NL1001520C2 - Etheenmeter en werkwijze voor het bepalen van de hoeveelheid etheen in een gas. - Google Patents

Description

Titel: Etheenmeter en werkwijze voor het bepalen van de hoeveelheid etheen in een gas

De uitvinding heeft betrekking op een etheenmeter voor het bepalen van een maat voor de hoeveelheid etheen die in een gas aanwezig is, voorzien van een ozongenerator voor het genereren van ozon, een reactieruimte waaraan door de ozongenerator 5 gegenereerd ozon en het gas wordt toegevoerd en een detector voor het detecteren van elektromagnetische straling die in de reactieruimte wordt gegenereerd door een chemische reactie tussen de ozon en het etheen in het gas waarbij de hoeveelheid ozon die aan de reactieruimte wordt toegevoerd groter is dan de 10 hoeveelheid etheen die aan de reactieruimte wordt toegevoerd en waarbij de detector een signaal afgeeft dat de hoeveelheid gedetecteerde straling representeert voor het verkrijgen van de maat voor de hoeveelheid etheen in het gas.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze 15 voor het bepalen van een maat voor de hoeveelheid etheen in een gas waarbij het gas en een, ten opzichte van de hoeveelheid etheen in het gas overmaat van ozon aan een reactieruimte worden toegevoerd en waarbij de elektromagnetische straling die in de reactieruimte wordt gegenereerd door een chemische 20 reactie tussen de ozon en het etheen wordt gedetecteerd voor het bepalen van de maat voor de hoeveelheid etheen.

Een dergelijke etheenmeter en werkwijze zijn op zich bekend. Bij deze bekende systemen worden de ozon en het gas in een van elkaar gescheiden toestand aan de reactiekamer 25 toegevoerd. In de reactiekamer worden de ozon en het gas met elkaar gemengd zodat de ozon en de etheen met elkaar kunnen reageren. In principe kan het systeem zowel continu als discontinu worden uitgevoerd. Bij een continu systeem worden het gas en de ozon continu aan de reactiekamer toegevoerd, 30 doorstromen de reactiekamer en verlaten vervolgens de 100 1 5 20 2 reactiekamer. Hierbij is de verblijftijd in de reactiekamer dusdanig gekozen dat althans nagenoeg al het etheen in de reactiekamer met de ozon zal reageren. De hoeveelheid gedetecteerde elektromagnetische straling is dan een maat voor 5 de hoeveelheid etheen die heeft gereageerd met het ozon.

Het is natuurlijk eveneens mogelijk een vooraf bepaalde hoeveelheid gas en ozon in de reactiekamer tezamen te brengen om deze hoeveelheid enige tijd later weer uit de reactiekamer te laten wegstromen. Hierbij is de verblijftijd in de 10 reactiekamer wederom dusdanig gekozen dat althans nagenoeg al het etheen in de reactiekamer met de ozon zal reageren.

Een toepassing hiervan wordt onder meer gevonden bij tuipentelers. Het is belangrijk dat het etheengehaite var. lucht in bewaarcellen waarin zich tulpebollen bevinden zo laag 15 mogelijk wordt gehouden. In het algemeen geldt als norm dat het etheengehaite in de lucht niet hoger mag zijn dan 0.1 ppm. Indien het etheengehaite te hoog wordt zal de stofwisseling van de tulpebollen toenemen zodat het gewicht van de leverbare bollen afneemt. Bovendien is uit onderzoek gebleken dat zelfs 20 bij lagere gehaltes van etheen de stofwisseling in de bollen kan toenemen. Het is daarom van belang zeer nauwkeurig het etheengehaite te kunnen meten. Indien het etheengehaite te hoog is kan de lucht vervolgens worden ververst. Een probleem dat zich voordoet is echter dat de op zich bekende etheenmeter en 25 de op zich bekende werkwijze, etheengehaltes die beneden de 0,1 ppm liggen, niet kunnen detecteren. De bekende etheenmeter kan derhalve slechts een alarm afgeven wanneer het etheengehaite boven een grenswaarde van 0,1 ppm komt. Het is echter niet mogelijk om na te gaan wat het etheengehaite is wanneer het 30 etheengehaite kleiner is dan 0,1 ppm.

Ook voor andere toepassingen bestaat de wens het etheengehaite in gassen te kunnen bepalen. Hierbij kan bijvoorbeeld worden gedacht aan installaties waarin rookgassen worden 1001520 3 gereinigd. Van deze rookgassen dient het etheengehalte eveneens nauwkeurig te worden bepaald.

De uitvinding beoogt een etheenmeter en een werkwijze te verschaffen volgens welke het mogelijk is het etheengehalte in 5 gas te bepalen in een range van ongeveer 0,1 ppm tot 10 ppm en van 0,01 ppm tot 1 ppm.

De etheenmeter heeft hiertoe overeenkomstig de uitvinding als kenmerk, dat de etheenmeter verder is voorzien van een voor-reactieruimte, waaraan het gas en de ozon wordt toegevoerd 10 voor het vormen van een mengsel van het gas en de ozon en waarbij de voor-reactieruimte in fluïdum verbinding staat met de reactieruimte zodat het mengsel van de voor-reactieruimte naar de reactieruimte kan stromen voor de detectie van de hoeveelheid etheen waarbij de detector alleen de elektromag-15 netische straling afkomstig uit de reactieruimte detecteert.

