-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches
gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens gemäß Anspruch 6.
-
Die
Emission von Quecksilber in elementarer, metallischer, ionischer
oder an Staubpartikel gebundener Form stellt ein bekanntes Problem
dar, das bei der Verbrennung von Abfallstoffen und fossilen Brennstoffen
entsteht. Aus dem Stand der Technik sind daher eine Anzahl von Ab-
und Rauchgasreinigungsverfahren und -vorrichtungen bekannt, welche die
Freisetzung von Quecksilber in sämtlichen vorkommenden
Spezies mindern sollen.
-
Um
die Wirksamkeit der Ab- und Rauchgasreinigungsvorrichtungen prüfen
und überwachen zu können, wurden kontinuierlich
arbeitende, auf Atomabsorptionsspektrometrie oder Fluoreszenzspektrometrie
basierende Emissionsmess- und -analysesysteme entwickelt. Allerdings
kann mit diesen photometrischen Verfahren nur elementares Quecksilber
erfasst werden, so dass stets eine vorgeschaltete Reduktionsstufe
erforderlich ist, um alle nicht-elementaren Spezies, wie z. B. ionisch
gebundenes Quecksilber (HgCl2), in elementares
Quecksilber überzuführen.
-
Mithin
ist eine quantitative Analyse der Reduktion erforderlich, verbunden
mit entsprechender Kalibrierung und gegebenenfalls Rekalibrierung
der photometrischen Analysevorrichtung, um die Rauchgasreinigung
hinsichtlich der Quecksilberspezies qualifizieren und quantifizieren
zu können.
-
Um
diesen Erfordernissen gerecht zu werden, wurde von der IAS GmbH,
Frankfurt am Main ein auf
EP
0 923 985 B1 basierender Kalibriergasgenerator entwickelt.
Dieser erzeugt durch Verdampfen von Quecksilbersalzlösungen,
wie z. B. Quecksilberchlorid HgCl
2, das
mit Salzsäure HCl stabilisiert ist, ionisch gebundenes
Quecksilber als Gas-Dampf-Gemisch in definierbarer Konzentration.
Dabei entsteht überwiegend ionisches Quecksilber und nur
in geringen Mengen elementares Quecksilber. Bestehende Analyseaufgaben
erfordern jedoch oft einen höheren Anteil an elementarem
Quecksilber. Überdies besteht Interesse daran, eine definierte
Mischung von elementarem und ionischem Quecksilber im Kalibriergas
zu erzeugen, um die Verhältnisse im realen Rauchgas nachbilden
zu können.
-
Ziel
der Erfindung ist daher, diese und weitere Nachteile des Standes
der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches zu schaffen,
das neben ionischem Quecksilber auch eine nicht vernachlässigbare
Menge an elementarem Quecksilber enthält. Die Zusammensetzung
des Gas-Dampf-Gemisches, insbesondere das Verhältnis von
ionischen zu elementarem Quecksilber soll dabei exakt definierbar
und reproduzierbar sein. Angestrebt wird ferner ein einfacher und
kostengünstiger apparativer Aufbau, der leicht und zuverlässig
zu handhaben ist.
-
Hauptmerkmale
der Erfindung sind in Anspruch 1, Anspruch 6 und Anspruch 30 angegeben. Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5 und 7 bis 29.
-
Bei
einem Verfahren zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches enthaltend
ionisches Quecksilber und elementares Quecksilber sind erfindungsgemäß folgende
Schritte vorgesehen:
- • Teilen eines
Gas-Dampf-Gemischstromes enthaltend ionisches Quecksilber nach Austritt
aus einem Verdampfer in einen ersten Teilstrom und in einen zweiten
Teilstrom,
- • Überführen des ersten Teilstroms
in einen Konverter,
- • Kontaktieren des ersten Teilstroms mit einem in dem
Konverter vorgesehenen Katalysator zur Erzeugung von elementarem
Quecksilber,
- • Vereinigen des ersten Teilstroms enthaltend elementares
Quecksilber mit dem zweiten Teilstrom enthaltend ionisches Quecksilber
stromabwärts des Konverters,
- • Überführen des Gas-Dampf-Gemisches
enthaltend ionisches Quecksilber und elementares Quecksilber in
eine Verbrauchervorrichtung.
