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Gasanalysator
Die Erfindung betrifft einen Gasanalysator, bei welchem
das zu prüfende Gas ununterbrochen durch eine Vorrichtung zur Gleicherhaltung des
Gasstromes und durch ein Absorptionsgefäß geführt und die nicht absorbierte Gasmenge
bestimmt wird. Bei den bekannten Gasanalysatoren dieser Art erfolgt die Gleicherhaltung
des Gasstromes beispielsweise durch eine Pumpe bestimmter Liefermenge. Das Wesen
der vorliegenden Erfindung ist darin zu erblicken, daß zur Gleicherhaltung des Gasstromes
vor dem Absorptionsgefäß eine Stauvorrichtung mit einem ohne Gasverlust arbeitenden
und nachstellbaren Differenzdruckregler und hinter dem Absorptionsgefäß eine genau
gleichartige Stauvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Messung der nicht absorbierten
Gasmenge vorne; sehen sind. An sich sind Vorrichtungen zur Gleicherhaltung eines
Gasstromes mit einer Stauvorrichtung und einem Differenzdruckregler bekannt. Ebenso
ist die Messung eines Gasstromes durch Druckmessung an einer Stauvorrichtung nicht
neu und insbesondere auch bei Gasanalysatoren üblich. Demgegenüber ist für den Gasanalysator
nach der Erfindung wesentlich, daß bei der Regelung des Gasstromes vor der Absorption
eine Stauvorrichtung mit derselben physikalischen Charakteristik verwendet wird,
wie nach der Absorption bei der Messung der Restgase, so daß Änderungen in der Gaszusammensetzung
bezüglich solcher Bestandteile, die nicht absorbiert und gemessen werden sollen,
auf
das MeßeIgebnis ohne Einfluß sind. Als Stauvorrichtung wird
z. B. sowohl beim Regeln des Gasstromes vor der Absorption als auch bei der Messung
der Restgase eine Kapillare mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm und einer Länge
von etwa 40 mm benutzt, bei welcher der vorwiegende Einfluß auf die Messung durch
die Zähigkeit des Gases ausgeübt wird.
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Weiterhin ist die Anordnung derart, daß zur Nullpunktberichtigung
des Meß- oder Schreibgerätes die Vorbelastung der Membran des Differenzdruckreglers
durch Veränderung der Federspannung mittels Einstellschraube veränderlich ist. Dadurch
ist die einfachste Handhabung möglich; denn es braucht nur die Einstellschraube
gedreht und auf die Zeigerstellung geachtet zu werden. Nach dieser einfachen Nullpunktberichtigung
ist das Gerät dann zur genauen Analyse bereit. Es arbeitet unabhängig vom Vor- und
vom Nachdruck und ist leicht eichfähig.
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Wird der Gasanalysator zur Bestimmung der Anteile mehrerer im entnommenen
Gasstrom enthaltener Gase benutzt, dann ist an das Ableitungsrohr eines jeden Absorptionsgefäßes
eine membrangesteuerte Zuleitung für das nächste Absoiptionsgefäß angeschlossen
und an der Anschlußstelle ein Differenzdruckmesser vorgesehen, während am Schluß
der so gebildeten Meßkolonne ein Feindruckmesser angeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung schematisch im Längsschnitt
dargestellten Ausführungsbeispieles.
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Das auf einem bestimmten Einzelgasgehalt zu untersuchende Mischgas,
z. B. auf Kohlensäuregehalt zu prüfende Rauchgas, tritt bei E in die Zuleitung ein.
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Während der Hauptstrom des Mischgases bei Z' abströmt, gelangt ein
verhältnismäßig kleiner Teilstrom über den Kanal V in die Kammer K1 des nachstellbaren
Differenzdruckreglers R. Die beiden Kammern K1 und K2 dieses Differenzdruckreglers
R sind durch die Membran M voneinander getrennt, die durch die Feder F belastet
ist, deren Spannung mittels einer Schraube S einstellbar ist. Von der KammerK1 führt
eine Leitung in das Absorptionsgefäß A, welches mit einem das zu bestimmende Einzelgas
absorbierenden Absorptionsmittel, z. B. Kalilauge, wenn es sich um die Bestimmung
des Kohlensäuregehaltes handelt, gefüllt ist. In der Leitung befindet sich vor der
Einmündung in das Absorptionsgefäß A eine Stauvorrichtung in Form einer Staublende
B1, welche vorteilhaft aus einer verhältnismäßig engen Kapillare, z. B. von 0,5
mm lichter Weite und 40 mm Länge, bestehen kann. Hinter der Blende B1 zweigt die
Leitung L, ab, die in die zweite Membrankammer K2 führt. Auf die Membran M wirkt
daher der an der Staublende B1 entstehende Differenzdruck, so daß die Membran M
das von ihr gesteuel-te Ventil V1 so einstellt, daß die Menge des die Leitung L
durchströmenden, dem Absorptionsgefäß A zugeführten Mischgases konstant bleibt.