Een grondgedachte van de uitvinding is dat andere componenten die in het gas aanwezig zijn en wel met name NO eveneens een chemische reactie met ozon aangaan, waarbij elektromagnetische straling vrijkomt. Dit heeft bij het bekende systeem tot gevolg 20 dat de elektromagnetische straling die wordt gedetecteerd niet alleen afkomstig is van ozon dat met etheen reageert, maar eveneens afkomstig is van ozon dat met NO reageert. De hoeveelheid gedetecteerde elektromagnetische straling is derhalve geen zuivere maat voor de hoeveelheid etheen die met 25 ozon heeft gereageerd. Overeenkomstig de uitvinding wordt het gas en de ozon allereerst toegevoerd aan een voor-reactieruimte. In deze voor-reactieruimte zal althans nagenoeg al de in het gas aanwezige NO reageren met het ozon. Tegelijkertijd zal slechts een verwaarloosbaar deel van de 30 hoeveelheid etheen die in het gas aanwezig is met de ozon reageren. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat de reactie tussen NO en ozon ongeveer tienduizend maal zo snel verloopt als de reactie tussen etheen en ozon. Wanneer een mengsel van het gas en de ozon derhalve de voor-reactieruimte verlaat, zal 10 0 1 5 20 4 dit mengsel althans nagenoeg uitsluitend ozon en etheen omvatten. NO zal in het mengsel niet langer aanwezig zijn doordat dit in de voor-reactieruimte reeds heeft gereageerd met ozon. Wanneer het aldus verkregen mengsel van de voor-5 reactieruimte naar de reactieruimte wordt gevoerd, zal de hoeveelheid elektromagnetische straling die door de detector in de reactieruimte wordt gedetecteerd althans nagenoeg alleen afkomstig zijn van de reactie tussen ozon en etheen. Het gevolg is dat de nauwkeurigheid van de etheenmeter volgens de 10 uitvinding bijzonder groot is: hoeveelheden etheen van ongeveer 10 ppb (parts per billion) en hoger kunnen worden gedetecteerd.· De hoeveelheid etheen die in de voor-reactieruimte heeft gereageerd met ozon kan hierbij worden verwaarloosd, omdat nagenoeg al het etheen wat in het gas aanwezig is in de 15 reactieruimte zal reageren. Daarentegen zullen, zoals hiervoor besproken, andere componenten die in het gas aanwezig zijn zoals NO, tolueen en HCN in de voor-reactieruimte reageren.

Een werkwijze overeenkomstig de uitvinding heeft als kenmerk dat het gas en de ozon eerst worden samengevoegd en 20 gemengd alvorens aan de reactieruimte te worden toegevoerd; waarna vervolgens het mengsel van het samengevoegde gas en ozon aan de reactieruimte wordt toegevoerd voor het aan de hand van de elektromagnetische straling die alleen afkomstig is uit de reactieruimte bepalen van de hoeveelheid etheen. De uitvinding 25 zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een aantal mogelijke uitvoeringsvormen van een etheenmeter die in de figuren 1-3 zijn getoond.

In figuur 1 is met referentienummer 1 een etheenmeter overeenkomstig de uitvinding weergegeven. Voor etheen (C2H4) 30 zijn twee namen in omloop. De eerste naam is de in de moderne chemie gebruikte systematische naam etheen. Uit deze naamgeving blijkt onder meer dat het een alifatische koolwaterstof betreft met twee koolstof atomen en een enkelvoudige onverzadigde verbinding (C=C). De andere oude benaming voor dezelfde stof is 100 1 5 20 5 echter ethyleen. Wanneer in het hierna volgende gesproken wordt over etheen, wordt hiermee derhalve eveneens ethyleen bedoeld.

De etheenmeter 1 is voorzien van een op zich bekende ozongenerator 2 met een uitlaat 4 voor het afgeven van ozon 5 (O3). De meter is voorts voorzien van een voor-reactiekamer 6 die is voorzien van een eerste inlaat 8, een tweede inlaat 10 en een uitlaat 12. De inlaat 8 is via leiding 14 met de uitlaat 4 van de ozongenerator 2 verbonden. De tweede inlaat 10 is verbonden met een leiding 16 waaraan een gas wordt toegevoerd 10 waarvan het etheengehalte dient te worden bepaald. De etheenmeter is voorts voorzien vein een reactiekamer 18. De reactiekamer 18 omvat een inlaat 20 die via leiding 22 met de uitlaat 12 van de voor-reactiekamer 6 is verbonden. In een opening 24 van een wand 26 die een reactieruimte 28 van de 15 reactiekamer 18 omsluit, is op afdichtende wijze een glasplaat of filter 30 aangebracht. Tegenover de glasplaat of filter 30 is een detectie-eenheid 32 geplaatst, die is ingericht voor het detecteren van elektromagnetische straling die in de reactiekamer 18 aanwezig is. De ruimte tussen de detectie-20 eenheid 32 en de glasplaat of filter 30 is omsloten door een koker 33, zodat de detectie-eenheid 32 alleen elektromagnetische straling zal detecteren die afkomstig is uit de reactiekamer 18. De detectie-eenheid 32 genereert op leiding 34 een signaal dat gerelateerd is aan de intensiteit van de door 25 de detectie-eenheid 32 uit de reactiekamer 18 afkomstige gedetecteerde straling. Dit signaal wordt aan een versterker 36 toegevoerd. Het uitgangssignaal van de versterker 36 wordt aan de controle-eenheid 38 toegevoerd. De controle-eenheid 38 genereert aan de hand van het uitgangssignaal van de versterker 30 36 een getal dat een maat is voor de hoeveelheid etheen in het gas dat aan de leiding 16 wordt toegevoerd.