-
Ein
solches Verfahren ist mit einfachen Mitteln kostengünstig
zu realisieren; überdies lässt sich das Verhältnis
zwischen ionischem und elementarem Quersilber äußerst
präzise einstellen, so dass ein Gas-Dampf-Gemisch erzeugt
wird, das eine stets definierte Zusammensetzung aufweist. Durch
die Aufteilung des in dem Verdampfer erzeugten Gas-Dampf-Gemisches
mit ionischem Quecksilber in zwei Teilströme ist es möglich,
einen der Teilströme in einen Konverter zu führen,
um das ionische Quecksilber in elementares Quecksilber überzuführen.
Anschließend werden beide Teilströme wieder in
definierten Mengen zusammengeführt, so dass sich nahezu
jedes beliebige Mischungsverhältnis zwischen ionischem
und elementarem Quecksilber einstellen lässt.
-
Mit
ionisch gebundenem Quecksilber kann die Reduktionsstufe eines Quecksilber-Emissionsmesssystems
geprüft werden, und auch die Probenentnahme und Weiterleitung
aus dem Rauchgaskanal hin zum Analysator bzw. dessen Reduktionsstufe. Allerdings
handelt es sich insbesondere bei Quecksilber(II)Chlorid – im
Gegensatz zu elementarem Quecksilber – um eine an Oberflächen
stark adsorbierende Komponente. Dies kann daher bei nicht ausreichender
Beheizung von Probenentnahme und Leitungssystem die eigentliche
Messung sehr stark dahin beeinflussen, dass der Erwartungswert durch Wandverluste
nicht erreicht werden kann.
-
Eine
Prüfung mit elementarem Quecksilber hingegen erfasst weder
die Probennahme noch das Reduktionssystem, da elementares Quecksilber
nur sehr geringe Adsorptionseffekte aufweist und der Messung durch
das photometrische Verfahren direkt zugänglich ist. Die
Prüfung mit elementarem und ionischem Quecksilber bietet
daher die Möglichkeit, Analysator und Probenaufbereitung
und -entnahme getrennt zu prüfen und damit auch bei Bedarf
eine Fehleranalyse zu betreiben.
-
Die
Erfindung sieht ferner vor, dass der erste Teilstrom vor und/oder
nach dem Konverter einstellbar und/oder regelbar ist, während
der zweite Teilstrom ergänzend oder alternativ einer Restriktionsvorrichtung
zugeführt wird. Letztere erzeugt in der Verdampferauslassleitung
einen Gegendruck, so dass sich das Gas-Dampf-Gemisch innerhalb der ersten
Verzweigung in zwei Teilströme aufteilt. Aufwendige Ventil-
oder Drosselorgane sind mithin nicht erforderlich, was eine kostengünstige
apparative Umsetzung des Verfahrens ermöglicht. Ferner
lässt sich die Zusammensetzung des Gas-Dampf-Gemisches,
insbesondere das Verhältnis von ionischem zu elementarem
Quecksilber, stets exakt definieren und reproduzierbar einstellen.
-
Um
optimale Umwandlungsergebnisse im Konverter erzielen zu können,
wird der Katalysator während der Umwandlungsreaktion auf
eine Temperatur im Bereich von 100°C bis 500°C,
vorzugsweise im Bereich von 120°C bis 250°C, aufgeheizt,
was ebenfalls mit wenig Regelaufwand realisierbar ist.
-
Der
Katalysator ist bevorzugt eine kupferhaltige Katalysatorverbindung,
insbesondere ein Rotguss.
