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DE1129004B - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines Schluesselbestandteils in einem Gasgemisch - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines Schluesselbestandteils in einem Gasgemisch

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Publication number
DE1129004B
DE1129004B DEE12401A DEE0012401A DE1129004B DE 1129004 B DE1129004 B DE 1129004B DE E12401 A DEE12401 A DE E12401A DE E0012401 A DEE0012401 A DE E0012401A DE 1129004 B DE1129004 B DE 1129004B
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DE
Germany
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pressure
line
key component
adsorption
adsorbent
Prior art date
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Pending
Application number
DEE12401A
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English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Technology and Engineering Co
Original Assignee
Exxon Research and Engineering Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exxon Research and Engineering Co filed Critical Exxon Research and Engineering Co
Publication of DE1129004B publication Critical patent/DE1129004B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/48Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines Schlüsselbestandteils in einem Gasgemisch Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Analyse von Gasgemischen, insbesondere zur kontinuierlichen Bestimmung der Konzentration eines Schlüsselbestandteils eines Gasgemisches in einem Strom. Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung sind besonders vorteilhaft, wenn der Schlüsselbestandteil in dem Gemisch in verhältnismäßig geringen Mengen enthalten ist.
  • Bei verschiedenen technischen Verfahren ist es häufig erforderlich, sowohl die Konzentration eines oder mehrerer Bestandteile eines Gasstromes zu kennen als auch jede Konzentrationsänderung solcher Bestandteile zu bestimmen. Der Ausdruck »Schlüsselbestandteil« bezeichnet den zu bestimmenden Bestand teil oder die zu bestimmenden Bestandteile. Besondere Beispiele für solche Schlüsselbestandteile sind Wasserdampf in Raffinationsgasströmen, Isobutan in Gemischen mit n-Butan, Isopentan und n-Pentan oder Propan in Luft. In erster Linie bezieht sich die Erfindung auf die Bestimmung eines Bestandteils eines binären Gemisches. Im folgenden sollen unter der Bezeichnung »Gas« sowohl eigentliche Gase als auch Dämpfe verstanden werden.
  • Gegenstand des deutschen Patents 1079 860 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines Schlüsselbestandteils in einem Gasgemisch, welches darin besteht, daß man zwei Gasgemische von praktisch gleicher Zusammensetzung, deren eines eine unbekannte und deren anderes eine bekannte Konzentration an dem Schlüsselbestandteil enthält, abwechselnd und periodisch, vorzugsweise in Perioden von je 11io bis 10 Minuten Dauer, bei praktisch gleicher Temperatur und gleichem Druck durch ein gegen beide Gasgemische chemisch inertes und den Schlüsselbestandteil selektiv adsorbierendes Adsorptionsmittel leitet, sodann an einem thermoelektrischen Wandler vorbeiführt und das von dem Wandler erzeugte Gleichstromsignal, dessen Größe eine Funktion des Konzentrationsunterschiedes an dem Schlüsselbestandteil in den beiden Gasgemischen ist, mißt und so die unbestimmte Konzentration an dem Schlüsselbestandteil in dem einen Gasgemisch ermittelt, wobei man die Menge des Adsorptionsmittels so bemißt, daß das von dem Wandler erzeugte Signal in dem Zeitraum, in welchem das jeweilige Gasgemisch durch das Adsorptionsmittel strömt, einen maximalen Wert erreicht.
  • Nach einer besonderen Ausführungsform arbeitet man gemäß dem deutschen Patent 1079 860 so, daß man die beiden Gasgemische durch zwei gesonderte, praktisch identische Adsorptions-Desorptions-Zonen, deren jede einen Wandler und ein Adsorptionsmittel enthält, mit praktisch gleicher Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur leitet, dabei die Länge jeder Periode und den Konzentrationsunterschied an dem Schlüsselbestandteil in den beiden Gasgemischen groß genug hält, damit jeder Wandler ein meßbares, schwankendes Gleichstromsignal erzeugt, und die beiden Signale elektrisch addiert.
