DE69317929T2

DE69317929T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Reaktivität und des Russindexes von Kohlenstoffprodukten

Info

Publication number: DE69317929T2
Application number: DE69317929T
Authority: DE
Inventors: Knut N-3472 Bodalen Bergli; Trygve N-5875 Ardalstangen Foosnaes; Tormod N-1370 Asker Naterstad
Original assignee: Norsk Hydro ASA
Current assignee: Norsk Hydro ASA
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2013-02-20
Also published as: NO920789D0; EP0558131B1; NZ245902A; US5476793A; EP0558131A2; ID854B; NO920789L; HU213505B; AU660211B2; SK13493A3; AU3293293A; BR9300637A; IS1646B; EP0558131A3; FI930892A0; HUT66047A; NO174824B; ATE165161T1; NO174824C; FI930892A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Bestimmung der Reaktivität und des Rußindexes von Kohlenstoffprodukten, zum Beispiel von Kernproben aus körnigem Koks und aus verbranntem Kohlenstoff, und eine dazu passende Vorrichtung.
Ein jeder der mit der klassischen Herstellung von Aluminium zu tun hat weiß sehr wohl, daß ein Teil des Anodenmaterials an Reaktionen teilnimmt welche für die Produktion des Metalles von keinerlei Vorteil sind.
Der eindeutigste Aspekt ist die Korrosion des oberen Teiles der Anode, wo dieselbe mit der Luft in Kontakt kommt. In einer verborgeneren Art und Weise, insbesondere an der unteren Seite der Anode, findet leider noch ein anderer Vorgang statt. Hier reagiert ein Teil des CO&sub2;- Gases aus der primären Reaktion mit dem Kohlenstoff der Anode um CO zu bilden, d.h. Kohlenmonoxid. Gemäß P. J. Rhedey, Alcan International Limited, Kingston Laboratories, in "Carbon reactivity and aluminium reduction cell anodes" (Reaktivität von Kohlenstoff und Anoden für Zellen zur Reduktion von Aluminium), trägt die Reaktion mit Luft und die Reaktion mit CO&sub2; in einen beachtlichen Ausmaß zu dem Verbrauch der Anode bei.
Die Reaktion mit Luft und mit CO&sub2; kann desweiteren ein Zerbröckeln des Anodenmaterials hervorrufen, was wegen Teilchen der Anode im Elektrolyten zu Betriebsproblemen führen kann, nämlich zu der sogenannten Rußbildung.
Aufgrund dieser Tatsachen ist es nicht schwer zu verstehen, daß es sowohl für den Anodenhersteller als auch für den Anodenanwender notwendig ist in der Lage zu sein eine gewisse Vorauszusage machen zu können über das Ausmaß der Tendenz der Anode mit Luft und mit Kohlendioxid in Reaktion zu treten.
GB-A-2 154 318 beschreibt ein Verfahren zur Abschätzung der Microreaktivität von Koks, genauer gesagt der CO&sub2;-Reaktivität eines solchen Materials. Diese Veröffentlichung enthüllt desweiteren, daß die in Frage kommende Vorrichtung einen Ofen, eine Wägevorrichtung, ein Gerät für die Temperaturmessung und eine Vorrichtung für das Einlassen des Gases in den Ofen aufweisen kann. Jedoch ist diese Art von Technik auf die Bestimmung der CO&sub2;- Reaktivität des Versuchsmaterials begrenzt und sie offenbart keine Analyse der Reaktivität von Luft und des Rußindexes.
EP-A-0 327 914 offenbart ein Kalorimetriesystem für die Messung des Wärmewertes von festen Brennstoffen (Kohle), welches eine Verbrennungskammer und eine Mischungseinheit aufweist, in welchen Wärme aus den Verbrennungsgasen an Luft abgegeben wird. Eine Meßgeräteausrüstung in dem System mißt die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft, der Primärluft, welche die Kohlenströmung in die Verbrennungskammer hinein befördert, und der sekundären Verbrennungsluft, und sie mißt auch die Massendurchsätze der Kohle in die Verbrennungskammer, so wie sie mittels einer gravimetrischen Einspeisevorrichtung gemessen werden.
