DE733716C - Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes brennbarer Gase an Bestandteilen, wie z.B. Benzol, die durch die Verbrennung des Gases in der Flamme aufleuchten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes brennbarer Gase an Bestandteilen, wie z. B. Benzol, die durch die Verbrennung des Gases in der Flamme aufleuchten Es ist bekannt, den Benzolgehalt in brennbaren Gasen dadurch zu ermitteln, daß man die Leuchtkraft der Flamme mit Hilfe von Photozellen bestimmt. Die Leuchtkraft entsteht durch das Aufleuchten von Rußteilchen in der Gasflamme. Die Leuchtkraft ist um so größer, je mehr Kohlenstoffteilchen in der Flamme aufleuchten, und ist demnach proportional der Anzahl der Kohlenstoffteilchen und damit dem Benzolgehalt. Dies gilt nur für ein Gas bestimmter Zusammensetzung, denn jedes brennbare Gas verbrannt mit einer Flamme, die entsprechend seiner Zusammensetzung mehr oder weniger leuchtet, wenn auch der Gehalt an Benzol der gleiche ist.
• Ein nonnales Wassergas kann bis zu 10 g Benzolim1 enthalten. ohne daß seine Flamme leuchtet. Steinkohlengas mit hohem Heizwert verbrennt noch mit leuchtender Flamme. wenn auch das gesamte Benzol aus ihm ent fernt ist. Normales Leuchtgas schwankt in seiner Zusammensetzung während der Produktion derart, daß zeitweise seine Flamme leuchtet, wenn das Benzol aus ihm entfernt ist, und beginnt zeit,veise erst dann zu leuchten, wenn man dem Gas einen Benzolgehalt von 1½ g/m3 beläßt. Dies bedeutet für die Messung, daß die Leuchtkraft schwanken kann, olhne daß der Gehalt an Benzol sich verändert. Wenn man also hier von einem Nullpunkt sprechen will, so liegt dieser teilweise positiv und teilweise negativ, je nachdem das Gas olive Benzolgelialt noch leuchtet oder eine Benzolbeladung benötigt, damit die Flamme zu leuchten beginnt. Außerdem zeigt die Zelle ständig eine kleine Leuchtkraft an, wenn auch keine Rußteilchen in der Flamme aufleuchten. Diese Leuchtkraft, die allerdings sehr klein ist, rührt von dem blauen Schein der Flamme her. Dieser Umstand mag bisher andere Forscher bewogen haben, dem Gas ständig eine Restleuchtkraft zuzuschreiben und somit einen positiven Nullpunkt anzunehmen.
• Obige Erkenntnisse wurden nun benutzt, um eine neuartige Differentialschaltung anzuwenden, die es ermöglicht, diese Schwankungen auszugleichen. Es sparen schon vorher Differentialschaltungen in Gebrauch, die für Gase angewandt wurden, deren Gehalt wesentlich höher lag als der Gehalt des heutigen Leuchtgases, das mittels Benzolanlagen weitgehend vom Benzolgehalt befreit ist. Bei hohen Gehalten von 20 bis 30 g/m3 wirken sich die obenerwähnten Schwankungen nur in der Größe von 3 bis 5% aus, während bei 2 bis 3 g/m3 sich ein Fehler von 30 bis 50% ergeben würde. Da nun die Forderung besteht, Benzolanlagen auf ihren Auswaschungsgrad zu kontrollieren und somit Benzolgehalte von Gasen zu messen, die in der Größenordnung von 2 bis 3 g liegen, so konnten alle bisherigen Differential'schaltungen keine brauchbaren Ergebnisse bringen.
• D;as gilt auch für einen bekanntgewordenen Vorschlag, den Gasstrom zu teilen und in dem einen Teilstrom das Gas unverändert, also mit seinem gesamten Benzolgehalt, in dem anderen dagegen das Gas nach Ausscheiden des Benzols je einer Gasflamme zuzuleiten, wobei rdie beiden Gasflammen auf zwei photoelektrische Zellen wirken. Mit diesem bekannten Verfahren stimmt das jenige nach der Erfindung darin überein, daß die Bestimmung des Gehaltes brennbarer Gase an Bestandteilen, wie z. B. Benzol, die durch die Verbrennung des Gases in der Flamme aufleuchten, durch Niessung der Differenz der Leuchtkraft zweier Flammen erfolgt, die von zwei Tei.lströmen des zu untersuchenden Gases gespeist werden, deren einer das Gas in seiner ursprünglichen Zusammensetzung führt, während der andere in seinem Gehalt an Leuchtbestandteilen verändert wurde. Das Wesen der Erfindung ist demgegenüber darin zu erblicken, daß der veflinderte Teilstrom so weit von seinem Gehalt an Leuchtbestandteilen, z. B. Benzol gehalt. liefreit wird, daß der ihm belassenc (Gehalt stets ausreicht, den auftretemlen Redarf an Benzoyl o. dgl. zum Leuchtl)eginn zu decken. Hierdurch bleilyt z. B. l>ei bleich großen Teilströmen mit gleichbleibendem Benzolgehalt die Differenz der Leuchtkraft stets gleich, wenn auch der Nullpunkt in weiten Grenzen schwankt. Die Empfindlichkeit wurde durch diese Maßnahme auf die Hälfte herabgesetzt, wurde aber durch die sorgfältige Ausbildung des Gerätes so weitgehend gesteigert, daß die Empfindlichkeit noch so groß ist, daß eine Schwankung des Gehaltes um 1/10 g Benzol/m3 einwandfrei angezeigt wird.
