DE648669C

DE648669C - Vorrichtung zur selbsttaetigen Analyse von Mischgasen durch Messung auf elektrischem Wege

Info

Publication number: DE648669C
Application number: DEH109950D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-02-03
Filing date: 1927-02-03
Publication date: 1937-08-09

Description

Vorrichtung zur selbsttätigen Analyse von Mischgasen durch Messung auf elektrischem Wege Es ist bereits bekanntgeworden, eine quantitative Analyse von Kohlenoxyd und Wasserstoff in Mischung mit Luft oder Sauerstoff dadurch auszuführen, daß man die brennbaren Bestandteile der Gasmischung selektiv über Katalysatoren verbrennt und die Temperaturerhöhung der Katalysatoren mit Thermoelementen mißt. Dabei hat man zwischen der Meßkammer für das Kohlenoxyd und derjenigen für den bei höherer Temperatur verbrennbaren Wasserstoff eine Zwischenkammer vorgesehen; welche dazu dient, die Reste von Kohlenoxyd, die in der ersten Meßkammer noch nicht verbrannten, vollständig zu oxydieren und so eine Ungenauigkeit der Wasserstoffmessung durch Mitverbrennung des Kohlenoxyds auszuschalten.
Ferner ist bekanntgeworden, zur Messung des Kohlenoxyd- und Kohlendioxydgehaltes von Rauchgasen diese an- elektrisch geheizten Meßdrähten vorbeizuführen, deren elektrischer Widerstand gemessen wird, und zwar so, daß dien Messung des Kohlendioxydgehaltes auf Grund der Veränderung der Wärmeleitfähigkeit des Gases, diejenige des Kohlenoxydgehaltes auf Grund der Temperaturerhöhung und Widerstandsveränderung des Drahtes infolge der oberflächlichen Verbrennung des Kohlenoxyds am Draht durchgeführt -wird.
Schließlich ist bei der Bestimmung von Methan in Gasgemischen durch Verbrennung und Messung des gebildeten Wasserdampfes schon vorgeschlagen worden, dem Hauptverbrennungsrohr, in welchem das Methan verbrannt wird, ein Verbrennungsrohr vorzuschalten, das weniger hoch erhitzt wird, um so etwa vorhandenen Wasserstoff, der bei niedriger Temperatur verbrennt, zu entfernen und eine Ungenauigkeit der Methanmessung durch Mitverbrennung des Wasserstoffs zu vermeiden.
Endlich ist es auch-nicht mehr neu, bei der Bestimmung von C02 einen C02 Messer mit einer Verbrennungsvorlage für Wasserstoff zu benutzen.
Gegenstand der Erfindung ist die Kombination verschiedener Meßapparate zu einer einzigen Vorrichtung, die die Möglichkeit gibt, CO und H2, CH, und C02 gleichzeitig in einfacher Weise quantitativ zu bestimmen. Dabei wird so verfahren, daß in dem Gasstrom eine Meßkammer zur Anzeige von CO +H2 mittels katalytischer Verbrennung an einem elektrisch -beheizten Brückendraht, eine Meßkammer zur Anzeige von CH, mittels katalytischer Verbrennung des Gases an einem elektrisch beheizten Brückendraht und eine Meßkammer mit einem elektrisch beheizten Brückendraht zur Bestimmung von C02 auf Grund der Wärmeleitfähigkeit hintereinandergeschaltet' sind; und daß zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer in an sich bekannter Weise eine Verbrennungsvorlage eingeschaltet ist,. in -der- CO und H2 vollständig verbrannt werden, um eine Fälschung der Anzeige in den nachgeordneten Meßkämmern durch H2 zu verhindern, und daß zwischen der Kammer zum Messen des Methans und der Kammer zum- Messen des Kohlendioxydgehaltes ebenfalls eine Verbrennungsvorlage eingeschaltet ist, in der das CH4 vollständig verbrannt wird, um eine Fälschung der CO. Anzeige in der dritterl@ NIeßkammer durch CH4 zu verhindern. Z,x#; den bekannten Apparaten konnte man fltrrs, Bestimmung der genannten Gase in ein"ent Gasgemisch nicht durchführen, da sie entweder überhaupt versagten oder das Meßresullat vollständig fälschten. Wenn nämlich Wasserstoff in dein Gasgemisch, z. B. Rauchgas, enthalten ist, kann durch diesen die Einwirkung der Kohlensäure auf den Meßdraht des Kohlensäureanzeigers vollständig aufgehoben werden, derart, daß der Ausschlag des Instrumentes dann negativ wird. Der schädliche Einfluß des Wasserstoffes sowie auch des Kohlenoxyds auf die Methan- und Kohlendioxydmessung, ferner des Methans auf die Kohlendioxydmessung wird nach der Erfindung dadurch ausgeschaltet, daß zwischen die Meßkammern für Kohlenoxyd und Wasserstoff sowie N Iethan einerseits und für Methan sowie Kohlendioxyd andererseits die genannten Verbrennungskammern zur Verbrennungsvollendung eingeschaltet sind. Die Verbrennungskammern können aus einem engen % Porzellanrohr bestehen. In diesem Porzellanrohr ist eine aus Platin, Palladium oder sonstigem geeigneten Material hergestellte Drahtspirale angeordnet, während der Raum zwischen der Spirale und der Rohrwand mit Platin oder