Ein Rechner ist mit Ein-und Ausgängen ausgestattet, welche auf die Meßinstrumente ansprechen (Thermoelemente und Druckmesser), dies im Hinblick auf die Kontrolle der Zufuhr der Kohle und der Brenngase im Verlaufe des Anfahrens der Verbrennung und auf die Berechnung des Wärmewertes der Kohle.
Das oben erwähnte System ist für die Bestimmung des Wärmewertes von festen Brennstoffen ausgelegt, und es steht somit stellvertretend für eine solche Analyse die von der Analyse gemäß der vorliegenden Erfindung abweicht, welch letztere sich auf die Luft- / CO&sub2;- Reaktivität und auf den Rußindex eines Kohlenstoffproduktes bezieht.
US 4 976 549 bezieht sich auf einen Mikrodilatometer für die direkte Messung der Eigenschaften von Kohlenasche in bezug auf das Sintern und das Schmelzen bei hohen Temperaturen und Drücken. Die Vorrichtung hat die Messungen des elektrischen Widerstandes quer durch eine Probe zum Inhalt, um eine Erfassung des Beginns des Zusammensinterns und des Schmelzens der Aschenteilchen zu liefern, während die Kontraktion der Probe im Verlaufe des Sinterns mit Hilfe eines Meßwandlers für die lineare Verstellung gemessen wird, um den Beginn des Sinterns zu erfassen. Diese Vorrichtung wird durch die Leistung der Dehnungsmessungen begrenzt und sie bezieht sich demzufolge auf einen anderen Typus von Analysen als sie von der vorliegenden Erfindung definiert werden.
Die Reaktivität von Anoden kann auf verschiedenen Wegen gemessen werden, je nachdem wie man wünscht an das Problem heranzugehen. Generell gesehen und unabhängig von dem befolgten Angriffswinkel, muß ein solches Verfahren mindestens:
- selektiv;
- genügend empfindlich;
- und genügend reproduzierbar sein.
Ein selektives Verfahren ist ein Verfahren das hauptsächlich auf die Eigenschaften der Anode anspricht, welche von Wichtigkeit für die Reaktion von Luft / CO&sub2; unter den Betriebsbedingungen sind.
Eine genügende Empfindlichkeit wird definiert als die Fähigkeit zum Enthüllen von Änderungen der genannten Eigenschaften bis zu einem Niveaustand auf welchem dieselben signifikant für den Betrieb der Elektrolysezellen werden.
Die Reproduzierbarkeit, das heißt die Verteilung der Resultate aus Versuchen an mehreren Proben derselben Anode, soll nicht so ausgedehnt sein, daß sie von einer echten Signifikanz bei der Bewertung der Anwendungseigenschaften der Anoden wird. In anderen Worten, unabhängig von der Anzahl von Versuchen an einem Kohlenstoffstück, muß die Schlußfolgerung in bezug auf seine Qualität die gleiche bleiben.
Bei dem analytischen Verfahren, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, legt man Wert darauf, daß die Betriebsbedingungen in den Elektrolysezelle nicht einfach auf eine beherrschbare Laboratoriumsgröße herabgesetzt werden, sondern daß ein reproduzierbarer Versuch entwickelt wird welcher uns in die Lage versetzen kann Qualitätseinstufungen von Anoden durchzuführen. Zusätzlich liegt der Ausgangspunkt bei der Güteeinteilung in der Hypothese, daß eine möglichst niedrige Reaktivität und Rußbildung erwünschenswert sind.
Die Neigung der Anode zu reagieren, das heißt die Geschwindigkeit mit welcher die Reaktion stattfindet, ist als "Reaktivität" bezeichnet worden. Folglich werden hier zwei Typen von Reaktivitäten angesprochen, nämlich die Reaktivität von CO&sub2; und die Reaktivität von Luft. Beide Reaktionen führen zu einer Vergasung der Probe, das heißt einem Verlust an Gewicht. Durch das Registrieren dieses Gewichtsverlustes kann man eine Messung der Reaktivität vollziehen.