-
Eine
Vorrichtung zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches enthaltend
ionisches Quecksilber und elementares Quecksilber, insbesondere zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
hat erfindungsgemäß
- • einen
Verdampfer, dessen Verdampferkammer mit einer Verdampferauslassleitung
verbunden ist,
- • eine erste Verzweigung, mittels der ein von dem Verdampfer
in die Verdampferauslassleitung überführter Gas-Dampf-Strom
in einen ersten Teilstrom und in einen zweiten Teilstrom aufteilbar ist,
und
- • einen Konverter, geeignet zur Darstellung von elementarem
Quecksilber, der mit einer Konverterauslassleitung verbunden ist,
- • wobei der Konverter derart mit der Verzweigung der
Verdampferauslassleitung in Strömungsverbindung steht,
dass der erste Teilstrom des Gas-Dampf-Stroms in den Konverter überführbar ist,
und
- • wobei die Konverterauslassleitung in einer zweiten
Verzweigung mündet, welche den von dem Konverter in die
Konverterauslassleitung überführten ersten Teilstrom
und den zweiten Teilstrom des Gas-Dampf-Stromes zu dem Gas-Dampf-Gemisch
enthaltend ionisches Quecksilber und elementares Quecksilber vereinigt.
-
Mit
dieser Vorrichtung lässt sich ohne großen Aufwand
ein Gas-Dampf-Gemisch erzeugen, das eine stets definierte Zusammensetzung
aufweist, insbesondere ein stets reproduzierbares Verhältnis
von ionischem zu elementarem Quecksilber. In dem Konverter wird
vorteilhaft ionisches Quecksilber zu elementarem Quecksilber reduziert.
-
Der
Verdampfer und der Konverter sind durch die Verdampferauslassleitung
miteinander verbunden. Letztere weist hinter dem Verdampfer eine Verzweigung
auf, so dass ein Teilstrom des Gas-Dampf-Gemischs, das zunächst überwiegend ionisches
Quersilber enthält, aus der Verdampferauslassleitung in
den Konverter überführt werden kann. Der zweite
oder verbleibende Teilstrom strömt unverändert
weiter. Das der Konvertierung unterzogene Gas-Dampf-Gemisch weist
nun Quecksilber lediglich noch in elementarer Form auf, während
der nicht konvertierte Teilstrom weiterhin ionisches Quecksilber
enthält. Durch Vereinigen der beiden Teilströme
lässt sich nun innerhalb der zweiten Verzweigung ein stets
definiert zusammengesetztes Gas-Dampf-Gemisch erzeugen.
-
Der
Verdampfer ist bevorzugt Bestandteil eines Dosier-Verdampfersystems,
das zumindest eine Dosierpumpe, einen Gasflussregler und den Verdampfer
aufweist. Dadurch können bereits bei der Dosierung und
der Verdampfung im Verdampfer vorteilhaft Veranstaltungen zur optimalen
Einstellung der Quecksilbersalzgehalte in dem Gas-Dampf-Gemisch
getroffen werden. Das Dosier-Verdampfersystem ist ferner geeignet,
ein Gas-Dampf-Gemisch mit einer Temperatur im Bereich von 160°C
bis 200°C, vorzugsweise 180°C, bereitzustellen,
was sich günstig auf die weitere Verarbeitung bzw. Verwendung auswirkt.
-
Der
Konverter ist zweckmäßig beheizt, um ideale Konvertierungstemperaturen
während der Reduktion zu erreichen. Weitere Ausführungsformen beziehen
sich auf die Verwendung von Metallen oder Metalllegierungen als
Katalysator, die Kupfer, Zink, Zinn und/oder Blei umfassen können,
wobei zweckmäßig die Metalllegierung „Rotguss"
CuSn7ZnPb zum Einsatz kommen kann, die eine poröse, gaspermeable
Oberfläche aufweist und damit über eine vorteilhaft
große Kapazität und Standzeit verfügt.
Der Katalysator kann beispielsweise als Schüttung, Packung,
Drahtgewebe, Folie oder gesintertes Material in dem Konverter vorliegen.