  • Die vorliegende Erfindung bedient sich ebenfalls der bei der Adsorption des Schlüsselbestandteils eines Gasgemisches auftretenden Wärmetönung zur Anzeige der Konzentration an diesem Schlüsselbestandteil unter Zwischenschaltung eines thermoelektrischen Wandlers; gemäß der Erfindung wird jedoch zum Unterschied von dem Verfahren gemäß deutschem Patent 1 079 860 nicht mit zwei Gasströmen mit verschiedenen Gehalten an dem Schlüsselbestandteil, sondern nur mit einem Gasstrom gearbeitet, und die durch den thermoelektrischen Wandler gemessene, sich periodisch ändernde Wärmetönung wird dadurch erzeugt, daß der Druck des das Adsorptionsmittelbett durchströmenden Gases periodisch geändert wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines Schlüsselbestandteils in einem Gasgemisch, bei welchem ein Strom des Gasgemisches bei praktisch konstanter Temperatur durch eine Adsorptionszone geleitet wird, die ein Adsorptionsmittel für den Schlüsselbestandteil enthält, besteht darin, daß der Druck der Adsorptionszone zwischen je einer bestimmten oberen und unteren Grenze periodisch und abwechselnd geändert und dabei nicht wesentlich länger auf jeder Druckgrenze gehalten wird, als erforderlich ist, damit das Adsorptionsmittel bei dem betreffenden Druck das Gleichgewichtsadsorptionsvermögen für den Schlüsselbestandteil erreicht, worauf die Schwankungsbreite des aus der Adsorptionszone abfließenden Stromes erfaßt und mit Bezug auf einen identischen Strom mit bekanntem Gehalt an dem Schlüsselbestandteil elektrisch angezeigt wird.
  • Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Konzentration eines Schlüsselbestandteils in einem anfänglichen Mehrstoffgemisch von gasförmigen Stoffen, welches außer dem Schlüsselbestandteil mindestens zwei weitere Bestandteile enthält, wird ein Strom des Gasgemisches bei praktisch konstanter Temperatur durch eine erste Stufe eines begrenzten Strömungsweges geleitet, die mindestens eine Adsorptionszone aufweist, welche ein für mindestens einen der weiteren Bestandteile selektives Adsorptionsmittel enthält, diese Zone wird für eine nicht wesentlich längere Zeitdauer unter einen ersten Druck gesetzt, als erforderlich, damit das Adsorptionsmittel bei diesem Druck das Gleichgewichtsadsorptionsvermögen für den weiteren Bestandteil erreicht, diese Zone wird sodann für eine nicht wesentlich längere Zeitdauer unter einen zweiten, niedrigeren Druck gesetzt, als erforderlich, damit das Adsorptionsmittel bei dem zweiten, niedrigeren Druck das Gleichgewichtsadsorptionsvermögen erreicht, dann wird die Adsorptionszone weiterhin periodisch und abwechselnd unter den ersten und den zweiten Druck gesetzt, der während der zweiten Druckperiode aus der ersten Adsorptionszone ab strömende Gasstrom wird abgezogen, und der während der ersten Druckperiode aus der in der ersten Stufe des begrenzten Strömungsweges gelegenen Adsorptionszone ab strömende Gasstrom wird durch eine zweite Stufe des begrenzten Strömungsweges geleitet, die eine Adsorptionszone aufweist, welche ein Adsorptionsmittel für den Schlüsselbestandteil enthält.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer einfachen Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung, wobei der auf den Probegasstrom ausgeübte Druck periodisch geändert wird, während jener kontinuierlich durch ein Adsorptionsmittel für den Schlüsselbestandteil geleitet wird; Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung; Fig. 3 zeigt die Eichkurve der Vorrichtung nach Fig. 2, wobei das Gasgemisch aus Wasserdampf in Luft besteht; Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Einflusses von Druckänderungen auf den Ausschlag der Anzeigevorrichtung; Fig. 5 ist eine graphische Darstellung des Einflusses der Temperaturänderung auf den Ausschlag der Anzeigevorrichtung, während der Gasstrom unter Drükken innerhalb eines gegebenen Bereichs bleibt; Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Systems, in welchem ein Gasgemisch aus mehreren Komponenten auf ein im wesentlichen binäres Ge- misch zwecks Bestimmung eines Schlüsselbestandteils gemäß der Erfindung reduziert wird.
  • In Fig. 1 strömt durch die Leitung 1 ein Gasstrom, der entweder der Hauptstrom oder ein von einem Hauptstrom abgezweigter, eine Probe darstellender Teil sein kann. In der Leitungl befindet sich ein Druckregler mit einem Ventil 2 zur Innehaltung der oberen Druckgrenze in dem System hinter dem Ventil 2. Mit der Leitung 1 sind zwei Zweigleitungen 3 und 4 verbunden, von denen die Leitung 4 mit einem zweiten Druckregelventil 5 versehen ist, um den Austrittsdruck in der Leitung 4 zu regeln und darin einen praktisch konstanten Druck unterhalb des in der Zweigleitung 3 herrschenden aufrechtzuerhalten.