Die Rußbildung wird in diesem Zusammenhang dadurch verursacht, daß die Reaktivität in dem Aggregat und in dem Bindemittel verschieden ist. Wenn der als Bindemittel dienende Koks zum Beispiel weniger stark reagiert, dann hat dies zur Folge daß die Teilchen in dem Aggregat unterspült werden und sich nach und nach im Verlaufe des Versuches (und unter den Betriebsbedingungen) abtrennen. Nachdem die Probe dem Reaktionsgas während einer gewissen Zeit ausgesetzt worden ist, wird sie abgebürstet und das ganze lockere Material wird eingesammelt und gewogen. Dies stellt demzufolge Ruß im Rähmen der Analyse dar. Wir haben uns dafür entschieden den Grad der Rußbildung auszudrücken als das Verhältnis des Rußgewichtes zu dem gesamten Gewichtsverlust, wobei der gesamte Gewichtsverlust stellvertretend da steht für das totale Gewicht des vergasten Teiles und des abgebürsteten Teiles.
Die Reaktivitaten werden mittels einer Regressionsanalyse über die letzten 30 Minuten der Reaktionszeit bestimmt.
Die nachstehenden Formeln finden Anwendung:
Reaktivität = G&sub3;&sub0;/π D L t&sub3;&sub0;, mg cm&supmin;² h&supmin;¹
Rußindex = 100+S/S+G, %
wobei:
G = vergaster Teil (Gewichtsverlust) während des gesamten Versuches
(max. 190 Minuten), in mg.
G&sub3;&sub0; = vergaster Teil (Gewichtsverlust) während der letzten 30 Minuten, in mg.
S = Ruß der sich im Verlaufe der normalen Versuchsdauer gebildet hat (max. 190 Minuten), in mg.
D = Durchmesser der Probe, in cm.
L = Lange der Probe, in cm.
t&sub3;&sub0; = eine halbe Stunde.
In den bis jetzt bekannt gewordenen Versuchsverfahren zur Bestimmung der Reaktivität von Luft und von CO&sub2;, müssen mindestens zwei unabhängige Versuche durchgeführt werden; der eine zur Bestimmung der Reaktivität von Luft und der andere zur Bestimmung der Reaktivität von CO&sub2;.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Reaktivität von Luft und von CO&sub2; bei einer Probe eines Kohlenstoffproduktes mittels eines und desselben Versuches. Der Rußindex kann ebenfalls auf der Basis dieses Versuches bestimmt werden.
Dieses Verfahren ist sehr zeitsparend im Vergleich zu bestehenden Techniken bei denen die Reaktivität von Luft und von CO&sub2; durch separate Versuche bestimmt werden müssen. Zeit wird dadurch eingespart, daß es einerseits lediglich notwendig ist eine Probe vorzubereiten und bei der Durchführung der Analyse der Reaktivitäten sowom von Luft als auch von CO&sub2; zu handhaben, und daß andererseits nur eine einzige Aufheiz- und Abkühlphase nötig ist. Zusätzlich ist weniger Arbeitspersonal erfordert um diese Analyse durchzuführen als im Falle der bestehenden Techniken. Dies hat dann auch zur Folge, daß das Verfahren gemaß der Erfindung wirtschaftlicher ist als bestehende Techniken.
Im Gegensatz zu den bestehenden Techniken, ist die Analyse der CO&sub2;-Reaktivität, welche die Prozedur gemäß der Erfindung zum Einsatz bringt, eine Untersuchung einer voroxidierten Probe, weil die Probe während der Analyse der Reaktivität von Luft bereits der Luft ausgesetzt worden ist. Dies ist ein vorteilhafter Gesichtspunkt der Erfindung, da die an einer voroxidierten Probe gemessene CO&sub2;-Reaktivität eher in Übereinstimmung mit den wirklichen Bedingungen in den Elektrolysezellen steht.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Bestimmen der Reaktivitäten von Luft und von CO&sub2; einer Probe eines Kohlenstoffproduktes mit Hilfe desselben Versuches erfolgt, zuerst durch die Analyse der Reaktivität von Luft und, wenn diese Analyse abgeschlossen ist, automatisch durch die Analyse der Reaktivität von CO&sub2; mit derselben Probe. Zuletzt wird der Rußindex bestimmt durch Einsammeln und Wägen des Rußes der Probe.
