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Einrichtung zur störungsfreien automatischen Gasanalyse, bei welcher
das zu analysierende Gasgemisch in einem Reaktionsraum verbrannt wird Selbsttätige
Gasuntersucher, deren Arbeitsprinzip darauf beruht, daß man zu dem zu untersuchenden
Gas eine zweite Gasart zuführt und dann das Gemisch zur Reaktion bringt, sind in
der bisher bekannt gewordenen Ausführung sehr betriebsunsicher. Ihre Anwendung hat
sich daher auch auf Spezialfälle beschränkt, und es war bis jetzt nicht möglich,
nach diesem an und für sich sehr einfachen Arbeitsverfahren beispielsweise den Sauerstoffrest
in Rauchgasen zu bestimmen, obwohl diese selbsttätige Untersuchung den großen Vorteil
für sich hätte, völlig eindeutig zu sein, was für die Bestimmung der Kohlensäure
nicht gilt. Verwendet man für die Bestimmung des Sauerstoffrestes in Rauchgasen
einen Apparat, wie ihn das Patent Nr. 239 887 kennzeichnet, und mischt das
zu untersuchende Gas mit einem brennbaren Gas, beispielsweise Wasserstoff, so treten
regelmäßig beim Anlassen des Apparates Verpuffungen ein, die den Apparat zerstören.
Die Ursache liegt darin, daß die im Apparat vorhandene Luft sich beim Anlassen mit
dem Wasserstoff mengt, wodurch explosive Gemische entstehen; dasselbe tritt auch
ein, wenn man ein brennbares Gas mit dem Apparat untersuchen möchte. Dieser Übelstand
läßt sich nur dadurch vermeiden, daß man alle Räume vor Beginn der ersten Analyse
so lange mit dem zu untersuchenden Gas bzw. dem Zusatzgas durchspült,,bis explosive
Gemische nicht mehr auftreten können. Am einfachsten läßt sich dieses Verfahren
nun bei selbsttätigen Apparaten in der Weise zur Durchführung bringen, daß die Reaktionskammer,
in welcher die Gasgemische zur Verbindung gelangen, für die ersten Analysen ausgeschaltet
wird, in der Art, daß man das zu untersuchende Gasgemisch durch eine parallel geschaltete
Rohrleitung fließen läßt. Auf diese Weise kommt der ganze Apparat in regelmäßiges
Arbeiten, und es werden alle Gefäße ausgespült bzw. mit den reinen Gasen gefüllt,
ehe man die Reaktionskammer einschaltet. Explosionen sind dadurch unmöglich gemacht,
und gleichzeitig ermöglicht dieses Verfahren eine außerordentlich einfache Nullpunktkontrolle
des ganzen Apparates; denn da keine Reaktion beim Anlassen des Apparates erfolgt,
tritt auch eine Volumenverkleinerung oder Vergrößerung nicht ein, und der Apparat
muß auf Null schreiben.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Durch die Rohrleitung a strömt das zu untersuchende Gas. Durch den fallenden Wasserspiegel
wird es durch das Rohr b in das Pumpengefäß c hineingesaugt. Das Steigen und Fallen
des Wasserspiegels kann beliebig hervorgerufen werden. In der Zeichnung wird es
durch das Heben und Senken der Flasche d, die mit Gummischlauch e und Rohrleitung
f mit verschiedenen kommunizierenden Gefäßen in Verbindung steht, bewirkt. Eine
dieser Verbindungen g führt
nach dem Pumpengefäß c. Das angesaugte
Gas soll neben Stickstoff und Kohlensäure etwas Wasserdampf und Sauerstoff in wechselnden
Mengen von o bis 21 Volumenprozent enthalten. Zur Bestimmung dieser Sauerstoffmengen
soll dem zu untersuchenden Gas eine abgepaßte und stets gleich große Menge Wasserstoff
zugemischt werden. Der Wasserstoff wird durch das Pumpengefäß h angesaugt und weiterbefördert.
Als Kolben dient der steigende und fallende Flüssigkeitsspiegel, mit dem h durch
das Rohr i in Verbindung steht. Angesaugt wird der Wasserstoff .durch das Rohr k.