  • Druckschreibgeräte oder Manometer 6 und 7 können in der Leitung 3 bzw. 4 vorgesehen sein.
  • Das Dreiwegeventil 8 hat zwei Zuleitungsverbindungen 9 und 10 für die Zweigleitungen 3 bzw. 4 und eine einzige Austrittsöffnungll. Damit das System selbsttätig betrieben werden kann, kann das Ventil 8 durch einen Motor angetrieben oder anderweitig elektrisch oder durch Druckluft derart betätigt werden, daß die Austrittsöffnung 11 abwechselnd mit den Eintrittsöffnungen 9 und 10 in Verbindung gesetzt wird. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird das Ventil 8 in an sich bekannter Weise über das Solenoid 12 und den Umlaufschalter 13 durch den Zeitregler 14 betätigt. Die Austrittsöffnung 11 ist durch Leitung 16 mit der Adsorptionskammer 15 verbunden, welche ein Adsorptionsmittel für den Schlüsselbestandteil des Gasgemisches enthält. Die Austrittsöffnung 17 der Adsorptionskammer 15 ist durch die Leitung 18 mit einer Vorrichtung zum Nachweis des Schlüsselbestandteils verbunden. Der Strömungsregler 19 ermöglicht die Innehaltung einer konstanten Strömung durch die Leitung 18. Die Vorrichtung zum Nachweis des Schlüsselbestandteils besteht aus einer Adsorptionszelle 20 mit darin befindlichem Adsorptionsmittel 21, das bei der Adsorption des Schlüsselbestandteils Wärme abgibt und bei der Desorption Wärme aufnimmt, einer Thermosäule 22 zur Anzeige von Temperaturänderungen und einem Schreibgerät 23.
  • Bei Betrieb dieser Vorrichtung wird das System zuerst durch Einführen eines genormten Bezugsgasstromes durch Leitung 1 geeicht. Dieser Strom enthält den Schlüsselbestandteil in einer bekannten Konzentration, die ein in einem unbekannten Strom zu bestimmendes Maximum oder Minimum sein kann.
  • Andernfalls kann man auch eine Reihe solcher Bezugsströme verwenden, um eine Reihe fester Bezugspunkte zu erhalten, mit denen ein unbekannter Strom verglichen werden kann.
  • Bei diesem Eichvorgang wird ein eine bekannte Menge des zu bestimmenden Schlüsselbestandteils enthaltender Gasstrom durch Leitung 1 eingeführt und mittels des Druckregelventils 2 auf die obere Grenze des jeweils gewünschten Druckbereiches eingestellt.
  • In der Zweigleitung 4 wird der Druck mittels des Reglers 5 auf die untere Grenze des anzuwendenden Druckbereiches reduziert. Ein solcher Druckbereich kann beispielsweise erhalten werden, indem der Druck in der Leitungl auf 2,04 at eingestellt und in der Zweigleitung 3 im wesentlichen auf diesem Wert gehalten wird, während in der Zweigleitung 4 der Druck auf etwa 0,34 at reduziert wird.
  • Bei dem so eingestellten Druckbereich wird das Ventil 8 über das Solenoid 12 durch den Zeitregler 14 so betätigt, daß ein Gas strom durch die unter höherem Druck stehende Leitung 3, die Eintrittsöffnung 9, das Ventil 8, die Austrittsöffnung 11 und die Verbindungsleitung 16 in die Adsorptionskammer 15 strömt und von dort durch die Austrittsöffnung 17 austritt.
  • Beim Durchgang durch das Adsorptionsmittel wird der Schlüsselbestandteil bis zu einem dem Adsorptionsvermögen des Adsorptionsmittels bei dem jeweils ligen Gasdruck und der jeweiligen Temperatur entsprechenden Grade aus dem Gasstrom entfernt. Daher enthält der Durchlauf an der Austrittsöffnung 17 zeitweilig einen wesentlich geringeren Anteil an dem Schlüsselbestandteil als der der Adsorptionskammer 15 durch Leitung 3 und Eintritts öffnung 9 zugeführte Strom. Der aus der Adsorptionskammer 15 kommende Gas strom gelangt durch Leitung 18 in die Detektorvorrichtung20, die auf eine Zunahme oder Abnahme des Schlüsselbestandteils anspricht und eine Anzeige auslöst, die durch das Schreibgerät 23 registriert wird.