Bevorzugte Merkmale dieses Verfahren sind die Analyse der Reaktivität von Luft bei 525ºC und der Reaktivität von CO&sub2; bei 960ºC.
Die Reaktion zwischen dem CO&sub2; und dem Kohlenstoff ist endotherm, wohingegen die Reaktion mit Luft, welche eine normale Verbrennung ist, exotherm verläuft. Beide Reaktionen sind sehr stark abhängig von der Temperatur. Diese Erscheinung schafft ein Dilemma bei der Wahl der Versuchstemperatur. Einerseits sollte der Versuch bei Temperaturen ablaufen die nahe bei denjenigen liegen, welche in den Elektrolysezellen vorliegen, um keine Faktoren zu verfehlen die wichtig für die Reaktivität und für die Rußbildung sind. Es wurde zum Beispiel bewiesen, daß verschiedene Elemente und Verbindungen in diesen Reaktionen als Beschleuniger und als Inhibitoren auftreten können; jedoch ist der Effekt von der Temperatur abhängig. Andererseits muß dies ausgelotet werden gegenüber den Möglichkeiten eine Vorrichtung zu konstruieren und ein gangbares Verfahren zu entwickeln um aufzzzeichnen was vor sich geht. In dieser Vorgehensweise wurde ein Kompromiß eingegangen indem der CO&sub2;-Versuch bei 960ºC und der Luft-Versuch bei 525ºC ausgeführt wurden. Dies ist das am besten durchführbare Verfahren, obschon diese Temperaturen etwas tiefer liegen als die Temperatur in der Verschleißoberläche der Anode, beziehungsweise in dem oberen Teil und in den Schultern, von denen dieselben eine überzeugende Darstellung geben sollen.
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zur Durchführung des oben erwähnten Verfahrens.
Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen vertikalen Röhrenofen, mit einer Einlaß- Öffnung für die Einleitung von Gas, und durch einen Probehalter für das Kohlenstoffprodukt das frei von einer Wägevorrichtung herunterhängend aufgehängt ist und das bis herunter in den Röhrenofen hinein reicht; der Probehalter ist mit einem oder mehreren Thermoelementen ausgestattet um die Temperatur in dem Kohlenstoffprodukt aufzuzeichenen.
Die Vorrichtung wird in den Figuren 1 und 2 dargestellt, in welchen die Symbole 1-7 folgende Bedeutung haben:
1. Datenverarbeitungseinheit
2. Vertikaler Röhrenofen
3. Wägevorrichtung
4. Einlaßöffnung für die Einleitung von Gas
5. Probehalter
6. Radialstrahlungsschild
7. Heizelement.
Das Verfahren umfaßt die Anwendung einer Rechnervorrichtung für die Steuerung des Verfahrens, die Datenerfassung und das Rechnen. Im Prinzip besteht keine Grenze hinsichtlich der Anzahl von Proben die parallel untersucht werden können, dadurch daß man eine gewisse Anzahl von Analysegeraten an die Rechnervorrichtung anschließen kann.
Der Gewichtsvedust der Kohlenstoffprobe, der durch die Vergasung durch Luft und Kohlendioxid bedingt ist, wird kontinuierlich mit Hilfe der Datenverarbeitungseheit gemessen, welche an der Wägevorrichtung angeschlossen ist. Die Thermoelemente sind auch an die Datenverarbeitungseinheit angeschlossen, so daß die Temperatur in der Probe aufgezeichnet und kontrolliert werden kann. Die Temperatur in dem Ofen und die Temperatur in der Probe werden durch die Datenverarbeitungseinheit geregelt.
Bei der Analyse der Kernproben von verbranntem Kohlenstoff hat das Probestuck die Form eines Zylinders. Der in diesem Fall benutzte Probehalter ist ausgestattet mit einem Flansch, an welchem ein an seinem unteren Ende mit einem Gewinde versehener Bolzen befestigt ist, mit einem Thermoelement und mit einem Endstuck mit komplementären Gewinden die auf den Bolzen aufgeschraubt werden können zwecks Befestigung des Probestückes das seinerseits mit zwei auf den Bolzen und auf das Thermoelement passenden Bohrungen versehen ist. Ein Rohr aus Keramik ist an der oberen Seite des Flanschen befestigt; an dem andern Ende ist das Rohr mit einer Aufhängevorrichtung ausgestattet.
