-
Einrichtung zur selbsttätigen Gasanalyse mit verschiedenem Meßbereich
Selbsttätige gasanalytische Apparate wurden bisher nur für einen Meßbereich gebaut.
Selbstverständlich war es möglich, durch Auswechseln der lleßgefäße, und zwar so-«vohl
derjenigen, die vor, als auch derjenigen, die nach der Analyse benutzt werden, den
NIeßbereich zu verändern. Dieses Verfahren ist jedoch sehr umständlich, und man
zog es daher in den meisten Fällen vor, für die verschiedenen benötigten Meßbereiche
verschiedene Apparate zur Aufstellung zu bringen, wenn man dieselben auch in geeigneten
Fällen ii: einem Gehäuseschrank vereinigte, uni gewisse Apparatteile, wie das Antriebswerk
oder die den Diagrammstreifen bewegende Uhr, nur einmal vorsehen zu iniissen.
-
Nach der vorliegenden Erfindung werden mehrere parallel geschaltete
Meßgefäße für das Abfangen des Gasgemisches vor der Analyse verwandt. Je nachdem,
wieviel -Meßgefäße mit dem zu untersuchenden Gas gefüllt werden, beträgt das Anfangsvolumen
des zu untersuchenden Gasgemisches ein Vielfaches der kleinstmöglichen Menge, die
zur Analyse kommt. Da bei selbsttätigen Apparaten aber die zur Anwendung kommende
Sperrflüssig- möglichst unverändert bleiben muß, utn gleichmäßige und konstante
Hulnverhältnisse zii erhalten (gleiche Geschwindigkeit und gleiche Höhenmarken),
und da die lleßvorrichtungen nach der Analyse ebenfalls für die Aufnahme konstanter
Gasmengen (abgesehen von der Veränderung, die durch die Kontraktion oder Ausdehnung
bei der Änalyse entsteht) eingerichtet sein müssen, wenn man nicht gezwungen sein
will, eine Auswechselung vorzunehmen, so müssen die parallel geschalteten, zur Vergrößerung
der Menge des Gasgemisches dienenden Meßvorrichtungen vor der Analyse mit indifferentem
Gas an Stelle des zu analysierenden Gasgemisches gefüllt werden. yBei dieser Arbeitsweise
ist es möglich, nur durch Umsteuerung eines Verschlusses den Meßbereich des Apparates
von einer zur anderen Analyse zu verändern. Die Umsteuerung kann von Hand erfolgen,
wenn es sich um Veränderungen in längeren Zeiträumen handelt, oder selbstt 2 ätit,
-, wenn die Bestimmungen in bestimmten, regelmäßig wiederkehrenden Zeitabschnitten
oder in Abhängigkeit von irgendwelchen den Vorgang steuernden 1\-laßnahmen erfolgen
sollen. Man kann auch den Meßbereich des Apparates zugleich mit dem Wechsel der
zu kontrollierenden Vorgänge selbsttätig umsteuern, beispielsweise bei der Wassergaserzeugung
bzw. der Bestimmung der Kohlensäure im Wassergas (lIeßbereich o bis 5
% CO.) oder in Abgasen bei der Blaseperiode (o bis 2o %
CO.).
-
Durch entsprechende Bemessung der parallel geschalteten Meßgefäße
vor der Analyse ist es möglich, jedes gewünschte Verhältnis zu erzielen; z. B. käme,
wenn es sich darum handelt, in Rauchgasen den Kohlensäuregehalt einer Feuerung,
die mit möglichst kleinem Luftüberschuß arbeiten soll, zu ermitteln, ein Meßbereich
von o bis -2o °/o CO.
in Betracht. Soll dann mit derselben
Feuerung mit unbedingter Sicherheit oxydierend auf irgendein Schmelzgut eingewirkt
werden, so ist es vielleicht erwünscht, den Kohlen säuregehält mit einem Meßbereich
von o bis io % zu erfassen. Sieht man in diesem Fall. zwei Meßbüretten für
das zu untersuchende Gas vor und nimmt für beide einen Inhalt von je ioo ccm. so
ergeben sich, je nachdem, ob beide Meßbüretten mit dem zu untersuchenden Gasgemisch
gefüllt werden oder der einen Meßbürette reine Luft zugeführt wird, folgende Verhältnisse:
ioo ccm zu untersuchenden Rauchgases enthalten bei 20 % C02 2o ccm
C02; zugemischt werden ioo ccin Luft, die praktisch für den vorliegenden Fall als
frei von Kohlensäure betrachtet werden können. Das gesamte zur Analyse kommende
Gasgemisch beträgt Zoo ccm, in dein 20 ccm Kohlensäure enthalten sind. Die 1leßvorrichtung
für das Gas nach der Analyse ist so eingerichtet, daß sie bei den fehlenden 20 ccm
2o°/0 CO, als Analvsenwert zur Anzeige bringt. Schaltet man den Apparat nun
so, daß beide Büretten mit dem zu untersuchenden Gas gefüllt werden, so erhält man
bereits bei io °/o Kohlensäure die Volumenverminderung von 2o ccm, und die Anzeige-
oder Registriervorr ichtung erreicht bereits ihren vollen Ausschlag bei diesem Gehalt
der Rauchgase an Kohlensäure.
