung ist der Ablaß
hahn 12 vorgesehen. Über einen Trichter 13 und einen
Dreiwegehahn 14 kann Spülmittellösung in die
Glasspirale eingegeben werden.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Apparatur dar
gestellt, wie sie zur Anreicherung von CO₂ aus Luft
eingesetzt worden ist. Die CO₂-haltige Probenluft ge
langt in die hintereinandergeschalteten Glaskartuschen
X1 und X2, die jeweils mit Adsorberharz hoher Affinität
gegenüber organischen Verbindungen gefüllt sind. In ih
nen werden zunächst organische (flüchtige) ¹⁴C-mar
kierte Verbindungen aus der Probenluft abgetrennt. Die
eingesetzten Glaskartuschen haben einen Innendurchmes
ser von 25 mm. Über einen seitlichen, in der Zeichnung
nicht dargestellten Einfüllstutzen können rund 50 ml
Adsorberharz zwischen zwei eingeschmolzenen Glasfritten
eingefüllt werden. Durch diese Glasfritten wird das Ad
sorberharz sowohl beim Sammelvorgang als auch bei der
späteren Elution in Position gehalten.
Vor Eintritt in die gekühlte Intensivwaschflasche G1
wird die Luft in der Glassäule T1 (80 mm Innendurch
messer, 800 mm Länge) mit Silicagel vorgetrocknet
(erreichter Taupunkt -5--15°C) und in der Glas
säule T2 (40 mm Innendurchmesser, 800 mm Länge) mit
Phosphorpentoxid absolut getrocknet (erreichter Tau
punkt ca. -95°C).
Die getrocknete Luft gelangt nun in die Intensivwasch
flasche GI, wodurch bei äußerst feiner Verperlung der
Probenluft mit 2-Methoxy-Propylamin eine quantitative
Reaktion des CO₂ zum Carbamat statt findet. Die aus der
Reaktionslösung abströmende Luft ist nun CO₂-frei und
mit 2-Methoxy-Propylamin gesättigt. 2-Methoxy-Pro
pylamin wird bei -40°C in der Kühlschlange der Inten
sivwaschflasche auskondensiert und gelangt zum
Reaktionsort zurück. Restgehalte an 2-Methoxy-Pro
pylamin in der Abluft werden in einer der Intensiv
waschflasche GI nachgeschalteten, mit Aktivkohle ge
füllten Gaswaschflasche A zurückgehalten, um die
Pumpe P zu schützen. Aus dem gleichen Grunde befindet
sich vor der Pumpe noch eine mit Watte gefüllte Kartu
sche S als Filter, der Aktivkohlestaub zurückhält. Als
Saugpumpe P kommt eine Metallfaltenbalgpumpe zum Ein
satz. Am Saugstutzen der Pumpe ist ein Unterdruckmeßge
rät B angeschlossen, um den Arbeitspunkt der Pumpe zu
überwachen (100-200 mbar Unterdruck bei 3,5 1/min).
Die Luftmengenmessung erfolgt am Pumpenausgang mit
einer Gasuhr G trockener Bauart, die mit einem
Impulsgeberausgang an ein Datenerfassungssystem ange
schlossen werden kann. Zur Korrektur der gemessenen Vo
lumina auf Sammel- bzw. Normalbedingungen ist ein Tem
peraturfühler (Pt-100) im Luftstrom hinter der Gasuhr
installiert. Zuletzt durchströmt der Probenluftstrom
einen Sinkkörper-Durchflußzähler, der die aktuelle
Flußrate anzeigt.
In der Intensivwaschflasche GI wurde 60 ml Reaktionslö
sung eingesetzt (≈ 10 ml verdunsten), von der das CO₂
bei einem Probenluftstrom von 3,5 1/min aufgenommen
wurde. In Portionen von je 10 ml der Reaktionslösung
wurde in einem Flüssigkeits-Szintillationsspektrometer
(LSC) das Kohlenstoffisotop ¹⁴C(β-Strahler, Halb
wertszeit 5570 Jahre, Emax = 0,156 MeV) gemessen.