De reactiekamer 18 is verder nog voorzien van een uitlaat 40 die middels een leiding 42 is verbonden met de ingang van een ozonfilter 44. De uitgang van het ozonfilter 44 is aan- 10 0 1 5 20 6 gesloten op een pomp 46. De uitgang van de pomp 46 kan bijvoorbeeld in de omgeving rondom de etheenmonitor uitmonden.

De werking van het systeem is als volgt. Het gas waarvan het etheengehalte dient te worden bepaald, wordt aan de leiding 5 16 toegevoerd. Tegelijkertijd wordt met behulp van de ozon- generator 2 ozon gegenereerd. De pomp 46 creëert via het ozonfilter 44 en de leiding 42 een onderdruk in de reactiekamer 18. Een en ander heeft tot gevolg dat het gas en de ozon naar de voor-reactiekamer 6 wórden gezogen. In de voor-reactiekamer 10 6, die door de voor-reactieruimte wordt omsloten, zal het gas en de ozon met elkaar worden vermengd. Een goede vermenging kan optreden wanneer het Reynolds-getal van het gas en de ozon dat door de voor-reactiekamer stroomt en de voor-reactiekamer via de uitlaat 12 verlaat een waarde heeft die bijvoorbeeld groter 15 is dan 2500. De verblijftijd van het gas en de ozon in de voor-reactiekamer 6 is dusdanig lang dat componenten als NO, die in het gas aanwezig zijn volledig zullen reageren met ozon.

Hierbij wordt elektromagnetische straling gegenereerd die de detector 32 echter niet zal bereiken. Om er zeker van te zijn 20 dat de elektromagnetische straling die in de voor-reactiekamer 6 wordt gegenereerd de detector 32 niet kan bereiken is de leiding 22 in dit voorbeeld voorzien van een bocht. Aangezien de reactie tussen ozon en NO tienduizend maal sneller verloopt . dan de reactie tussen ozon en etheen zal in de voor-25 reactiekamer 6 slechts een verwaarloosbaar klein gedeelte van de hoeveelheid etheen met de ozon reageren. Het mengsel van ozon en gas zal vervolgens via leiding 22 naar de reactiekamer 18 stromen. In de reactiekamer 18 aangekomen, zal althans nagenoeg geen NO meer in het mengsel aanwezig zijn.

30 Tegelijkertijd zal althans nagenoeg al het etheen dat in het gas aanwezig was toen het de leiding 16 binnenstroomde nog in het mengsel aanwezig zijn. De verblijftijd van het mengsel in de reactiekamer heeft een dusdanige minimale duur dat een significant deel van het etheen dat in het mengsel aanwezig is 10 0 1 5 20 7 met de ozon in de reactieruimte, die door de reactiekamer wordt omsloten, zal reageren. De reacties die hierbij optreden zijn de volgende: 5 C2H4 + 2 O3 -> CH2OOOCH2 -> CH20 + 0CH20 0CH20 -> CO + H20 (ca. 60%) 0CH20 -> C02 + H2 (ca. 40%)

Er is een grote overmaat ozon aanwezig, zodat althans 10 nagenoeg al het etheen, dat in het gas aanwezig is, met de ozon kan reageren. Bij de reacties volgens bovenstaande formules komt elektromagnetische straling vrij met een golflengte van ongeveer 300 tot 600 nm. De intensiteit van deze straling zal een maat zijn voor de hoeveelheid etheen in het gas. Het 15 signaal, dat door de versterker 36 wordt gegenereerd, is evenredig met de intensiteit van de straling. De controle-eenheid 38 omvat in dit voorbeeld een display waarop in ppm of ppb de hoeveelheid etheen in het gas wordt aangegeven. Na detectie zal het mengsel via leiding 42, filter 44 en de pomp 20 46 de etheenmeter verlaten. Het filter 44 zorgt ervoor dat eventuele in het gas aanwezige schadelijke stoffen worden weggefilterd.

De reactietijd van NO met ozon is in de praktijk in de orde van grootte van milliseconden, terwijl de reactietijd van 25 etheen met ozon een ordegrootte heeft van seconden. De verblijftijd van het mengsel in de voor-reactiekamer 6 zal derhalve enige milliseconden moeten bedragen, terwijl de verblijftijd van het mengsel in de reactiekamer enige seconden zal moeten bedragen. Een en ander kan worden gerealiseerd door 30 het volume van de voor-reactiekamer 6 bijvoorbeeld ongeveer een factor 100 of meer kleiner uit te voeren dan het volume van de reactiekamer 18.