Die Meß- und Pumpengefäße c und h stehen durch die Rohrleitungen l und »a
mit dem Mischgefäß n in Verbindung. Sie tauchen dort in eine vorhandene Sperrflüssigkeit
ein, die letztere bildet gleichzeitig das Druckventil. Die in n gemischten Gase
gelangen durch die Rohrleitung o über den Hahn p in den Reaktionsraum
q und von dort durch die Rohrleitung y unter die Tauchglocke s, durch welche
in bekannter Weise die Aufzeichnung einer Volumenvergrößerung oder Abnahme bewirkt
wird. Mit Hilfe des Hahnes P kann man den Reaktionsraum q ausschalten, das Gas geht
dann durch die Umlaufleitung t zum Reaktionsraum, ebenfalls durch y unter die Tauchglocke
s. Nach beendigtem Pumpenhub, d. h. nach Vollendung der Analyse, entweicht das Gas
unter der Tauchglocke s durch die untere Öffnung im Rohr y durch das Gefäß v und
die in die Atmosphäre mündende Leitung w, sobald im Gefäß v der sinkende Wasserspiegel
die untere Öffnung von y freigibt.
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Der Apparat arbeitet wie folgt: Der fallende Wasserspiegel saugt in
c das zu untersuchende Gas an, in h Wasserstoff, gleichzeitig wird das Rohr y geöffnet,
und die Tauchglocke s sinkt in ihre tiefste Lage zurück, die Restgase von der vorangegangenen
Analyse ausstoßend. Beim Anlassen' des Apparates läßt es sich aber nicht vermeiden,
daß der Wasserstoff in h sich mit Luft mischt. Der gleiche Vorgang tritt ein beim
Weiterbefördern in dem Mischgefäß n sowie in den Verbindungsrohrleitungen, sobald
der Wasserspiegel steigt und die Gasförderung beginnt. Ist ralsdann der Reaktionsraum
angeschaltet, so tritt dort eine Zündung des explosiven Gemisches ein, und der Apparat
wird zerstört, schaltet man aber durch den Hahn P bei den ersten Analysen den Reaktionsraum
ab, wie das in der Zeichnung dargestellt ist, so geht das Gas durch t, ohne sich
zu entzünden, nach der Tauchglocke s. Da keine Reaktion und infolgedessen auch keine
Volumenveränderung eintreten kann, so muß der Apparat auf Null schreiben. Es ist
das bei der Untersuchung eines Gases auf seinen Sauerstoffgehalt besonders wichtig,
da man ein Kontrollgas ohne Sauerstoffgehalt nur in seltenen Fällen zur Hand hat.
Bei der Bestimmung der Kohlensäure in den Rauchgasen ist das anders, man hat dort
nur nötig, die Rauchgase abzuschalten und den Apparat mit Luft arbeiten zu lassen,
um eine einwandfreie Kontrolle des Apparates in bezug auf den Nullpunkt zu erhalten.
Die neue Einrichtung gestattet auch bei der Untersuchung von Sauerstoff mit Hilfe
der Zumischung eines brennbaren Gases und in jedem anderen geeigneten Fall eine
ebenso einfache Nullpunktskontrolle; denn man braucht nur die Umlaufleitung zum
Reaktionsraum ein- und auszuschalten, um eine sofortige Prüfung des Apparates auf
seine Nullpunktsstellung vornehmen zu können.
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Bemerkt sei noch, daß der Reaktionsraum für gewöhnlich beheizt werden
muß, was in der Zeichnung durch eine kleine Spiritusflamme angezeigt ist. Man legt
dann zweckmäßig auch die Umlaufleitung so, daß sie sich ebenfalls erwärmt, um beim
vergleichsweisen Arbeiten des Apparates keine Temperaturfehler in Kauf nehmen zu
müssen. Selbstverständlich darf die Erwärmung nicht so hoch getrieben werden, daß
hierdurch eine Zündung explosiver Gemische eintreten kann. Da die Umsetzungen in
dem Reaktionsraum jedoch unter Zuhüfenahme von Kontaktsubstanzen bei relativ niedriger
Temperatur vor -sich gehen, so liegt die Erwärmung zumeist weit unter der Entflammungstemperatur.
Selbstverständlich wird man den Reaktionsraum - und die Umlaufleitung t elektrisch
beheizen, um eine gleichmäßige und leicht einstellbare Temperatur zu erzielen.