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Enthält das Mischgas keine Spur von dem zu untersuchenden Einzelgas,
so verläßt die gleiche Gasmenge, die durch den Regler R eingestellt ist, das Absorptionsgefäß
A, so daß sich in der in dem Ableitungsrohr C befindlichen Stauvorrichtung B2, die
aus einer gleichen Kapillare besteht wie die Staublende B1, der gleiche Differenzdruck
einstellt.
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Besteht das Mischgas nur aus dem zu untersuchenden Einzelgas, z.
B. nur aus Kohlensäure, so wird es restlos in der Absorptionsflüssigkeit, z. B.
Kalilauge, aufgenommen, so daß überhaupt kein Gasstrom durch die Ableitung C fließt
und an der Staublende B2 kein Differenzdruck entsteht . Hieraus folgt, daß der Einzelgasgehalt
an einem an die Staublende B2 angeschlossenen Differenzdruckmesser abgelesen werden
kann, wenn dieser entsprechend geeicht ist. Wird das Restgas in die atmosphärische
Luft abgeleitet, so herrscht hinter der Staublende B2 atmosphärischer Druck. In
diesem Fall kann an Stelle des an der Staublende B2 entstehenden Differenzdruckes
der vor dieser Blende herrschende Staudruck durch einen mittels eines Abzweigrohres
angeschlossenen Feindruckmesser D gmcssen werden, welcher unmittelbar nach Prozentgehalten
des Einzelgasgehaltes geeicht werden kann. An Stelle oder zusätzlich zu dem Feindruckmesser
D kann ein Feindruckschreiber odei, falls eine Regelung nach dem Einzelgasgehalt
vorgenommen werden soll, ein Druckregler treten. Eine Nullpunktberichtigung des
Feindruckmessers D kann jederzeit durch Einstellen der Federbelastung der Membran
M mittels der Schraube S erfolgen.
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Durch Hintereinanderschalten mehrerer Gasanalysatoren, derart etwa,
daß das Restgas des ersten Analysators nach dem Durchströmen der zweiten Staublende
B2 dem Differenzdruckregler des zweiten Analysators zugeführt wird usw., läßt sich
eine vollständige Analyse eines Gasgemisches auf verschiedene Einzelgasgehalte durchführen.
Dabei ist nur dafür Sorge zu tragen, daß die Absorptionsflüssigkeiten nacheinander
die verschiedenen Einzelgase absorbieren und daß außer bei dem letzten Analysator,
an Stelle der Feindruckmesser Differenzdruckmesser zur Anzeige der Einzelgasgehalte
vorgesehen sind.
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Auf diese Weise läßt sich z. B. eine vollständige Rauchgasanalyse
auf Kohlendioxyd, Kohlenoxyd und Wasserstoff durch Hintereinanderschalten von drei
derartigen Analysatoren ausführen, bei denen die Absorptionsmittel nacheinander
auf Kohlensäure, Kohlenoxyd und Wasserstoff ansprechen.
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Der Analysator nach der Erfindung ist nicht nur für die Rauchgasanalyse
geeignet, sondern kann zur Bestimmung des Gehalts irgendeines Mischgases an einem
beliebigen Einzelgas benutzt werden, sofern nur ein entsprechendes Absorptionsmittel
vorgesehen wird. Mit besonderem Vorteil läßt sich beispielsweise der neue Analysator
bei der synthetischen Herstellung von Benzin zur Kontrolle der I)estillationsgase
verwenden.
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An Stelle des dargestellten und beschriebenen Membrandifferenzdruckreglers
kann jeder andere Differenzdruckreglei, z. B. ein Tauchglockendifferenzdruckregler
od. dgl., Verwendung finden.
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Der auf den Differenzdruckregler wirkende Differenzdruck braucht
nicht von einer Staublende oder einer sonstigen, z. B. venturirohrartigen Verengung
abgenommen zu werden, sondern kann auch als Strömungsdruck einerseits und statischer
Druck
anderseirs z. B. durch eine der Strömung zugekehrte und eine
dei Stlömung abgekehrte Düse abgenommen werden.
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PATENTANSPROCHE: I. Gasanalysator, bei welchem das zu prüfende Gas
ununterbrochen durch eine Vorrichtung zur Gleicherhaltung des Gasstromes und durch
ein Absorptionsgefäß geführt und die nicht absorbierte Gasmenge bestimmt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Gleicherhaltung des Gasstromes vor dem Absol ptionsgefäß
in an sich bekannter Weise eine Stauvon ichtung mit einem ohne Gasverlust arbeitenden
und nachstellbaren Differenzdruckregler und hinter dem Absorptionsgefäß eine geiiaii
gleichartige Stauvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Messung der nicht absorbierten
Gasmenge vorgesehen sind.