Indien in het gas eveneens koolmonoxyde aanwezig is zal ook koolmonoxyde reageren met ozon waarbij elektromagnetische 100 1 5 20 8 straling wordt gegenereerd. De reactietijd van koolmonoxyde met ozon is in een ordegrootte van dagen. Dit betekent, dat in de bovengeschetste omstandigheden de elektromagnetische straling die wordt gegenereerd door een reactie van ozon met 5 koolmonoxyde in de reactiekamer 18, te verwaarlozen is ten opzichte van de elektromagnetische straling die wordt gegenereerd door de reactie tussen ozon en etheen.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm is de etheenmeter verder nog voorzien van tenminste een optischfilter 48 voor het 10 filteren van de elektromagnetische straling alvorens deze op detectoreenheid 32 valt. In het bijzonder is het filter dusdanig gedimensioneerd dat deze in hoofdzaak elektromagnetische straling doorlaat met een golflengte die overeenkomt met de golflengte van de elektromagnetische 15 straling die wordt gegenereerd bij een reactie tussen ozon en etheen. Dit betekent dat indien onverhoopt in de reactiekamer 18 andere reacties optreden waarbij elektromagnetische straling wordt gegenereerd, deze elektromagnetische straling in het algemeen de detectoreenheid 32 niet zal bereiken. Het filter 48 20 is een bandfilter. Het is echter eveneens mogelijk andere typen filters toe te passen zoals bijvoorbeeld een hoog doorlaat-filter dat alleen elektromagnetische straling doorlaat met een golflengte die groter is dan 300 nm. Voor de volledigheid wordt opgemerkt dat de glasplaat 30 eveneens kan worden uitgevoerd 25 als een optischfilter dat vergelijkbaar is met het optisch-filter 48, zodat dit laatste filter kan vervallen.

In het bijzonder is de etheenmeter verder nog voorzien van koelmiddelen die stroomopwaarts van de voor-reactiekamer zijn opgenomen voor het koelen van het gas tot bijvoorbeeld een 3 0 temperatuur van - 100°C. Dit heeft als voordeel dat bepaalde componenten van het gas zoals alkenen, aromaten en zwavelver-bindingen zullen neerslaan en daardoor uit het gas worden verwijderd. Dit in tegenstelling tot het etheen dat zijn gasvormige toestand zal behouden. Wanneer vervolgens in de 10 0 1 5 20 9 reactiekamer de hoeveelheid etheen wordt bepaald, zal in ieder geval van genoemde alkenen, aromaten en zwavelverbindingen geen storende invloeden worden ondervonden.

Voorts kan de etheenmeter zijn voorzien van een gasdroger 5 52 die stroomopwaarts van de voor-reactieruimte 6 is opgenomen voor het onttrekken van onder meer H2S uit het gas. Een geschikte gasdroger is bijvoorbeeld een gasdroger van het type die door de firma Perma Pure op de markt wordt gebracht en die bekend staat onder de naam "Perma Pure Dryers" (PPD). Deze 10 drogers bestaan uit een permeabele binnenbuis waardoor het te drogen gas wordt geleid. Rond deze binnenbuis is een buitenbuis aangebracht waarbij de ruimte die tussen de binnen- en de buitenhuis wordt gevormd, wordt doorstroomd met bijvoorbeeld lucht. De permeabele binnenbuis heeft de eigenschap dat deze 15 bijvoorbeeld H2S zal doorlaten en tegelijkertijd een barrière vormt voor etheen. Op deze wijze zal op basis van een diffusieproces H2S van de binnenbuis via de wand van de binnenbuis naar de ruimte tussen de buitenbuis en de binnenbuis worden getransporteerd. Het resultaat is dat het gas dat door 20 de binnenbuis stroomt van H2S zal worden ontdaan. Ook dit heeft als voordeel dat H2S geen storende invloeden kan hebben bij het meten van het etheen in de reactiekamer 18.

Daarnaast kan de etheenmeter verder nog zijn voorzien van een op zich bekende Carbon Cicker 54 die stroomopwaarts van de 25 voor-reactiekamer 6 is opgenomen voor het onttrekken van aromaten en koolwaterstoffen uit het gas. Ook dit heeft als voordeel dat genoemde aromaten en hogere koolwaterstoffen uit het gas worden verwijderd en hiermee geen storende invloed kunnen uitoefenen op het meten van de hoeveelheid etheen in de 30 reactiekamer 18. Onder storende invloeden wordt hier verstaan dat genoemde alkenen, aromaten, zwavelverbindingen H2S en hogere koolwaterstoffen eveneens met ozon kunnen reageren waarbij elektromagnetische straling vrijkomt.