-
Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Konverter Bestandteil
eines Generators ist. Dieser weist zumindest einen Gaskühler,
einen Gasflussregler und den Konverter auf, wobei diese bevorzugt
in Reihe geschaltet sind und über die Konverterauslassleitung
in Strömungsverbindung stehen. Der Gaskühler senkt
die Temperatur des Teilstroms T1, welcher nach Durchströmen
des Konverters nur noch elementares Quecksilber enthält.
Anschließend kann der Teilstrom mit dem Gasflussregler
exakt dosiert und in der zweiten Verzweigung dem zweiten Teilstrom
mit dem ionischen Quecksilber beigemischt werden.
-
Der
Konverter weist dabei eine Einlassöffnung auf, in welche
die erste Verzweigung mündet, während der Gasflussregler
eine Auslassöffnung aufweist, die über die Konverterauslassleitung
in der zweiten Verzweigung mündet.
-
In
der Verdampferauslassleitung ist zur Einstellung und/oder Regelung
des zweiten Teilstroms stromabwärts eine Restriktionsvorrichtung
vorgesehen, geeignet zur Drosselung des zweiten Teilstroms. Sie
ist bevorzugt zwischen der ersten Verzweigung und der zweiten Verzweigung
angeordnet und als beheizte Kapillare ausgebildet. Sie weist ferner
zweckmäßig einen größeren Strömungswiderstand
auf als der Konverter und/oder der Generator, so dass innerhalb
der Verdampferauslassleitung ein Gegendruck entsteht. Damit wird
vorteilhaft erzielt, dass die Zusammenführung der beiden
Teilströme so steuerbar ist, dass eine entsprechend hohe
oder niedrige Konzentration an ionischem Quecksilber in das Gas-Dampf-Gemisch
eingespeist werden kann. Mit letzterem können mithin auch
Analyseaufgaben erfüllt werden, die einen höheren
Anteil an elementarem Quecksilber im Prüfgas erfordern.
-
Das
Gas-Dampf-Gemisch ist wenigstens einer Verbrauchervorrichtung zuführbar,
beispielsweise einem Analysegerät, in welchem das Gas-Dampf-Gemisch
als Kalibrier- oder Prüfgas zum Einsatz kommt.
-
Der
Verdampfer stellt vorzugsweise ein Gas-Dampf-Gemisch mit einem Anteil
von ionischem Quecksilber im Bereich von 95% bis 100%, vorzugsweise
im Bereich von 98% bis 100%, zur Einspeisung in die Verdampferauslassleitung
bereit. Leitet man daher das gesamte Gas-Dampf-Gemisch über
die erste Verzweigung durch den Konverter hindurch, lassen sich
Konzentrationen an elementarem Quecksilber von bis zu 100% erreichen.
Andere Verhältnisse lassen sich jederzeit problemlos einstellen.
-
Konstruktiv
ist es günstig, wenn die erste und/oder die zweite Verzweigung
durch T-Stücke gebildet sind, die als Ventile oder bei
Bedarf ergänzend bzw. alternaiv mit Durchflussreglern ausgestattet sein
können.
-
Eine
weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Verdampfer
und der Konverter in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet
sind. Dadurch ergibt sich eine äußerst kompakte
Bauform, die kostengünstig zu realisieren und einfache
zu handhaben ist. Das Gehäuse kann darüber hinaus
eine Entnahmeöffnung zum Austausch des Konverters und/oder
des Katalysators haben, so dass die Wartung mit geringem apparativem
Aufwand erfolgen kann. Ferner sind in der kompakten Anordnung die Strömungswege
besonders kurz, und ein Erwärmen des Konvertermaterials
zur Katalyse kann zeitnah mit dem Erhitzen zu Verdampfungszwecken
erfolgen, so dass eine besonders ökonomisch arbeitende
Vorrichtung vorliegt.
-
Ein
weiterer Aspekt der Erfindung, für den selbständiger
Schutz beansprucht wird, sieht die Verwendung eines Rotguss als
Katalysator in einer Vorrichtung zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches,
enthaltend ionisches und elementares Quecksilber vor.