Palladiumasbest oder einem anderen geeigneten Katalysator gefüllt ist. Die Platinspirale wird durch einen elektrischen Strom auf eine solche Temperatur geheizt, daß das Gas an der Oberfläche des Drahtes katalytisch verbrennt. Gleichzeitig wird aber durch die Platinspirale auch das Platin oder der Palladiumasbest auf eine solche Temperatur gebracht, daß auch dieser den überschüssigen Wasserstoff verbrennt. C m auf alle Fälle eine geeignete Temperatur in dem Verbrennungsrohr zu erreichen, kann man um das Porzellanrohr noch eine besondere Heizwicklung Herumlegen. Zur Verbrennung des Wasserstoffes am Platindraht muß die Drahttemperatur mindestens 4200 betragen, soll jedoch an Stelle von Wasserstoff Methan verbrannt werden, so muß der Draht eine Temperatur von mindestens 6ooJ erhalten. Platindraht ist hierfür nicht mehr geeignet, und man benutzt daher besser Iridiumdraht oder eine geeignete Legierung hierzu.
Auf der Zeichnung ist schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
i und 2 sind die Meßdrähte der Vergleichskammer sowie der eigentlichen Meßkammern, die zusammen in Gehäusen 5 untergebracht sind. Die Vergleichsmeßdrähte befinden sich in einer Luftatmosphäre. Die Messung erfolgt mittels der bekannten Wheatstoneschen Brückenanordnung. 3 und 4 sind die Abgleichswiderstände der verschiedenen Brücken-1 .angrdnungen, 6 die Stromzeiger, ; die Re-:grtIierwiderstände, 8 und 9 die Stromzuleitungen für die Brückenanordnungen, io die Ableseinstrumente. Das Gas wird durch eine Leitung ii einer Meßkaminer 12 mit deiA Meßdraht 2 zugeführt, in welcher das Kohlenoxyd und der Wasserstoff durch Oberflächenverbrennung bestimmt wird. Das Gasgemisch strömt aus der Meßkammer 12 durch eine Rohrleitung 13 weiter in ein mit Platinasbest gefülltes Verbrennungsrohr 14, in welchem sich auch eine Platinspirale 22 befindet. Das hier von Wasserstoff und Kohlenoxyd vollständig befreite Gas strömt durch ein Rohr 15 in eine Meßkaminer 16 init dem aus Iridium bestehenden Meßzweig 2, in welcher der NIethaiigehalt ebenfalls durch Oberflächenverbrennung bestimmt wird. Von der Meßkarnmer 16 aus fließt das Gasgemisch durch ein Rohr i; in ein Verbrennungsrohr 18, das mit einer Heizspirale 23 versehen ist. Zur stärkeren Erwärmung der Verbrennungskammer 18 kann man diese noch mit einem äußeren Heizkörper 24 ausbilden. Das im Verbrennungsrohr 18 vollständig vom Methan und überhaupt von brennbaren Gasen befreite Gasgemisch fließt durch eine Rohrleitung i9 in eine Meßkammer 2o und durch ein Rohr 21 ins Freie. In der Meßkammer 20 wird durch den Meßdraht 2 der Gehalt an Kohlendioxyd auf Grund der Wärmeleitfähigkeit des Kohlendioxyds gemessen. Bei der Auswertung der Meßergebnisse muß man berücksichtigen, dali von dem angezeigten Wert derjenige der Kohlensäure, die durch die Verbrennung des Methans und Kohlenoxyds hinzugekommen ist, abgezogen wird. Zwischen der Verbrennungskammer 14 und der Meßkammer 16 ordnet man zweckmäßig noch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Absorptionsgefäß zum Abscheiden des bei der Verbrennung des Wasserstoffes entstandenen Wassers an. Die Heizdrähte 22 und 23 sowie die Reizwicklung 24 werden aus den Stromleitungen 23 und 26 gespeist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zur selbsttätigen Analyse von 'Mischgasen durch Messung auf elektrischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gasstrom eine itIeßkammer (i2) zur Anzeige von CO + H, mittels katalytischer Verbrennung an einem elektrisch beheizten. Brückendraht (2), eine Meßkammer (i6) zur Anzeige von CH, mittels katalytischer Verbrennung des Gases an einem elektrisch beheizten Brückendraht (2) und eine Me4kammer (2o) mit einem elektrisch,% ,tteheizteii Brückendraht (2) zur Bestimfnung von C02 auf Grund der Wärmeleitfähigkeit hintereinandergeschaltet sind, "und daß zwischen die-erste Kammer (r2) und die zweite Kammer (z6) in an sich bekannter Weise eine Verbrennungsvorlage (1q_) eingeschaltet ist, die einen Heizdraht enthält und deren Inhenraum mit einem Katalysator, z. B. Platin- oder Palladiumasbest, gefüllt ist, in der CO- und H, vollständig verbrannt werden, um eine Fälschung der Anzeige in den nachgeordneten Meßkammern (r6 und 2o) durch CO und H2 zu verhindern, und daß zwischen die Kammer (r6) zur Bestimmung von CH4 und die Kammer (2o) zur Bestiminung von C02 ebenfalls eine in derselben Weise ausgebildete Verbrennungsvorlage (1ä) eingeschaltet ist, in der das CH4 vollständig zu C02 verbrannt wird, um eine Fälschung der C02 Anzeige in der dritten Meßkammer (2o) durch CH, zu verhindern.