-
Etwas anders liegen die Verhältnisse, wenn zur Überwachung eines chemischen
Prozesses Steinkohlengas untersucht werden soll, dem im steigenden Maße Luft zugesetzt
wird, und zwar so lange, bis das Steinkohlengas völlig durch die Luft verdrängt
wird. Zur Kontrolle soll hier der Sauerstoffgehalt des Gemisches aufgezeichnet werden,
und der Apparat muß eine Registrierung von o bis 20'/, O. erhalten. Nach Umschaltung
des chemischen Prozesses dürfen jedoch in dem Steinkohlengas nur geringe Mengen
Sauerstoff vorhanden sein. Es ist demgemäß erwünscht, eine möglichst große Anzeige
innerhalb des Meßbereiches von o bis 5 °/n 02 zu erhalten. Zu diesem Zweck gibt
man einer Bürette den Inhalt von 5o ccm, dieselbe wird immer mit dein zu untersuchenden
Steinkohlengas gefüllt. Einer zweiten, parallel geschalteten Bürette gibt man den
Inhalt von i 5o ccm und beschickt sie im ersteren Falle des chemischen Prozesses
mit reinem Wasserstoff, im zweiten ebenfalls mit dein Steinkohlengasgemisch. Wenn
die 50 ccm Steinkohlengas teilweise oder vollständig durch Luft ersetzt sind,
so wächst der Sauerstoffgehalt bis auf 2o °/o, d. h. die 5o ccm enthälten io ccm
02. Bei der Verbrennung des Sauerstoffs über Kontaktsubstanzen mit dem Wasserstoff
der zweiten Bürette ergibt sich eine Volumenkontraktion von 30 ccm. Diese
soll zu einer Anzeige im Meßapparat nach der Analyse von 20 °/0 02 führen. Ersetzt
man den Wasserstoff in der zweiten Bürette mittels Umschaltung durch 'St c inkohlengas,
das maximal 5 °/`o Sauerstoff eüthalten soll, so ergibt der Inhalt beider I3ftretten
zusammen io ccm Sauerstoff, die mit dem an und für sich im Steinkohlengas enthaltenen
Wasserstoff eine Volumenverminderung von 30 ccin bei Verbrennung über Kontaktsubstanzen
erfahren. Die gleiche Volumenverminderung von 3o ccm und der gleiche Wert in der
Meßapparatur nach der Analyse gilt aber nunmehr nur noch für einen Wert von 5 °/0
02. Man erkennt, daß durch einfache Umschaltung mit den gleichen Meßvorrichtungen
zwei weit auseinanderliegende Meßbereiche mit im voraus genau festzulegender Skaleneinteilung
erzielt werden können. Es ist auch bei diesem Verfahren ohne weiteres möglich, kleine
Abweichungen in den Meßresultaten, die durch die Beeinflussung des Analysenergebnisses
durch die etwas voneinander abweichende Gaszusammensetzung des Gesamtgemisches entstehen
können, bei der Eichung der Gesamtapparatur zu berücksichtigen, indem man den beiden
Meßbüretten einen entsprechend veränderten Inhalt gibt.
-
In der Zeichnung ist an einem Ausführungsbeispiel der Erfindungsgedanke
noch weitergehend erläutert. Durch die Rohrleitung a. strömt das zu untersuchende
Gas. Dasselbe wird durch die Rohrleitung b entnommen und bei sinkendem Flüssigkeitsspiegel
in die Bürette c eingesaugt. An b ist durch den Abzweig d mit Hilfe des Dreiweghalines
e und die Rohrzuführung f die zweite Bürette g angeschlossen. In diese wird Neutralgas
von de
(an Stelle von Neutralgas kann auch ein zur Reaktion benötigtes Gas
treten) bei fallendem Flüssigkeitsspiegel eingesaugt, falls der Dreiweghahn die
in der Zeichnung angedeutete Stellung hat. Soll die Bürette g mit demselben Gas
angefüllt werden, das nach c eingesaugt wird, so wird der Dreiweghahn e in die punktiert
gezeichnete Stellung gebracht. Bei steigendem Flüssigkeitsspiegel wird der Gasinhalt
von c und g durch die Rohrleitungen i und 1z und durch das Flüssigkeitsventil l
gedrückt. Dieses letztere dient zugleich als Mischgefäß für die beiden Gase, falls
verschiedene Gase zur Anwendung kommen. Von l gelangt das Gasgemisch durch die Rohrleitung
m nach der Reaktionskammer it und bei Verschluß des Flüssigkeitsauslasses o nach
der Meßvorrichtung (Tauchglocke) p. Durch die Tauchglocke p wird die Anzeige- und
Registriervorrichtung q betätigt. Dieselbe ist mit zwei Skalen r und s, dein verschiedenen
Meßbereich entsprechend,
ausgerüstet. Die Meßvorrichtung nach der
Analyse, die Registrierung und die Anzeigevorrichtung sind nur schematisch dargestellt.
da ihre Arbeitsweise als hinreichend bekannt vorausgesetzt werden kann.
-
hie beschriebene Torrichtung kann benutzt «-erden zur Untersuchung
von Steinkohlengas auf Sauerstoffgehalt von o bis 5 °/a, dann arbeitet mau mit der
gestrichelt dargestellten Mahnstellung, wobei sich die Büretten c und g mit dein
zu untersuchenden Gas füllen. Erhält (las Steinkohlengas in steigendem i1@Iaße Luft
beigemischt, so daß der Meßbereich von o bis @o °o O, benötigt wird, so schaltet
man den Hahn e um und setzt durch h den Inhalt der Meßbürette g- als
Wasserstoff zu. Dann verändert sich der 1leßbereich nach dem oben gegebenen Zahlenbeispiel,
wenn die Büretten c und g 5o bzw. i_5() ccm Inhalt haben.