DE760101C - Verfahren zur Regelung des Feuchtigkeitsgehalts von gasanalytisch zu untersuchenden Gasen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
8. MÄRZ 1954 **

S138776IX b/

zu untersuchenden Gasen

Bekanntlich ergeben sich bei der gasanalytisehen Messung Fehler, wenn· Meß- and Vergleichsgas nicht tmtereinandier gleiche Feuchtigkeit haben. Man hat daher beide Gase entweder durch Abkühlung auif gleichen Taupunkt gebracht,, was jedoch im allgemeinen das Vorhandensein! von Kühlwiassier voraussetzt, das niicht immer, z. B. in den Tropen, gegeben¹ ist, trad das verwenden zu müssen, oft unerwünscht erscheint, da es Warbung und laufende Kosten bedingt, oder man hat auch die beiden Gase durch Trocknungsvarrichtuingen geschickt, um ihnen so die Feuchtigkeit zu entziehen. Jedoch auch Geräte der zweiten¹ Art bedürfen einer dauernden Überwachung und Wartung, da die Trocknungsmittel mit der Zeit an Wirksamkeit verlieren und daher ersetzt bzw. regeneriert werden müssen. Das bedingt ferner eine Unterbrechung der Messung.

Andererseits ist ein Vorsatzgerät für RauAgaspTÜfgeräte bekannt, das gewissermaßen eine bauliche Vereinigung zweier mit Wasser gefüllter Waschflaschen bildet, derart, daß ihre Flüssigkeitsinhaite, nicht aber ihre Gasiinhalte miteinander in unmittelbarer Verbindung stehen. Dadurch werden die beiden Gase auf eine gleiche relative Feuchtigkeit von 100% gebracht. Dies hat aber den Nachteil, daß, wenn die Rauchgasprüf-

kammer eine geringere Temperatur hat als das Vorsatzgerät, dort eine Kondan sation auftritt, was zu schädlichen Korrosionen führen kann. Bei Haarhygrometern ist es bekannt, das feuchtigkeitsempfindliche Haar von. der zu messenden Luft durch eine Cellophanmembran zu trennen. Man benutzt dabei die Tatsache der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit der Membran, um innerhalb des von der ίο Membran umschlossenen Raumes die Feuchtigkeit der zu messenden äußeren Luft zu erhalten. Dieser Anordnung liegt aber nicht die Aufgabe zugrunde, die Feuchtigkeit zweier messend zu vergleichender Gase zu regeln, sondern lediglich das empfindliche Haar gegen Staub und ähnliche in der äußeren Luft enthaltene Stoffe zu schützen, trotzdem aber dem Haar die Feuchtigkeit der Außenluft zuzuführen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nun eine Regelung des Feuchtigkeitsgehalts der zu untersuchenden Gase erreicht, ohne die Nachteile der vorstehend erwähnten bekannten Regelungsverfahren in Kauf nehmen zu müssen. Das Trocknungsmittel, welches das feuchte Gas trocknet, wird gleichzeitig laufend regeneriert, ohne daß eine Unterbrechung oder eine Auswechslung notwendig wäre. Die Anlage arbeitet also völlig ohne Überwachung. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das für die Gasanalyse gebrauchte Gas mit vorzugsweise flüssigen Lösungsmitteln für Wasser behan- ! delt wird, die durch ständige Zu- oder Abfuhr von Wasser durch Austausch mit einem zweiten Gas oder demselben Gas in verändertem Zustand in einem Gleichgewichtszustand mit diesem gehalten werden. Insbesondere bei Anwendung eines Meß- und eines Vergleichsgases wird der iVusgleieh der Feuchtigkeit zwischen diesen beiden Gasen dadurch erzielt, daß die Gase vor der Messung zu einem thermodynamischen Aus- j tausch ihrer Feuchte bis zum Gleichgewichts- j zustand gebracht werden. Dies geschieht er- j findungsgemäfi vorzugsweise unter Verwen- ! dung einer Sperrflüssigkeit, die: den Austausch durch Lösen des Wassers des feuchteren Gases und Wiederv^rdampfen dieses | Wassers in das trockenere Gas und damit die Trocknung des jeweils feuchteren der Gase j bewirkt. Dabei ist darauf zu achten, daß eine j solche Sperrflüssigkeit verwendet wird, die '· Meß- und/oder Vergleichsgas nicht in nennenswerter Weise löst, da sonst ein solcher Gasbestandteil durch Lösung in der Flüssigkeit und Diffusion in die für das andere Gas bestimmte Kammer gelangen würde. Handelt es sich um die Messung von Gasen mit verhältnismäßig geringem Feuchtigkeitsgehalt, so ist als Sperrflüssigkeit beispielsweise _:

' Glyzerin geeignet, das infolge seiner hohen _: Zähigkeit die in Frage stehenden Gase nur in i einer vernachlässigbaren Menge löst. Soll dagegen beispielsweise Rauchgas, das einen hohen Feuchtigkeitsgehalt hat, geprüft wer-1 den. so ist Glyzerin weniger geeignet, da es ! infolge seiner sehr starken Wasserlöslichkeit j bald so verdünnt werden würde, daß die ! Sperrflüssigkeit praktisch nur aus Gase gut lösendem Wasser bestände. Abhilfe dagegen würde im Sinn der Erfindung beispielsweise der Zusatz von Phenol. Kresol oder Anilin bringen, die einerseits mit Glyzerin in jedem Verhältnis mischbar sind, andererseits Wasser nur wenig lösen, so daß die Zähigkeit von etwa 5 bis 15 cP, die die Sperrflüssigkeit bei der Arbeitstemperatur zum fehlerfreien Messen mindestens aufweisen muß, gewährleistet wird. Selbstverständlich ist es möglich, statt eines Zusatzes von Phenol zu Glyzerin auch nur allein Phenol zu verwenden. An Stelle von Phenol können auch andere geeignete Flüssigkeiten treten, die eine gewisse Wasserlöslichkeit, die zum Wasseraustausch erforderlich ist, und eine hinreichend hohe Zähigkeit und damit geringe Löslichkeit und Austauschfähigkeit der Gase haben. Je trockener das zu messende Gas werden soll, desto mehr oder desto trockeneres Vergleichsgas muß der Austauschvorrichtung zugeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung, mit der das Verfahren verwirklicht werden kann, ist in der Zeichnung wiedergegeben.

Die Entnahmevorrichtung mit Filter 1, Kondensationsgefäß 2 und die Meßwertgeber 3 und 4 sowie der Absaugventilator 5 sind Geräte der bekannten Art und in der üblichen Weise hintereinandergeschaltet. Dabei ist in dem Beispiel angenommen, daß es sich um die Prüfung eines aus einem Schornstein entnommenen Rauchgases auf den Gehalt an C O₂ (Geber 3) und C O + H₂ (Geber 4) handelt. 6 ist ein dem Geber vorgeschaltetes Gefäß, in dem der Feuchtigkeitsaustausch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vor sich geht. Das Gefäß hat beispielsweise kreisförmigen Querschnitt und trägt im Innern uo einen nicht ganz bis zum Boden reichenden, in die Sperrflüssigkeit 7 eintauchenden Zylinderkörper 8. In den Zylinderkörper, in die Flüssigkeit 7 eintauchend, führt die Leitung 9 von der Entnahmestelle, so daß das durch den Absaugventilator abgesaugte Meßgas erst durch die Sperrflüssigkeit 7 perlen muß, bevor es in die Leitung 10 zum Geber treten kann. In den durch die Außenwand des Gefäßes 6 und dem Eintauchzylinder 8 gebildeten Ringraum führt, ebenfalls in die Sperrflüssigkeit 7 eintauchend, ein Rohr 11,

durch das Vergleichsgas,· in dam dargestellten Beispiel atmosphärische Luft, der Flüssigkeit zugeführt wird, und zwar in gleicher Weise wie das Meßglas; d. h. auch das VergleichS'gas. perlt zunächst durch die Sperrflüssigkeit, durch welche hindurch es in die zum Geber führende Vergleichsgasleitung 12 gelangt Dabei ist, wie man sieht, eine Mischung von Meß- und Vergleiehsgäs! nicht ίο möglich, da das eine Gas auf den Innenraum des Tauchzyliniders, das andere Gas auf den erwähnten Ringraum beschränkt ist. Die Anwendung besonders feiner Verteilung der Gase in der Flüssigkeit oder von Einriehfcungen, die die Verweilzeit der Gase vergrößern, hat sich bei gewöhnlichen Genauigkeit sansp'riichen als nicht notwendig erwiesen.