Es konnten ¹⁴CO₂-Konzentrationen von 54 mBq/m³ nachge
wiesen werden, was der natürlichen ¹⁴C-Konzentration
der Atmosphäre entspricht. Die errechnete Nachweis
grenze NWG liegt bei 18 mBq/m³.
Claims (5)
1. Verfahren zur Absorption von in einem Probengas
enthaltenden CO₂-Anteilen mittels einer Reak
tionslösung,
wobei das Probengas durch eine Apparatur bestehend aus einer Adsorbereinheit, einer Trocknungseinheit und einer Gaswaschflasche gesaugt wird, wobei die Adsorbereinheit mit Adsorberharz hoher Affinität gegenüber organischen Verbindungen gefüllt wird,
wobei die Trocknungseinheit mit einem Trockenmittel gefüllt wird,
und wobei eine Gaswaschflasche verwendet wird, bei der das Probengas zunächst durch einen Gaseinlaß und dann durch einen 2-Methoxy-Propylamin als Reaktionsflüssigkeit enthaltenden Raum geleitet wird, der in ein sich nach oben erstreckendes, von außen gekühltes, spiralförmiges Leitungsteil mündet, durch welches das Probengas zum Gasausgang geführt wird, wobei Kondensat der Reaktionsflüssigkeit aus dem spiral förmigen Leitungsteil in den Raum nach unten abläuft.
wobei das Probengas durch eine Apparatur bestehend aus einer Adsorbereinheit, einer Trocknungseinheit und einer Gaswaschflasche gesaugt wird, wobei die Adsorbereinheit mit Adsorberharz hoher Affinität gegenüber organischen Verbindungen gefüllt wird,
wobei die Trocknungseinheit mit einem Trockenmittel gefüllt wird,
und wobei eine Gaswaschflasche verwendet wird, bei der das Probengas zunächst durch einen Gaseinlaß und dann durch einen 2-Methoxy-Propylamin als Reaktionsflüssigkeit enthaltenden Raum geleitet wird, der in ein sich nach oben erstreckendes, von außen gekühltes, spiralförmiges Leitungsteil mündet, durch welches das Probengas zum Gasausgang geführt wird, wobei Kondensat der Reaktionsflüssigkeit aus dem spiral förmigen Leitungsteil in den Raum nach unten abläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei eine Gasflasche verwendet wird, bei der sich
im unteren Teil des die Reaktionslösung enthalten
des Raumes eine Fritte zur Verperlung des einge
leiteten Probengases befindet und der Raum mit
Schikanen für die aufsteigenden Gasblasen versehen
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei
eine Trocknungseinheit verwendet wird, welche
aus einer mit Silicagel gefüllten Vortrocknungs
einheit und einer mit Phosphorpentoxid gefüllten
Haupttrocknungseinheit besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
der Gaswaschflasche eine Aktivkohle
einheit und ein Staubfilter nachgeschaltet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
eine Metallfaltenbalgpumpe zum
Durchsaugen des Probengases durch die Absorp
tionsapparatur verwendet wird.
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US2356530A (en) * | 1940-06-26 | 1944-08-22 | Pflock Rudolf | Apparatus for the absorption of gases in liquids |
US3031174A (en) * | 1959-03-10 | 1962-04-24 | Walter F Swanton | Fluid purifier and sealing valve |
US3581473A (en) * | 1969-04-23 | 1971-06-01 | Phillips Petroleum Co | Sampling apparatus |
CH637026A5 (de) * | 1979-05-02 | 1983-07-15 | Buechi Lab Tech | Destilliereinheit. |
DE3135160A1 (de) * | 1981-09-04 | 1983-03-17 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zum auswaschen saurer gase aus gasgemischen |
DE3509038A1 (de) * | 1985-03-14 | 1986-09-18 | Skw Trostberg Ag, 8223 Trostberg | Verfahren und vorrichtung zur entnahme und aufbereitung von gasen aus gasstroemen |
DE4001979A1 (de) * | 1990-01-24 | 1991-07-25 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen ueberwachung von abgasen aus verbrennungsanlagen |
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