-
Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Herstellung eines Gas-Dampf-Gemisches,
-
1a eine
schematische Darstellung eines T-Stücks für eine
Verzweigung,
-
2 einen
Bildausschnitt aus 1 mit detaillierter Darstellung
des Generators und
-
3 eine
schematische Darstellung einer Verdampfer-Konverter-Kompakteinheit
-
Grundsätzlich
bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Herstellung
einer definierten Zusammensetzung eines Gas-Dampf-Gemisches, das ionisches
und elementares Quecksilber in einem gewünschten Verhältnis
zueinander enthält. Die Vorrichtung umfasst daher eine
Verdampferkammer in der eine Quecksilbersalzlösung verdampft
wird, um ein Gas-Dampf-Gemisch zu erhalten. In diesem Gas-Dampf-Gemisch
liegt Quecksilber zu annähernd 100% als ionische Verbindung
vor, wenn die Quecksilbersalzlösung innerhalb der Verdampferkammer zu
entsprechenden physikalischen Bedingungen verdampft wird. Grundsätzlich
ist die Darstellung solcher Gas-Dampf-Gemische dem Fachmann bekannt.
-
Die
Verdampferkammer steht erfindungsgemäß mit einer
Verdampferauslassleitung in Strömungsverbindung, um das
Gas-Dampf-Gemisch aus der Verdampferkammer abführen und
zumindest teilweise einem Konverter zuführen zu können.
Dieser ist dazu geeignet, ionisches Quecksilber (Hg, ion) in elementares
Quecksilber (Hg, el) zu reduzieren. Er ist ferner mit einer Konverterauslassleitung
verbunden, um das Gas-Dampf-Gemisch, in dem nunmehr Quecksilber
zu annähernd 100% als elementares Quecksilber vorliegt,
aus dem Konverter abzuführen. Von dem Gas-Dampf-Gemisch
aus der Verdampferkammer wird bevorzugt über eine erste,
in der Verdampferauslassleitung vorgesehene Verzweigung ein erster
Teilstrom abgezweigt und dem Konverter zugeführt. Das übrige
Gas-Dampf-Gemisch verbleibt in der Verdampferauslassleitung. Das Gas-Dampf-Gemisch
wird mithin in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei der erste
Teilstrom im Konverter reduziert wird, während der zweite
Teilstrom keiner Veränderung unterzogen wird. Letzterer
enthält daher weiterhin Quecksilber in seiner ionischen
Form. Der aus dem Konverter abgeführte erste Teilstrom,
der nunmehr elementares Quecksilber enthält, wird in einer
zweiten Verzweigung in gewünschter Dosierung wieder dem
zweiten Teilstrom beigemischt, so dass das vereinigte Gas-Dampf-Gemisch
sowohl ionisches Quecksilber (Hg, ion) als auch elementares Quecksilber
(Hg, el) mit genau definierten Anteilen enthält.
-
1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Verdampferkammer 5,
die in einem Dosier-Verdampfersystem 1 angeordnet ist.
Ein solches System wird von der IAS GmbH, Frankfurt unter der Bezeichnung „HoVaCal"
als Kalibriergasgenerator vertrieben. Diese Anordnung umfasst eine
Dosierpumpe 3, einen Gasflussregler 4 und einen
Verdampfer 5, die über entsprechende Verbindungsleitungen 6, 7 miteinander
verbunden sind. Mit dieser Anordnung kann ein ca. 180°C
heißes Gas-Dampf-Gemisch durch Verdampfen von wässrigen
Quecksilbersalzlösungen wie Quecksilber(II)Chloridlösungen und
Zumischen eines Trägergases wie Stickstoff oder Luft hergestellt
werden. Die Temperatur kann dabei grundsätzlich auch um
etwa 20°C höher oder niedriger gewählt
werden.