10 0 1 5 20 10

In het bijzonder is de etheenmeter ook voorzien van een plaat 58 die tussen de glasplaat 30 en de detectie-eenheid 32 kan worden geschoven. Wanneer de plaat 58 aldus tussen de glasplaat 30 en de detectie-eenheid 32 is geschoven (in 5 figuur 1 is deze toestand gestippeld weergegeven), zal de hoeveelheid elektromagnetische straling, die de detectie-eenheid 32 bereikt, althans nagenoeg gelijk aan 0 zijn. De controle-eenheid 38 meet dan een off-set signaal dat wordt gegenereerd door de detectie-eenheid 32 en de versterker 36.

10 Indien het off-set signaal aldus is bepaald, kan de plaat 58 worden verwijderd, zoals dat in figuur 1 is getoond. De controle-eenheid 38 kan vervolgens het signaal, dat door de versterker 36 wordt afgegeven bij het meten van een hoeveelheid etheen in de reactiekamer 18, corrigeren met genoemde off-set, 15 door de off-set van het gemeten signaal af te trekken. Dit betreft een op zich bekende methode die hier dan ook geen nadere toelichting behoeft. Een andere methode voor het compenseren van een off-set is dat allereerst geen gas maar slechts ozon aan de reactiekamer 18 wordt toegevoegd. De 20 controle-eenheid 38 bepaalt dan wederom het signaal waardoor de versterker 36 wordt gegenereerd. Dit signaal betreft het offset signaal. Wanneer hierna, op de hiervoor omschreven wijze de hoeveelheid etheen wordt gemeten, wordt deze meetwaarde door de controle-eenheid 38 wederom op de op zich bekende wijze met de 25 bepaalde off-set waarde gecorrigeerd.

In figuur 2 is een alternatieve uitvoeringsvorm van de etheenmeter volgens de uitvinding getoond. In figuur 1 en 2 zijn onderdelen die met elkaar overeenkomen van eenzelfde referentienummer voorzien. Bij de etheenmeter volgens figuur 2 30 is in een wand van de voor-reactiekamer 6 een glasplaat 30' aangebracht. Tegenover de glasplaat 30’ is een detectie-eenheid 32’ geplaatst, die is ingericht voor het detecteren van elektromagnetische straling die in de voor-reactiekamer 6 aanwezig is. De ruimte tussen de detectie-eenheid 32’ en de 1001520 11 glasplaat 30' is omsloten door een koker 33' zodat de detectie-eenheid 32' alleen elektromagnetische straling zal detecteren uit de voor-reactiekamer 6. De detectie-eenheid 32' genereert op leiding 34' een signaal dat gerelateerd is aan de 5 intensiteit van de door de detectie-eenheid 32' uit de voor-reactiekamer 6 afkomstige gedetecteerde straling. Dit signaal wordt aan een versterker 36' toegevoerd. Het uitgangssignaal van de versterker 36' wordt aan de controle-eenheid 38' toegevoerd. Omdat, zoals hiervoor uiteengezet, in het gas 10 aanwezige NO in de voor-reactiekamer 6 zal reageren met ozon, zal het uitgangssignaal dat door de versterker 36' aan de controle-eenheid 38' wordt toegevoerd een maat zijn voor de hoeveelheid NO in het gas. De controle-eenheid 38' genereert dan ook aan de hand van het uitgangssignaal van de versterker 15 36' een getal dat een maat is voor de hoeveelheid NO in het gas dat aan leiding 16 wordt toegevoerd. Doordat de reactie tussen etheen en ozon veel langzamer verloopt dan de reactie tussen NO en ozon zal de in de voor-reactiekamer 6 gegenereerde elektromagnetische straling, althans in hoofdzaak, door de 20 reactie tussen NO en ozon zijn gegenereerd. Met andere woorden, het uitgangssignaal van de versterker 36’ zal inderdaad een maat zijn voor de hoeveelheid NO in het gas dat aan leiding 16 wordt toegevoegd. In het bijzonder kan de etheenmeter nog zijn voorzien van een optischfilter 48’ dat tussen de glasplaat 30* 25 en de detectie-eenheid 32' is geplaatst. Het optischfilter 48' is bij voorkeur uitgevoerd als een bandfilter dat met name elektromagnetische straling doorlaat met een frequentie die overeenkomt met de frequentie van elektromagnetische straling die wordt gegenereerd bij de reactie tussen ozon en NO. Ook 30 hier is het mogelijk dat de glasplaat 30' wordt uitgevoerd als een optischfilter, zodat het optischfilter 48' kan vervallen. Met behulp van een plaat 58’ kan de off-set van de detectie-eenheid 32' en de versterker 36' worden gecompenseerd op geheel analoge wijze zoals dit bij figuur 1 is besproken.

100 1 5 20 12

In figuur 2 zijn twee detectie-eenheden 32 en 32', versterkers 36 en 36' en controle-eenheden 38 en 38' aanwezig. Voor de volledigheid wordt opgemerkt dat het natuurlijk ook mogelijk is met behulp van slechts één detectie-eenheid 32, 5 versterker 36 en controle-eenheid 38 afwisselend de elektromagnetische straling te meten die respectievelijk in de voor-reactiekamer 6 en in de reactiekamer 18 wordt gegenereerd. Dit kan bijvoorbeeld door met behulp van spiegels de via de glasplaat 30' uit de voor-reactiekamer 6 tredende elektromag-10 netische straling naar de detectie-eenheid 32 toe te leiden. Wanneer vervolgens met behulp van de platen 58 en 58' de elektromagnetische straling, afkomstig van de reactiekamer 18 en de voor-reactiekamer 6, afwisselend wordt geblokkeerd, zal afwisselend de hoeveelheid etheen en NO worden gemeten.