  • Die Strömung durch Zweigleitung 3, Ventil 8, Adsorptionskammer 15 und Detektor 20 wird so lange fortgesetzt, bis das Adsorptionsmittel in der Kammer 15 praktisch einen Gleichgewichtszustand erreicht, der von der Natur und dem Volumen des Adsorptionsmittels und der Temperatur der Umgebung abhängt. Die Temperatur in der Umgebung des Adsorbers soll praktisch konstant gehalten werden, und zwar vorzugsweise bei etwa 20 bis 210 C. Das Aufnahmevermögen des Adsorptionsmittels im Gleichgewichtszustand für einen Schlüsselbestandteil kann leicht für jede Temperatur und jeden Druck bestimmt werden.
  • Wenn dies geschehen ist, wird der Zeitregler 14 auf eine Periodenlänge eingestellt, in der das Adsorptionsmittel praktisch den Gleichgewichtszustand erreicht, und die Schaltvorrichtung 13 betätigt dann über das Solenoid 12 das Ventil 8 derart, daß der Gasstrom in periodischem Wechsel von der Eintritts öffnung 9 und der Zweigleitung 3 nach Eintritts öffnung 10 und der Zweigleitung 4 um- und wieder zurückgeschaltet wird. Hierbei gelangt der Gas strom zunächst bei niedrigerem Druck in den Adsorber 15, und dadurch wird das Aufnahmevermögen des Adsorptionsmittels im Gleichgewichtszustand vermindert und der Üb erschuß des adsorbierten Schlüsselbestandteils desorbiert. Das desorbierte Gut gelangt in den aus der Austrittsöffnung 17 des Adsorbers kommenden Gasstrom. Dadurch wird das Volumen und der Anteil des Schlüsselbestandteils in dem durch Leitung 18 nach dem Detektor 20 fließenden Gasstrom vergrößert, wodurch eine Schwankung in der auf das Schreibgerät übertragenen Anzeige hervorgerufen wird. Die Zunahme erreicht ein Maximum und fällt dann allmählich bis auf den Punkt ab, an dem das Adsorptionsmittel in dem Adsorber 15 sein Gleichgewichtsaufnahmevermögen bei dem niedrigeren Druck erreicht. Da dieses Aufnahmevermögen vorher bestimmt und der Zeitregler darauf eingestellt worden ist, wird zu diesem Zeitpunkt die das Ventil 8 in Tätigkeit setzende Vorrichtungl2 betätigt und die Ventilverbindung von der Leitung 4 nach der Leitung 3 umgeschaltet, worauf das zu analysierende Gas wieder bei höherem Druck durch den Adsorber strömt und das Aufnahmevermögen des Adsorptionsmittels erhöht und mithin die Menge des Schlüsselbestandteils in dem aus dem Adsorber 15 durch die Austrittsöflnung 17 kommenden Strom verringert wird. In dieser Verfahrensstufe erreicht die Konzentration des Schlüsselbestandteils in dem dem Detektor 20 zugeführten Gas strom ihre unterste Grenze, und demgemäß überträgt der Detektor 20 eine Anzeige geringster Größe aus das Schreibgerät 23. Da der Gasstrom zwischen den Zweigleitungen 3 und 4 hin-und hergeschaltet wird, wird die Zusammensetzung des aus dem Adsorber kommenden Gasstromes in bezug auf den Schlüsselbestandteil derart geändert, daß von dem Detektor 20 Anzeigen hervorgerufen werden, die eine praktisch gleichmäßige Schwankungsamplitude für den zuvor bestimmten Gehalt des Schlüsselbestandteils in dem Bezugsstrom haben.
  • Nachdem so die Amplitude der Anzeigenschwankungen für ein zuvor bestimmtes Maximum und Minimum des Gehaltes an dem Schlüsselbestandteil in dem Bezugsstrom bestimmt ist, kann, wenn der Bezugsstrom durch einen Strom mit unbekanntem Gehalt an dem Schlüsselbestandteil ersetzt wird, unter denselben Betriebsbedingungen die entstehende Anzeigenschwankung zu der als ein Maximum oder Minimum durch den Bezugsstrom erzeugten in Beziehung gesetzt werden. Ist die Vorrichtung mit Hilfe einer Reihe von Bezugsströmen von verschiedenen, vorher bestimmten Konzentrationen an dem Schlüsselbestandteil geeicht worden, so kann die Konzentration des Schlüsselbestandteils auf die Reihe von Ablesungen, die von den verschiedenen Bezugsströmen erhalten wurden, bezogen werden. In jedem Falle nimmt bei ansteigender Menge des Schlüsselbestandteils in dem Probestrom die Amplitude der Anzeige ebenfalls zu und umgekehrt. Das Schreibgerät 23 kann je nach Bedarf durch geeignete Verfahrensüberwachungsvorrichtungen ergänzt oder ersetzt werden.