Dieser Probehalter ist in der Figur 3 dargestellt, worin die Symbole 8-14 folgende Bedeutung haben:
8. Flansch
9. Bolzen
10. Endstück
11. Thermoelement
12. Rohrauskeramik
13. Aufhängevorrichtung zum Wägen
14. Stecker für Thermoelement.
Nur die seitliche Oberfläche des zylindrisch geformten Probestückes nimmt an der Reaktion Teil. Die Endoberflächen sind nicht geschützt, da dieselben von dem Flansch des Probehalters und dem Endstück abgedeckt werden. Das Reaktionsgas fließt in laminarer Strömung entlang der Probe um über die ganze Oberfläche identische Reaktionsbedingungen zu schaffen.
Es ist wichtig, daß die Temperatur über die ganze Reaktionsfläche konstant gehalten wird.
Bei den Analysen von körnigen Kohlenstoffverbindungen wird ein anderer Probehalter eingesetzt. In diesem Falle ist der Probehalter selbst ein Thermoelement. Dieser Probehalter umfaßt einen Tiegel der an seiner Basis dort abgedichtet oder durchlöchert ist wo der granulierte Kohlenstoff hingebracht wird; der Tiegel ist mit Drähten ausgestattet die von keramischen Rohren umgeben sind und die sich in einem keramischen Rohr, dessen oberes Ende mit einer Aufhängevorrichtung versehen ist, zusammenfinden. Der Tiegel und zwei der Drähte bestehen aus Platin, während einer der Drähte aus Platin und Rhodium besteht. Die Aufzeichnung der Temperatur findet an dem Punkt statt wo der Draht aus Platin und Rhodium an dem Tiegel befestigt ist.
Der Probehalter der für die Analyse von körnigem Koks angewandt wird ist in der Figur 4 dargestellt, worin die Symbole 15-21 folgende Bedeutung haben:
15. Tiegel
16. Punkt an dem das Autzeichnen der Temperatur stattfindet
17. Drähte (Pt)
18. Draht (Pt und Rh)
19. Keramische Rohre
20. Aufhängevorrichtung zum Wägen
21. Stecker für Thermoelement.
Die beiden oben beschriebenen Probehalter sind so geformt, daß das Thermoelement während der Analyse in direktem Kontakt mit dem Kohlenstoffprodukt steht. Dies führt dazu, daß die Aufzeichnung der Temperatur sehr genau ist.
Die Erfindung wird bis in weiterreichende Einzelheiten in den folgenden Abschnitten an Hand von Beispielen beschrieben.
Das Gas wird in den Röhrenofen 2, welcher aus Gold hergestellt ist, eingeführt, dies durch die Einlaßöffnung 4 in dem Boden des Röhrenofens, und es wird auf die Reaktionstemperatur vorgeheizt während es an dem Radialstrahlungsschild 6 im Innern des Ofens, auf dem Weg zu der Kohlenstoffprobe, entlang fließt. Die Zuführ des Gases wird ebenfalls durch die Datenverarbeitungseinheit 1 geregelt. Es werden so großzügig bemessene Mengen an Gas zugeführt, daß eine weitere Steigerung keinen Einfluß mehr auf die Resultate des Versuches haben wird.
Die Analyse der Versuchsresultate wird automatisch von der Datenverarbeitungseinheit 1 über Dialog-module durchgeführt. Die Datenverarbeitungseinheit schaltet von der Zuführ des einen Gases automatisch auf diejenige für das andere Gas. Während des Aufheizens der Probe wird eine inerte Atmosphäre (N&sub2;) eingeführt. Die Datenverarbeitungseinheit schließt das N&sub2;-Ventil automatisch und öffnet das Ventil für Luft oder CO&sub2;. Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, dann schaltet die Datenverarbeitungseinheit automatisch zurück auf N&sub2; und die Probe wird abgekühlt. Standard Bedingungen während der Analyse lauten:
Aufheizzeit: 60 Minuten
Reaktionszeit: 180 Minuten