15 In figuur 3 is een alternatieve uitvoeringsvorm van een etheenmeter volgens de uitvinding getoond, waarbij met figuur 1 en 2 overeenkomende onderdelen van eenzelfde verwijzingscijfer zijn voorzien. De etheenmeter volgens figuur 3 is slechts voorzien van één reactiekamer 18. De reactiekamer 18 is echter 20 fictief onderverdeeld in een voor-reactieruimte 6' en een reactieruimte 28'. De genoemde reactieruimtes 6' en 28' zijn in figuur 3 gestippeld weergegeven. De voor-reactieruimte 6' is ruimtelijk gescheiden van de reactieruimte 28'. Het ozon wordt door middel van leiding 14 aan de reactiekamer 18 toegevoerd.

25 Evenzo wordt het gas door middel van leiding 16 aan de reactiekamer 18 toegevoerd. De vrije uiteinden 62 en 64 van respectievelijk leiding 14 en 16 zijn in eikaars nabijheid opgesteld; een en ander dusdanig dat het gas dat de leiding 16 zal verlaten, zal mengen met de ozon die de leiding 14 zal 30 verlaten. Dit kan bijvoorbeeld op op zich bekende wijze worden gerealiseerd door de vrije uiteinden 62 respectievelijk 64 enigszins taps te laten toelopen. De uittredende gasstromen uit de leidingen 62 en 64 zullen hiermee worden versneld. Wanneer deze gasstromen bovendien nog met elkaar zullen botsen, zullen 100 1 5 20 13 zij goed mengen in een gebied dat zich nabij en rondom genoemde vrije uiteinden 62 en 64 bevindt. Dit gebied wordt aangeduid met de voor-reactieruimte 6'. Het gevolg is dat, geheel vergelijkbaar zoals in figuur 1 en 2 in relatie met de voor-5 reactiekamer 6 is besproken, in de voor-reactieruimte 6’ ozon en NO met elkaar zullen reageren. Het mengsel van ozon en het gas stroomt vervolgens van de voor-reactieruimte 6' naar de reactieruimte 28’. In de reactiekamer 28’ zal dan, althans in hoofdzaak, nog slechts een chemische reactie optreden tussen 10 ozon enerzijds en etheen anderzijds. De reactieruimte 28' is hiermee functioneel vergelijkbaar met de reactiekamer 18 en de reactieruimte 28 van figuur 1.

In de wand van de reactiekamer 18 is wederom een venster 30 aangebracht voor het met behulp van de detectie-eenheid 32, 15 de versterker 36 en de controle-eenheid 38 meten van de elektromagnetische straling, die in de reactieruimte 28' wordt opgewekt. Een en ander is geheel analoog zoals besproken in relatie met figuur 1 en 2 en zal hier niet nader worden toegelicht. Voorts kan in een wand van de reactiekamer 18 nog 20 een glasplaat 30' zijn aangebracht voor het met behulp van een detectie-eenheid 32', een versterker 36' en een controle-eenheid 38' meten van de hoeveelheid elektromagnetische straling, die in de voor-reactieruimte 6' wordt gegenereerd. Wederom geheel analoog zoals dit bij de etheenmeter volgens 25 figuur 2 is besproken, wordt op deze wijze de hoeveelheid NO in het gas bepaald. Uiteraard kan, geheel analoog zoals dit bij de etheenmeter volgens figuur 2 is besproken, met behulp van de detectie-eenheid 32, de versterker 36 en de controle-eenheid 38 afwisselend de elektromagnetische straling, die respectievelijk 30 afkomstig is uit de reactieruimte 28' en de voor-reactieruimte 6', worden gemeten. Deze en andere voor de hand liggende varianten worden alle geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen.

1Ü 0 1 5 20 14

De hierboven omschreven etheenmeters zijn geschikt voor het meten van de hoeveelheid etheen in een continue gasstroom die aan de leiding 16 wordt toegevoerd. Het is echter ook mogelijk de etheenmeters discontinu te laten werken. Hierbij 5 wordt een vooraf bepaalde hoeveelheid gas tezamen met een vooraf bepaalde hoeveelheid ozon respectievelijk via leiding 16 en leiding 14 naar de voor-reactieruimte 6 toegevoerd.

Gedurende deze periode van toevoer zal de pomp 46 zijn geactiveerd. Het in de voor-reactieruimte 6 gevormde mengsel 10 stroomt vervolgens via leiding 22 naar de reactieruimte 18, zodat de hoeveelheid etheen in het mengsel worden bepaald. De controle-eenheid 38 kan hiertoe bijvoorbeeld voorzien zijn van een intergrator om de totale hoeveelheid elektromagnetische straling te bepalen. Deze hoeveelheid is dan een maat voor de 15 hoeveelheid etheen van het mengsel in de reactiekamer 18.