• Die Abbildung veranschaulicht die Anordnung der Apparatur für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung. Das zu prüfende Gas, das durch das Rohr g zugeführt. wird, wird hinter dem vordruckregler r in zwei Teilströme 1 und II zerlegt. Der Teilstrom I wird hinter der Regulierdrossel d1 in der Flamme b1 verbrannt. Der Teilstrom II wird in zwei weitere Unterteilströme IIa und IIb zerlegt. In den Teilstrom IIb ist ein Absorptionsgefäß a, beispielsweise mit A-Kohle, eingeschaltet. Die Menge der durch die beiden Unterteilströme gehenden Gase wird durch den Mengenregler m geregelt. Hinter den beiden Drosseln d2 und d3 treffen die beiden Unterteilströme zusammen und werden in der Flamme b verbrannt. Das Licht der beiden Flammen trifftaufdie Kondensatoren kZ und k, denen je eine Photozelle zl und zugeordnet ist. In den Stromkreis der beiden Zellen sind das Potentiometer p und das Meßinstrument i eingeschaltet. Für die Schaltung der Photozellen läßt sich jede der bekannten elektrischen Differentialschaltungen anevenden.
• Die Mengen der durch die Teilströme gehenden Gase sind beispielsweise Teilstrom I ...... 60 l/h - II ............. 60 l/h - IIa ............ 30 l/h - IIb ............ 30 l/h Die Beladung der Gasströme ist heispielsweise Teilstrom I .., .. 4 g/m3 - II ........ 4 g/m3 und - IIa ... 4 g/m3 - lIb . . . og/m3 IIa und IIb ergeben somit zusammen eine Beladung von 2 gJm3. Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird also erreicht, daß ein Gas mit 4 g(m3 Benzolgehalt in zwei Flammen verbrannt wird, deren eine dem normalen Gehalt von 4 g/m3 entspricht. während die andere nur nocli 2 g/m3 aufweist. Wenn das zu prüfende Gas beispielsweise bei einem Gehalt von 1 g/m3 Benzol erst zu leuchten beginnt oder ein Restleuchten besitzt, das einem Gehalt von 0,5 g/m3 Benzol entspricht. so ergibt sich, daß durch die Nfaßnahnie gemäß der Erfindung diese Nullpunktschwankung ausgeschaltet ist. Die Differenz der entstehenden Photoströme ist tatsächlich linear proportional der Benzolbeladung des zu prüfenden Gases.
• Das Verfahren ist sinngemäß anwendbar auch auf andere leuchtende Zusätze in brennbaren Gasen, die gegebenenfalls auch staub-oder gasförmig sein können.

Claims (2)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Verfahren zur Bestimmung des Gehaltes brennbarer Gase an Bestandteilen, wie z: B. Benzol, die dadurch die Verbrennung des Gases in (der Flamme aufleuchten, durch Messung der Differenz der Leuchtkraft zweier Flammen, die von zwei Teilströmen Ides zu untersuchenden Gases gespeist werden, deren einer das Gas in seiner ursprünglichen Zusammensetzung führt, während der andere in seinem Gehalt an Leucktbestandteilen verändert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderte Teilstrom so weit von seinem Gehalt an Leuchtbestandteilen, z. B. Benzolgehalt, befreit wird, daß der ihm belassene Gehalt stets ausreicht, den auftretenden Bedarf an Benzol o. dgl. zum Leuchtbeginn zu decken.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der hinsichtlich seiner Zusammensetzung veränderte Teilstrom durch zwei Unterströme gebildet wird, deren einer vollständig von den Leuchtbestandteilen befreit und darauf dem anderen in einem bestimmten Verhältnis wieder zugemischt wird, derart, daß der hinsichtlich seiner Zusammensetzung veränderte Teilstrom z. B. zur Hälfte oder auf ein Dnittel von den Leuchtbes,tandteilen befreit wird.