  • In Fig. 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, die zur Bestimmung des Wassergehaltes in einer Druckluftleitung verwendet werden kann. Bei diesem Verfahren sind zwei Adsorber mit Verbindungsleitungen nach zwei Dreiwegeumschaltventilen und Betätigungsvorrichtungen für die Ventile sowie einem Paar von Detektorzellen für den von den Adsorbern kommenden Strom versehen. Vor den Detektorzellen sind hier Wärmeaustauscher 80 angeordnet. Die Zuleitung 31 für den Probegasstrom ist mit einem Druckregelventil 32 versehen, welches durch den hinter dem Ventil herrschenden Druck geregelt wird. Die Leitung 31 besitzt Zweigleitungen 33 und 34, die den Leitungen 3 und 4 der Fig. 1 entsprechen. Die Zweigleitung 34 enthält einen Druckregler 35, und die Leitungen 33 und 34 sind außerdem mit Druckmessern 36 und 37 versehen. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Verbindungen mit Umschaltventilen vorgesehen, wobei die Zweigleitung 33 zur Eintrittsöffnung 39 eines Umschaltventils 38 und die Zweigleitung 34 zur Eintrittsöffnung 49 eines Umschaltventils 48 führt. Die Austrittsöffnungen des Ventils 38 sind mit 111 und 211 und die des Ventils 48 mit 311 und 411 bezeichnet. Die Austrittsöffnung 111 des Ventils 38 ist durch Leitung 46 mit dem Adsorber 45 verbunden, während die Austrittsöffnung 411 des Ventils 48 durch Leitung 56 mit dem Adsorber 55 verbunden ist. Ferner ist die Austrittsöffnung 211 des Ventils 38 durch die Querverbindung 116 mit der Leitung 56 verbunden, während die Austrittsöffnung 311 des Ventils 48 durch die Querverbindung 216 mit der Leitung 46 verbunden ist. DieAustrittsöffnungen 47 und 57 der Adsorber 45 bzw. 55 stehen über die Strömungsregler 69 bzw. 79 mit den Leitungen 68 bzw. 78 in Verbindung, die ihrerseits zu den Detektorzellen 100 bzw. 200 führen. Die letzteren sind durch eine Thermosäule 102 mit dem Schreibgerät 103 verbunden. Der Wärmeaustauscher 80 dient dazu, das Gas in den Leitungen 68 und 78 dauernd auf konstanter Temperatur zu halten.
  • Beim Betrieb dieser Vorrichtung werden die Adsorber in Gegenphase verwendet, um den Wassergehalt der Luft aus der Druckluftleitung 31 zu ändern.
  • Die Detektorzellen 100 und 200 sind Adsorptionszellen, die die Anderung in der Zusammensetzung der beiden aus den Austrittsöffnungen 47 und 57 der Adsorber durch die Leitungen 68 und 78 austretenden Gasströme bei wechselndem Druck anzeigen. Die Adsorber 45 und 55 sind mit Filtermitteln aus Baumwollfilz gefüllt, jedes von 32 mm Durchmesser und 6,4 mm Dicke, während jede der beiden Detektorzellen 100 und 200 2 ccm aktiviertes Aluminiumoxyd enthält. Zur Messung der schwankenden Temperaturdifferenz, die in den beiden Detektorzellen durch den abgestimmten, mittels der Adsorber erzeugten Strom hervorgerufen wird, dienen zwanzig Paare von Eisen-Konstantan-Thermoelementen, die in Serie geschaltet sind und die Thermosäule 102 bilden. Es wurde eine Gesamtperiodendauer von 4 Minuten verwendet.
  • Jeder Adsorber wurde 2 Minuten auf dem hohen Druck und 2 Minuten auf dem niedrigen Druck gehalten. Eine Strömungsgeschwindigkeit von 2,83 1 je Minute durch die Detektorzellen wurde mittels der Strömungsregler 69 und 79 innegehalten.