De detectoreenheid 32, de versterker 36 en de controle-eenheid 38 kunnen eveneens als één detector zijn uitgevoerd. Daarnaast kan de voor-reactiekamer 6 als een eenvoudig T-stuk worden uitgevoerd, zoals in figuur 1 20 gestippeld is getoond.

1001520

Claims (34)

1. Etheenmeter voor het bepalen van een maat voor de hoeveelheid etheen die in een gas aanwezig is, voorzien van een ozongenerator voor het genereren van ozon, een reactieruimte waaraan door de ozongenerator gegenereerd ozon en het gas wordt 5 toegevoerd en een detector voor het detecteren van elektromagnetische straling die in de reactieruimte wordt gegenereerd door een chemische reactie tussen de ozon en het etheen in het gas waarbij de hoeveelheid ozon die aan de reactieruimte wordt toegevoerd groter is dan de hoeveelheid 10 etheen die aan de reactieruimte wordt toegevoerd en waarbij de detector een signaal afgeeft dat de hoeveelheid gedetecteerde straling representeert voor het verkrijgen van de maat voor de hoeveelheid etheen in het gas, met het kenmerk, dat de etheenmeter verder is voorzien van een voor-reactieruimte 15 waaraan het gas en de ozon wordt toegevoerd voor het vormen vaneen mengsel van het gas en de ozon en waarbij de voor-reactieruimte in fluïdum verbinding staat met de reactieruimte zodat het mengsel van de voor-reactieruimte naar de reactieruimte kan stromen voor de detectie van de hoeveelheid 20 etheen waarbij de detector alleen de elektromagnetische straling afkomstig uit de reactieruimte detecteert.

2. Etheenmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de etheenmeter verder is voorzien van een reactiekamer waarin zich de reactieruimte bevindt en een voor-reactiekamer waarin zich 25 de voor-reactieruimte bevindt, waarbij de voor-reactiekamer een eerste inlaat en tweede inlaat omvat voor het respectievelijk toevoeren van het gas en de ozon aan de voor-reactiekamer en waarbij de voor-reactiekamer een uitlaat omvat die met de reactiekamer is verbonden voor het toevoeren van het mengsel 30 van het gas en de ozon aan de reactiekamer.

3. Etheenmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de etheenmeter is voorzien van een reactiekamer die de voor- 10 0 1 5 20 reactieruimte en de reactieruimte omvat waarbij de detector verder is voorzien van optische middelen voor het detecteren van elektromagnetische straling die afkomstig is uit de reactieruimte.

4. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de detector is voorzien van middelen voor het afwisselend detecteren van de elektromagnetische straling die respectievelijk afkomstig is uit de reactieruimte en de voor-reactieruimte.

5. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de meter is voorzien van een tweede detector voor het detecteren van elektromagnetische straling die afkomstig is uit de voor-reactieruimte.

6. Etheenmeter volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat, in 15 gebruik, de stromingssnelheid van de ozon en het gas in de voor-reactiekamer dusdanig groot is dat in de voor-reactiekamer turbulente stromingen ontstaan waardoor de ozon en het gas met elkaar worden gemengd.

7. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies 2 of 6, 20 met het kenmerk, dat de etheenmeter dusdanig is gedimensioneerd dat de verblijftijd van het gas in de voor-reactiekamer een dusdanige waarde heeft dat nagenoeg al de in het gas aanwezige NO met de ozon reageert en althans nagenoeg geen van het in het gas aanwezige etheen met de ozon reageert.

8. Etheenmeter volgens conclusie 2, 6 of 7, met het kenmerk, dat de voor-reactiekamer kleiner is dan de reactiekamer.

9. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de etheenmeter dusdanig is gedimensioneerd dat, in gebruik, het mengsel tenminste ongeveer honderd tot duizend 30 maal langer verblijft in de reactieruimte dan in de voor-reactieruimte .

10. Etheenmeter volgens conclusie 8 en 9, met het kenmerk, dat de voor-reactiekamer tenminste ongeveer duizendmaal kleiner is dan de reactiekamer. 10 0 1 5 20

11. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de detector middelen omvat voor het compenseren van een off-set stroom in de detector.

12. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het 5 kenmerk, dat de etheenmeter verder is voorzien van tenminste een optischfilter voor het filteren van de elektromagnetische straling die afkomstig is uit de reactieruimte alvorens deze elektromagnetische straling op de detector valt.

13. Etheenmeter volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het 10 filter althans in hoofdzaak elektromagnetische straling doorlaat met een golflengte die overeenkomt met de golflengte van elektromagnetische straling die wordt gegenereerd bij een reactie tussen ozon en etheen.

14. Etheenmeter volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk, 15 dat het filter tenminste elektromagnetische straling onderdrukt met een golflengte die overeenkomt met de golflengte van elektromagnetische straling die wordt gegenereerd bij een reactie tussen ozon en NO.

15. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies 2, 6, 7 20 of 8, met het kenmerk, dat de voor-reactiekamer de vorm heeft van een T-stuk.

16. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ozongenerator een dusdanige hoeveelheid ozon genereert dat de hoeveelheid ozon die aan de voor-reactieruimte 25 wordt toegevoerd groter is dan de hoeveelheid etheen die aan de voor-reactieruimte wordt toegevoerd.

17. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de etheenmeter verder is voorzien van koelmiddelen die stroomopwaarts van de voor-reactieruimte zijn opgenomen 30 voor het koelen van het gas.

18. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de etheenmeter verder is voorzien van een gasdroger die stroomopwaarts van de voor-reactieruimte is opgenomen voor het onttrekken van H2S uit het gas. 100 1 5 20

19. Etheenmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de etheenmeter verder is voorzien van een Carbon Cicker die stroomopwaarts van de voor-reactieruimte is opgenomen voor het onttrekken van aromaten en koolwaterstoffen 5 uit het gas.

20. Werkwijze voor het bepalen van een maat voor de hoeveelheid etheen in een gas waarbij het gas en een, ten opzichte van de hoeveelheid etheen in het gas overmaat van ozon aan een reactieruimte worden toegevoerd en waarbij de elektromag- 10 netische straling die in de reactieruimte wordt gegenereerd door een chemische reactie tussen de ozon en het etheen wordt gedetecteerd voor het bepalen van de maat voor de hoeveelheid etheen, met het kenmerk, dat het gas en de ozon eerst worden samengevoegd en gemengd alvorens aan de reactieruimte te worden 15 toegevoerd; waarna vervolgens het mengsel van het samengevoegde gas en ozon aan de reactieruimte wordt toegevoerd voor het aan de hand van de elektromagnetische straling die alleen afkomstig is uit de reactieruimte bepalen van de hoeveelheid etheen.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de 20 ozon en de etheen worden samengevoegd in een door de voor- reactieruimte omvattende voor-reactiekamer waarna het mengsel vanuit de voor-reactiekamer aan de reactieruimte wordt toegevoerd.

22. Werkwijze volgens conclusie 20 of 21, met het kenmerk, dat 25 de stromingssnelheid van de ozon en het gas in de voor- reactieruimte dusdanig groot wordt gekozen dat turbulente stromingen in de voor-reactieruimte ontstaan waardoor de ozon en het gas met elkaar worden gemengd.

23. Werkwijze volgens conclusie 20, 21 of 22, met het kenmerk, 30 dat de verblijftijd van het gas in de voor-reactieruimte dusdanig wordt gekozen dat althans nagenoeg al de in het gas aanwezige NO met de ozon reageren en althans nagenoeg geen van het in het gas aanwezige etheen met de ozon zal reageren. 100 1 5 20

24 Werkwijze volgens een der conclusie 20-23, met het kenmerk, dat het mengsel tenminste ongeveer honderd tot duizendmaal langer verblijft in de reactieruimte dan in de voor-reactieruimte.

25. Werkwijze volgens een der conclusies 21-24, met het kenmerk, dat de voor-reactieruimte kleiner is dan de reactieruimte .

26. Werkwijze volgens conclusie 24 en 25, met het kenmerk, dat de voor-reactieruimte tenminste ongeveer duizendmaal kleiner is 10 dan de reactieruimte.

27. Werkwijze volgens een der conclusies 20-26, met het kenmerk, dat zowel de elektromagnetische straling die afkomstig is uit de voor-reactieruimte alsook de elektromagnetische straling die afkomstig is uit reactieruimte onderscheidenlijk 15 van elkaar worden gedetecteerd voor het respectievelijk bepalen van de hoeveelheid NO en etheen in het gas.

28. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-27, met het kenmerk, dat de gemeten hoeveelheid elektromagnetische straling wordt gecompenseerd voor een off-set stroom van de 20 detector.

29. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-28, met het kenmerk, dat de elektromagnetische straling afkomstig uit de reactieruimte wordt gefilterd alvorens te worden gedetecteerd.

30. Werkwijze volgens conclusie 29, met het kenmerk, dat bij het filteren althans in hoofdzaak alleen elektromagnetische straling wordt doorgelaten met een golflengte die overeenkomt met de golflengte van elektromagnetische straling die wordt gegenereerd bij een reactie tussen ozon en etheen.

31. Werkwijze volgens conclusie 29 of 30, met het kenmerk, dat tenminste elektromagnetische straling wordt onderdrukt met een golflengte die overeenkomt met de golflengte van de elektromagnetische straling die wordt gegenereerd bij een reactie tussen ozon en NO. 100 1 5 20

32. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-31, met het kenmerk, dat het gas eerst wordt gekoeld alvorens het gas aan de voor-reactieruimte wordt toegevoerd.

33. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-32, met 5 het kenmerk, dat H2S uit het gas wordt onttrokken alvorens het gas aan de voor-reactieruimte wordt toegevoerd.

34. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-33, met het kenmerk, dat aromaten en koolwaterstoffen worden onttrokken uit het gas alvorens het gas aan de voor-reactieruimte wordt 10 toegevoerd. 100 1 3 20