Abkühlzeit 30 Minuten
Reaktionstemperatur in CO&sub2;: 960ºC
Reaktionstemperatur in Luft: 525ºC
Die durch den Ofen fließende Gasmenge beträgt 100 Nl/h CO&sub2; und 200 Nl/h Luft.
Die Reaktionsbedingungen können jedoch leicht von der Bedienungsperson geändert werden.
Das Wägesystem in der Vorrichtung besitzt eine Reproduzierbarkeit von 1 mg. Das Gewicht wird kontinuierlich (unter den standard Bedingungen jede 20 Sekunden) aufgezeichnet. Die hohe Anzähl an Messungen, die gute Reproduzierbarkeit des Wägesystems und die effiziente Temperaturkontrolle, welche in dem Bereich von +/- 1ºC der gewünschten Temperatur liegt, garantieren Resultate von hoher Genauigkeit. Die Genauigkeit ist besser als +/- 1 %.
Die Resultate der Analyse werden durch die Datenverarbeitungseinheit 1 errechnet.
In einer aus 8 Röhrenöfen bestehenden Vorrichtung ist es möglich 8 Kohlenstoffproben im Verlaufe einer Dauer von 4,5 Stunden zu analysieren. Die zur Vorbereitung einer Kohlenstoffprobe für die Analyse benötigte Zeit beträgt 10 Minuten. Wie vorher erwähnt, kontrolliert die Datenverarbeitungseinheit die Öfen automatisch. Die von einer Bedienungsperson benötigte Zeit zur Vorbereitung der Proben, zur Befestigung der Proben in den Öfen, zum Entfernen der Proben aus den Öfen, zum Einsammeln von Ruß und zum Ablesen der Resultate der Proben bei 8 Öfen beläuft sich insgesamt auf 100 Minuten.
Proben von verschiedenen Kohlenstoffinaterialien für Anoden wurden analysiert unter Berücksichtigung der Reaktivität von Luft, der Reaktivität von CO&sub2; und des Rußindexes. Standard Prozeduren, wie sie oben angegeben worden sind, wurden im Verlaufe der Versuche angewandt. Nach vollständigem Abschluß der Analyse der Reaktivität von Luft bei 525ºC, wurde die Temperatur in dem Ofen für die Analyse der Reaktivität von CO&sub2; automatisch auf 960ºC erhöht.
Vergleichshalber wurden die Anodenproben auch in zwei separaten Versuchen entsprechend den bestehenden Techniken analysiert, dies in bezug auf die Reaktivität von Luft, die Reaktivität von CO&sub2; und den Rußindex.
Die Resultate der Messungen der Reaktivität, einmal unter Einsatz der Prozedur gemäß der vorliegenden Erfindung und einmal unter Einsatz der bestehenden Techniken, sind in der Tabelle 1 angeführt. Tabelle 1 Resultate der Messungen der Reaktivität
Die Figuren 5 und 6 zeigen die Reaktivität von CO&sub2; und den Rußindex, die gemäß der Prozedur der vorliegenden Erfindung analysiert worden sind, als eine Funktion der Reaktivität die über eine bestehende Technik gemessen worden ist. Figur 5 zeigt, daß eine gute Übereinstimmung besteht zwischen den Resultaten der Reaktivität wie sie mit den Mitteln gemäß der Erfindung und denjenigen gemäß einer bestehenden Technik analysiert worden ist. Die Messungen gemäß der vorliegenden Erfindung liefern in diesem Falle Resultate die 1,5 Mal höher liegen als die Messungen der Reaktivität entsprechend der bestehenden Technik. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Kohlenstoffproben die gemäß der Prozedur der vorliegenden Erfindung untersucht worden sind, voroxidiert waren, da dieselben bereits zur Bestimmung der Reaktivität von Luft gedient hatten. Die Resultate bezüglich der Reaktivität von CO&sub2; und des Rußindexes wie sie durch Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erzielten worden sind, liegen daher wahrscheinlich näher bei den wirklichen Bedingungen in einer Elektrolysezelle.
Der Korrelationskoeffizient ist gut (0,96).
In den Figuren 7 und 8 sind die Resultate der Reaktivität von CO&sub2; und des Rußindexes für jede einzelne Probe aufgetragen.