  • Bei diesem Verfahren wird Luft durch die Leitung 31 gleichzeitig in die Zweigleitungen 33 und 34 geleitet. Von der Leitung 33 fließt der Strom unter dem höheren Druck von 2,04 atü durch die Leitung 46 von der Austrittsöffnung 111 in den Adsorber 45. In dem Adsorber 45 wird das Wasser bei diesem Druck bis zum Gleichgewichtsaufnahmevermögen des Adsorptionsmittels adsorbiert. Zur gleichen Zeit wird der Druck der durch die Leitung 34 strömenden Luft durch das Druckminderventil35 auf 0,34 atü reduziert, und die Luft gelangt durch die Eintrittsöffnung 49 in das Ventil 48 und von dort durch die Austrittsöffnung 411 über Leitung 56 in den Adsorber 55, wo das Adsorptionsmittel nur so viel von dem in dem Luftstrom enthaltenen Wasser festhält, bis das Adsorptionsgleichgewicht bei dem niedrigeren Druck erreicht ist. Das Verfahren kann auch auf den Partialdruck des Wasserdampfes bei den entsprechenden Überdrücken der Probeströme abgestellt werden, die den Adsorbern aus den Leitungen 33 und 34 durch die Ventile 38 und 48 und die Leitungen 46, 56, 116 und 216 periodisch zugeführt werden. Bei einem Druck von 0,34 atü hat der Wasserdampf einen Partialdruck von 1,36 ata, während bei einem Druck von 2,04 atü der Wasserdampf einen Partialdruck von 3,06 ata aufweist. Da der Strom nach jedem Adsorber periodisch von dem Druck von 0,34 atü in Leitung 34 auf den Druck von 2,04 atü in Leitung 33 umgeschaltet wird, ist das Adsorptionsmittel in jedem Adsorber ständig bestrebt, bei dem Partialdruck des Wasserdampfes in den Strömen bei den entsprechenden Drücken das Gleichegwicht zu erreichen, indem es während der Hochdruckphase mehr Wasserdampf zurückhält und ihn während der Niederdruckphase wieder abgibt. Daher wird der Wassergehalt des ursprünglichen Stromes so geändert, daß der ausfließende Strom während der Hochdruckphase weniger als die Anfangsmenge Wasserdampf und während der Niederdruckphase mehr als die Anfangsmenge Wasserdampf enthält. Die Größe der Schwankung hängt von dem Feuchtigkeitsgehalt des ursprünglichen Stromes ab.
  • Der Strom durch die Leitungen 68 und 78 nach den entsprechenden Detektorzellen befindet sich also abwechselnd in einem verhältnismäßig feuchten und einem verhältnismäßig trockenen Zustand, so daß die Zellen eine abwechselnde Folge von Anzeigen liefern, die von den Thermosäulen 102 aufgenommen und auf das Gerät 103 übertragen werden.
  • Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 kann ebenso wie diejenige gemäß Fig. 1 geeicht werden. Wo eine Beziehung zu nur einem einzigen Wert für den Schlüsselbestandteil erforderlich ist, wird ein den Schlüsselbestandteil in der gewünschten, vorher bestimmten Menge enthaltender Strom durch Leitung 31 eingeführt. Durch Betätigung der Vorrichtung in der oben beschriebenen Weise eine gewisse Schwankungsbreite in der durch die Detektorzellen 100 und 200 gelieferten Anzeige hervorgerufen. Die Größe dieser Schwankung liefert eine Grundlage für einen Vergleich mit der Größe der Schwankung, die durch eine unbekannte Konzentration des Schlüsselbestandteils in einem anschließend durch das System geleiteten Strom hervorgerufen wird. Durch Vergrößern und Verkleinern der Konzentration des Schlüsselbestandteils in dem Eichstrom kann eine fortschreitende Reihe von Bezugswerten über jeden gewünschtenBereich gewonnen werden. Außerdem können diese Werte unmittelbar mit gewissen, für die Überwachung der Verfahrensbedingungen festgesetzten Werten in der Weise kombiniert werden, daß eine selbsttätige Überwachung der Verfahrensveränderlichen ermöglicht wird, die für die Änderung der Konzentration des Schlüsselbestandteils verantwortlich sind.