-
Der
aus dem Verdampfer austretende heiße und mit Wasserdampf
beladene Quecksilberchlorid-Gas-Dampf wird nun in eine Verdampferauslassleitung 8 geführt,
die eine Verzweigung 8'' zur Aufteilung des Fluids in einen
ersten Teilstrom und einen zweiten Teilstrom hat. Damit kann ein
erster Teilstrom über die Fortsetzung 8' der Verdampferauslassleitung
in den Konverter geführt werden.
-
In 2 ist
der Konverter 21 als Bestandteil des Generators 2 dargestellt.
Der Generator 2 setzt sich aus dem beheizten Konverter 21,
gefüllt mit Katalysatormaterial, einem Gaskühler 22 sowie
einem Gasflussregler 23 zusammen. Die Reihenfolge der Anordnung
ist wichtig, um Adsorptionsverluste von ionischem Quecksilber zu
vermeiden, das bereits heiß der beheizten Konverterkammer
zugeführt wird. Die Komponenten des Generators 2 stehen über
die Leitung 9' miteinander in fluidischer Verbindung; die Leitung
wird auch als Konverterauslassleitung 9 bezeichnet.
-
Der
aus dem Konverter 21 austretende Gasstrom ist mit elementarem
Quecksilber beladen und ebenfalls heiß und feucht; daher
muss dieser gekühlt und getrocknet werden. Diese Aufgabe übernimmt der
nachgeschaltete Gaskühler 22. Ein Verlust von Quecksilber
im Prüfgas ist dadurch nicht zu befürchten, da
das elementare Quecksilber keine Adsorptionseffekte oder Wasserlöslichkeit
zeigt. Die Abkühlung und Kondensation des Gasdampfgemischs
unmittelbar nach dem Konverter 21 ist hilfreich, da dadurch
Rückreaktionen mit der noch in der Gasphase befindlichen
Salzsäure, aus der Verdampfungsphase stammend, vermieden
werden.
-
Das
derart getrocknete und gekühlte Quecksilberhaltige Fluid
bzw. nunmehr Gas kann dem Gasflussregler 23 zugeführt
werden, so dass über den eingestellten Gasstrom ein definierter
Anteil an elementarem Quecksilber den Generator 2 verlässt.
-
Der
zweite Teilstrom, ebenfalls aus dem Verdampfer ausgetretenes heißes
und wasserdampfbeladenes Quecksilberchlorid-Gas-Dampfgemisch, wird
durch die Verzweigung 8'' an dem Konverter 21 vorbeigeführt,
es passiert eine Restriktionsvorrichtung, vorliegend eine beheizte
Kapillare 10, die so bemessen ist, dass der Strömungswiderstand
für alle Gasflüsse ausreichend höher
ist als durch den Generator 1.
-
Die
beiden Teilgasströme werden stromabwärts des Generators
an einer zweiten Verzweigung 9'' wieder vereinigt.
-
Die
Verzweigungen 8'', 9'' 39'' der erfindungsgemäßen
Vorrichtungen können als T-Stück ausgeführt
sein, wie in 1a dargestellt.
-
Da
der Trägergasfluss bekannt und konstant über den
Gasflussregler 23 geregelt wird, lassen sich die Anteile
von ionischem und elementarem Quecksilber sehr genau berechnen und
vorgeben. Durch diese Gasflussregelung, die in den Generator 2 integriert
ist, kann somit jedes beliebige Verhältnis zwischen 0 und
100% an elementarem Quecksilber in dem bereinigten Gasstrom erhalten
werden. Dieses wird vorliegend als Prüfgas einer Verbrauchervorrichtung 11 zugeführt.