Selbstverständlich handelt es sich bei der eben beschriebenen Einrichtung· lediglich um ein Auisführungsbeispiel. So ist esi etwa möglich, zwei Tauchzylinder vorzusehen oder eine Änderung derart zu treffen, daß statt des Durchperiens der Gase durch die Sperrflüssigkeit ein Umpumpen der Sperrflüssigkeit über Rieseltürme erfolgt. Doch erscheint eine Einrichtung, die nach dem Prinzip der beschriebenen arbeitet·, vorteilhafter, da sie nicht mir einfacher als die andere ist, sondern da dais Duirchperlen des Gases durch die Sperrflüssigkeit außerdem, eine augenfällige und billige Kontrollmöglichkeit für richtiges Strömen der Gase ergibt. Aus diesem Grund wird es auich zweckmäßig¹ sein, das Gefäß 6 aus durchsichtigem Material zu wählen. Das Verfahren ist nicht auf die Anwendung eines voneinander unabhängigen Meß- unid Vergleichsgases beschränkt. Es kanni z. B. dasselbe Gasi vor und nach eimer Reaktion durch die beiden getrennten Teile des Ausgleichsgefäßes und des* gasanalytischen Gerätes fließen zwecks Durchführung einer Differenzmessung. In Fällen der volumetrischen Messung, z. B. der chemischen Absorption eines Gasbestandteiles, gelängt es nach dem Verfahren, die Sperrflüssigkeit für die Meßbüratte auf einen konstanten Wasserdampf druek zu, bringen, der beispieleweise dem Wasserdampfdruck des für die Absorption benutzten Mittals· entspricht, dadurch, daß mittels eines besonderen Gasstromes ein Austausch des Wassergehalts der beiden mit dem zu messenden Gas in Berührung kommenden Flüssigkeiten durchgeführt wird.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zaum Regeln dies· Feuchtigkeitsgehalts von gasanalytisch zu untersuchenden P ruf gasen, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgas mit Vorzugsweise flüssigen Lösungsmitteln für Wasser behandelt wird, die durch ständige Zu- und Abfuhr von Wasser durch Austausch mit einem zweiten Gas oder demselben Gas in verändertem Zustand in einem GleichgewichtsziUistand mit diesem gehalten werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, das Meß- und Vergleiichsgas gasanialytischer Apparate, wie Raucbgasprüfer, auf untereinander gleichen Feuchtigkeitsgehalt zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase vor der Messung zu einem thermodynamischen Austausch der Feuchte der Gase bis zum Gleichgewichtszustand gebracht werden, vorzugsweise unter Verwendung einer die Gasräume trennenden Sperrflüssigkeit, die den Austausch des Wassergehalts beider Gasräume ermöglicht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsbzw. Sperrflüssigkeit eine Flüssigkeit mit geringer Löslichkeit für die zur Messung kommenden Gase dient, z. B. Glyzerin.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 3 für die Messung an Gasen mit verhältnismäßig hohem Feuchtigkeitsgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungs- bzw. Sperrflüssigkeit eine Wasser nur wenig lösende Flüssigkeit dient, z. B. Phenol oder Kresol.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 für die Messung von Gasen mit verhältnismäßig hohem Feuchtigkeitsgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrflüssigkeit eine Mischung aus Flüssigkeiten mit hoher Zähigkeit und Flüssigkeiten mit geringer Wasserlöslichkeit verwendet wird, z. B. eine Mischung aus Glyzerin mit Kresol.
6. 6. Einrichtung¹ zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die an sich bekannte bauliche Vereinigung zweier Waschflaschen, derart, daß ihre Flüssigkeitsinhalte, nicht aber ihre Gasinhalte miteinander in unmittelbarer Verbindung¹ stehen.

   Zur Abgrenzung· des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   Deutsche Patentschrift Nr. 427 795; AEG-Mitteilungen, Juli 1937, S. 240 bis 242;

   Preisblatt· 2 a, Listen-Nr. 804 der Firma Lambrecht, Göttingen, vom Juni 1936.

   Hierzu τ Blatt Zeichnungen

   ι 5809 2.54