  • Die graphische Darstellung der Fig. 3 zeigt die Schwankungsamplitude der von einer Detektorvorrichtung nach Fig. 2 abgegebenen Anzeige. Die änderung wird bewirkt durch zweiAdsorptionszonen, wie 45 und 55 in Fig. 2, von denen jede eine Scheibe aus Baumwollfilz von 32 mm Durchmesser und 6,4 mm Stärke enthält, zwei Detektorzellen, von denen jede 2 ccm aktiviertes Aluminiumoxyd enthält, und zwanzig Paaren von Eisen-Konstantan-Elementen. Die Temperatur der Adsorptionszonen betrug 210 C, und die Drücke wurden, wie in der graphischen Darstellung angegeben ist, geändert, während die Detektorzellen bei Atmosphärendruck und einer Temperatur von 500 C arbeiteten. Die Strömungsgeschwindigkeit durch die Detektorzellen wurde auf 2,83 1 je Minute gehalten. Der Schaltungsturnus hatte eine Gesamtdauer von 4 Minuten, wobei auf jede Druckphase eine Periode von 2 Minuten kam. Wie aus der graphischen Darstellung hervorgeht, wurde in dem Druckbereich von 0,34 bis 2,04 atü durch 0,2 Volumprozent Wasser in Luft eine Anzeigeamplitude von etwa 1500 Mikrovolt erzeugt, während 1,0 Volumprozent Wasser in Luft eine Schwankung in der Anzeigeamplitude von etwas weniger als 4000 Mikrovolt ergaben. Aus der graphischeen Darstellung geht auch hervor, daß bei zunehmender Druckdifferenz die Schwankungsamplitude zunimmt.
  • Bei einem Wassergehalt des Gasstromes von 1,0 Volumprozent bewirkt der Unterschied zwischen einem Druck von 2,04 atü und einem Druck von 1,36 atü eine Zunahme der Anzeigenamplitude von etwas mehr als 1000 Mikrovolt. Daher kann die Bestimmung kleiner prozentualer Änderungen in der Konzentration des Schlüsselbestandteils in dem Probegasstrom wegen des vergrößerten Bereiches oder der vergrößerten Amplitude der von dem Schreibgerät gelieferten Aufzeichnungen erleichtert werden, wenn eine größere Differenz zwischen den oberen und unteren Grenzen des Druckzyklus verwendet wird.
  • Der Einfluß von Änderungen im Bereich der Druckänderung auf die Anzeigeamplitude ist in Fig. 4 graphisch dargestellt, die auch eine Beziehung zu der folgenden Druckfunktion aufweist: 1 . P1 mmus minus wo P2 der höhere Druck und P1 der niedere Druck ist und beide als absolute Drücke angegeben sind. In der graphischen Darstellung sind diese Drücke als Reziproke ihrer Funktionen auf der Abszissenachse aufgetragen.
  • Die Werte, die der graphischen Darstellung von Fig. 4 zugrunde liegen, wurden durch die Analyse von Luft gewonnen, die 0,7 Volumprozent Wasserdampf bei 210 C enthielt.
  • Wie im vorhergehenden gezeigt wurde, kann das Aufnahmevermögen des Adsorptionsmittels bedeutend durch die Temperaturen der Umgebung geändert werden. In Fig. 5 ist der Einfluß der Temperatur auf die Amplitude einer Anzeige graphisch dargestellt, wenn die Adsorber über einen bestimmten Druckbereich betrieben werden. Die Werte wurden bei einer Änderung der Zusammensetzung erhalten, wobei der höhere Druck (P2) 1,36 atü und der niedrigere Druck (P) 0,34 atü betrug und eine Vorrichtung und eine Verfahrenstechnik gemäß Fig. 2 und 3 angewandt wurden.
  • In Fig. 6 ist ein System zur Änderung einer Zusammensetzung dargestellt, mit dem ein Mehrkomponentengemisch, das schwere und leichte Komponenten enthält, auf ein einfacheres Gemisch reduziert werden kann, wobei der Schlüsselbestandteil zu den leichteren Komponenten gehört. Diese Vorrichtung kann auch verwendet werden, um ein Mehrstoffgemisch von adsorbierbaren, gasförmigen Komponenten auf ein binäres Gemisch zurückzuführen, das einen Schlüsselbestandteil enthält, für den eine Abschlußbestimmung gemacht werden soll. Die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung kann an ein System zur Änderung und Anzeige der Zusammensetzung, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, angeschlossen werden, und in Fig. 6 ist ein solcher Anschluß rechts und oberhalb der rechtwinkligen, gestrichelten Linien A-A angegeben. In der Zeichnung ist ein Anschluß an die Vorrichtung nach Fig. 2 angegeben, der mit der Leitung 31 hinter dem Druckregler32 jener Figur beginnt und auch eine Darstellung der Zweigleitungen 33 und 34 und des Druckreglers 35 der Fig. 2 enthält.