-
In 3 ist
eine erfindungsgemäße Verdampferkammer-Konverter-Kompakteinheit
aufgezeigt. Der Konverter 31 und das in ihm enthaltene Konvertermaterial
sind hier gemeinsam mit der Verdampferkammer 35 in eine
Einheit aufgenommen. Es ist dies vorliegend ein Gehäuse 44,
das den Temperaturen, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens entstehen, Stand hält. Durch die Integration
beider zu heizender Vorrichtungen (Konverter 31 und Verdampferkammer 35)
kann hier auf eine gemeinsame Heizvorrichtung (nicht dargestellt) zurückgegriffen
werden. Es ist zu beachten, dass der Katalysator während
der Umwandlungsreaktion auf eine Temperatur im Bereich von 100°C
bis 500°C kommen kann; die erfindungsgemäßen
Vorrichtungen arbeiten mit Rotguss als Katalysator vorzugsweise
im Bereich von 120°C bis 250°C. Damit liegt räumlich
und hinsichtlich des hohen Energieverbrauchs vorteilhaft eine Vorrichtung
vor, die den Energieverbrauch reduziert gegenüber Vorrichtungen
aus dem Stand der Technik.
-
Die
Verdampferkammer 35 wird an der Einlassdüse 43 mit
der zu verdampfenden Quecksilberchloridlösung beaufschlagt;
Inertgas oder Luft wird durch die Öffnung 42 in
die Verdampferkammer 35 eingelassen. Von der Verdampferkammer 35 kommend
tritt nun das entstandene Gas-Dampf-Gemisch in die Verdampferauslassleitung 38 ein,
die sich verzweigt, um einen Teilstrom T1 in einen Konverter 31 zu überführen
und den anderen Teilstrom T2 über die Verdampferauslassleitung 38' aus
dem Gehäuse zu entlassen. Nicht gezeigt ist hier die Restriktionsvorrichtung,
die durchaus in der aus dem Gehäuse austretenden Leitung 39' angeordnet
sein kann.
-
Der
konvertierte Gasstrom tritt über die Leitung 39 aus
dem Gehäuse aus und vereinigt sich mit dem aus Leitung 39' kommenden
zweiten Teilstrom an der Verzweigung 39'', von wo aus das
mit der gewünschten Zusammensetzung erhaltene Prüfgas
in eine Verbrauchervorrichtung – nicht figurativ dargestellt – überführt
wird.
-
Die
konstruktiv geschickte Anordnung, die in 3 gezeigt
ist, vermeidet vorteilhaft Verluste durch Adsorption und Kondensation.
-
Ferner
kann das Gehäuse 44 mit einer Entnahmeöffnung
versehen sein, um rasch und bequem entweder den Katalysator oder
den gesamten Konverter austauschen zu können. Wartungsarbeiten sind
daher mit geringem Zeitaufwand bewältigbar.
-
Grundsätzlich
eignen sich als Konvertermaterialien für das erfindungsgemäße
Verfahren, das wie dargelegt mit den erfindungsgemäßen
Vorrichtungen ausgeführt wird, Metalle oder eine Metalllegierung
aus der Gruppe Kupfer, Zink, Zinn, Blei. Besonders von Rotguss CuSn7ZnPb,
(Materialbezeichnung RG7 Werkstoffnummer 2.1090) wurde gezeigt, dass
er in Form einer Schüttung oder als gesintertes Material
mit großer Oberfläche, z. B. in Form einer Scheibe,
eine erhebliche Kapazität und Standzeit aufweist. Daher
eignet sich ein Rotguss mit einer porösen, gaspermeablen
Oberfläche für das genannte Verfahren besonders
gut, insbesondere als Schüttung, Packung, Drahtgewebe,
Folie oder als Sinterscheibe.
-
Die
Standzeit hängt nicht von der Quecksilberdosis sondern
von der Chlorwasserstoffdosis ab. Chlorwasserstoff wird den zu verdampfenden
Lösungen zur Stabilisierung zugegeben und hat im Allgemeinen
etwa die tausendfache Konzentration gegenüber Quecksilber.
Da dieses Konvertermaterial relativ preiswert ist und sich gut in
poröser Struktur herstellen lässt, ist ein regelmäßiger
Austausch nach vorgegebener Chlorwasserstoffdosis ohne weiteres möglich.
-
Die
Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen
beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung
und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich
konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und
Verfahrensschritten, können sowohl für sich als
auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-