Claims

1. Verfahrten zur Bestimmung der Reaktivität von Luft, der Reaktivität von CO&sub2; und des Rußindexes eines Kohlenstoffproduktes, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensstufen:

- vorerst die Durchführung einer Analyse der Reaktivität von Luft an einer Probe des Kohlenstoffproduktes und dadurch die Bestimmung der Reaktivität von Luft an der besagten Probe;

- als dann, nach Abschluß der Analyse der Reaktivität von Luft, die Durchführung einer Analyse der Reaktivität von CO&sub2; an der Probe des Kohlenstoffproduktes aus der Reaktivitätsbestimmung an Luft und dadurch die Bestimmung der Reaktivität von CO&sub2; an der besagten Probe; und

- nach Abschluß der Analyse der Reaktivität von CO&sub2;, das Auffangen und das Abwiegen von Rußstaub aus der sich aus den besagten Analysen ergebenden Probe und dadurch die Bestimmung des Rußindexes des Kohlenstoffproduktes.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktivität von Luft bei 525ºC analysiert wird und die Reaktivität von CO&sub2; bei 960ºC analysiert wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, welche einen Ofen umfaßt der einen Einlaß für die Einleitung von Gas, eine Wägevorrichtung sowie einen Probenhalter für das Kohlenstoffprodukt aufweist, wobei der Probenhalter mit einem oder mehreren Thermoelementen zur Registrierung der Temperatur in dem Kohlenstoffprodukt ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen ein vertikal angeordneter Röhrenofen (4) ist, wodurch der Probenhalter (5) frei von der Wägevorrichtung (3) herunterhängend aufgehängt ist und bis hinunter in den Röhrenofen reicht.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 zur Bestimmung der Reaktivität von Luft, der Reaktivität von CO&sub2; und des Rußindexes eines Probestückes aus Kohlenstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenhalter (5) ausgestattet ist mit einem Flansch (8), an welchem ein Bolzen (9) befestigt ist der an seinem unteren Ende mit einem Gewinde versehen ist, einem Thermoelement (11) und einem Endstück (10) mit komplementären Gewinden die auf den Bolzen aufgeschraubt werden können zwecks Befestigung des Probestückes das mit zwei auf den Bolzen und auf das Thermoelement passenden Bohrungen versehen ist; ein Rohr aus Keramik (12) ist an dem oberen Ende des Flansches befestigt und an seinem Fußende mit einer Aufhängevorrichtung (13) ausgestattet.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 zur Bestimmung der Reaktivität von Luft, der Reaktivität von CO&sub2; und des Rußindexes eines granulierten Kohlenstoffproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement den Probenhalter (5) selbst darstellt und einen Tiegel (15) aufweist der an seiner Basis dort abgedichtet oder durchlöchert ist wo der granulierte Kohlenstoff hingebracht wird; der Tiegel ist mit Drähten (17, 18) ausgestattet die von keramischen Rohren (19) umgeben sind und sich in einem keramischen Rohr zusammenfinden dessen oberes Ende mit einer Aufhängevorrichtung (20) ausgestattet ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel (15) und die Drähte (17) aus Platin bestehen und der Draht (18) aus Platin und Rhodium besteht und daß dabei die Aufzeichnung der Temperatur an dem Punkt (16) stattfindet wo der Draht (18) an dem Tiegel befestigt ist. ereitzustellen, die unterschiedliche Filmgrößen problemlos aufnehmen kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache, kostengünstige Klemme bereitzustellen, die Filme unterschiedlicher Formate in Planlage über einer Öffnungsbühne hält.

Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mit einer Filmklemme nach Anspruch 1 und 2 erfüllt. Dies wird in Zusammenhang mit der nachfolgenden und den darin zugehörigen Zeichnungen deutlich, in denen gleiche Ziffern gleiche Teile bezeichnen, wobei die Zeichnungen Bestandteil der vorliegenden Beschreibung sind.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung können den anhängenden Ansprüchen entnommen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der auf einen Filmabschnitt von einer dem Stand der Technik entsprechenden Filmklemme aufgebrachten Kräfte.

Fig. 2 in Schnittdarstellung die auf einen über einer dem Stand der Technik nach Fig. 1 entsprechenden Öffnungsplatte angeordneten Filmabschnitt aufgebrachten Kräfte.

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der auf den Filmabschnitt von Fig. 1 von einer dem Stand der Technik entsprechenden Filmklemme aufgebrachten Spannkraft.

Fig. 4 in Schnittdarstellung die auf einen über einer dem Stand der Technik nach Fig. 1 entsprechenden Öffnungsplatte angeordneten Filmabschnitt aufgebrachten Spannkräfte.

Fig. 5 in perspektivischer Ansicht die auf einen Filmabschnitt erfindungsgemäß aufgebrachten Kräfte.

Fig. 6 in Schnittdarstellung den Filmabschnitt aus Fig. 5 über einer Öffnungsplatte.

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Filmklemme in einer geöffneten Stellung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Filmklemme in einer geschlossenen Stellung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer in der Erfindung verwendeten Öffnungsplattenbaugruppe für Kleinbildfilmstreifen oder Filmabschnitte.

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines in der Erfindung verwendeten Klemmplatteneinsatzes für Kleinbildfilmstreifen oder Filmabschnitte.

Wie in Fig. 5 dargestellt, wird der Film 1 entlang der Breiten- und Längenkanten des Filmbereichs eingespannt und gespannt.

Fig. 6 zeigt, daß alle Kanten des Films 1 mit der gleichen Einspannkraft F&sub2; sin sowie mit einer gewissen Spannkraft F&sub2; cos θ beaufschlagt werden. Die der Bewegung des Films 1 an allen Kanten widerstrebende Kraft ist uF&sub2; sin θ.

u ist der Koeffizient der Reibung zwischen dem Film 1 und der Oberfläche der Platte 3. Zur einwandfreien Funktion muß folgende Beziehung erhalten werden:

F&sub2; cos θ > uF&sub2; sin θ

Dadurch ist der Film 1 relativ zur Plattenoberfläche bewegbar, jedoch nicht relativ zur Spannklemme.

Fig. 7 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Filmklemme in der offenen (ungespannten) Position. Diese Ausführungsform weist eine Grundplatte 2 auf, auf der eine feste Halterung 7 befestigt ist. Die feste Halterung 7 unterstützt einen Hauptklemmrahmen 9, der mit zwei Stiften 8 schwenkbar befestigt ist. Der Hauptklemmrahmen 9 wird manuell geöffnet und geschlossen, indem man die äußeren Ecken 20 als Griffe benutzt. Der Hauptklemmrahmen 9 braucht allerdings nicht schwenkbar auf der Grundplatte 2 befestigt zu sein, sondern könnte auch frei über der Grundplatte 2 positioniert werden oder mit vertikalen Führungen in Klemmausrichtung mit der Grundplatte 2 positioniert werden.