  • Links und unterhalb der rechtwinkligen gestrichelten Linien A-A gibt Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Systems zur Änderung der Zusammensetzung, wie es zur Zurückführung eines Mehrstoffgemisches von gasförmigen Stoffen auf ein binäres Gemisch verwendet werden kann, um die Konzentration eines Schlüsselbestandteils in dem ursprünglichen Gemisch zu bestimmen. Das in diesem Beispiel betrachtete Gemisch ist ein Raffineriereststrom, der im wesentlichen 10'0/o Isobutan, 850/0 n-Butan und 5 5°/o Iso- und n-Pentan enthält. In diesem Ge- misch ist das Isobutan der zu bestimmende Schlüsselbestandteil. Eine Änderung der Zusammensetzung wird hier durch ein Trennverfahren vorgenommen, um die schwereren, die Iso- und n-Pentanfraktionen enthaltenden C5-Komponenten zu entfernen, wobei eine binäres Gemisch derC4-Komponenten einschließlich Isobutan und n-Butan hinterbleibt.
  • In Fig. 6 wird das aus mehreren Gasen bestehende Gasgemisch dem System durch Leitung 501 zugeführt, die ein Druckregelventil 502 besitzt, das durch den hinter dem Ventil herrschenden Druck eingestellt wird, um in dem System einen Druck von etwa 1,70 atü zu erhalten. Die Leitung 501 gabelt sich in die Zweigleitungen 503 und 504. In der Zweigleitung 504 ist ein Differentialdruckströmungsregler 505 vorgesehen. Die Zweigleitungen 503 und 504 sind mit den Eintrittsöffnungen506 bzw. 507 der Dreiwegeventile 508 bzw. 509 verbunden. Die Ventile 508 und 509 werden mechanisch durch nach der Zeit eingestellte Schaltvorrichtungen 510 bzw. 511 derart betätigt, daß durch die entsprechenden Ventile abwechselnd ein Strom von der Eintrittsöffnung 506 des Ventils 508 nach dessen Austrittsöffnungen 512 und 514 und von der Eintritts öffnung 507 des Ventils 509 nach dessen Austrittsöffnungen 513 und 515 fließt.
  • Das Ventil 508 ist durch die Austrittsöffnung 512 über Leitung 516 und Zufuhrleitung 518 mit dem Adsorber 520 und durch die Austrittsöffnung514 über Leitung 522 und Zufuhrleitung 519 mit dem zweiten Adsorber 521 verbunden. Die Austrittsöffnung 515 des Ventils 509 ist mit der Leitung 517 versehen, die auch in die Zufuhrleitung 518 mündet. Das Ventil 509 besitzt ferner eine Verbindungsleitung 523, die mit der Verbindungsleitung 522 des Ventils 508 und auch mit der Zufuhrleitung 519 zum Adsorber 521 verbunden ist. Jeder der Adsorber 520 und 521 enthält eine Füllung aus einem Adsorptionsmittel 524 bzw. 525. Die Vorrichtung, soweit sie beschrieben wurde, stellt eine erste Stufe der Änderung der Zusammensetzung der Erfindung dar.
  • Die den Adsorbern 520 und 521 folgenden Abflußleitungen 526 und 527 sind Verbindungen zwischen den entsprechenden Adsorbern und nach einer zweiten Reihe von Dreiwegeventilen führenden Leitungen.
  • Die Abflußleitung 526 steht über Leitung 528 mit der Eintrittsöffnung 530 des Dreiwegeventils 532 in Verbindung. Gleichzeitig ist die Leitung 526 durch die Leitung 529 mit der Eintrittsöffnung 531 des Dreiwegeventils 533 verbunden. In ähnlicher Weise ist die Abflußleitung 527 von dem Adsorber 521 mit der anderen Eintrittsöffnung 535 des Ventils 533 durch die Leitung 537 und mit der anderen Eintritts öffnung 534 des Ventils 532 durch die Leitung 536 verbunden.
  • Die Ventile 532 und 533 werden durch die Zeitschaltvorrichtungen 538 bzw. 539 so betätigt, daß abwechselnd eine Verbindung zwischen jeder der Eintrittsöffnungen zu den entsprechenden Ventilen und den Austrittsöffnungen 540 und 541 hergestellt wird.
  • Dies geschieht in einer solchen Reihenfolge, daß die Abflußleitung526 durch LeitungS28 und Eintrittsöffnung 530 mit der Austrittsöffnung 540 des Ventils 532 verbunden ist, während die Abflußleitung 527 durch Leitung 537 und Eintritts öffnung 535 mit der Abflußöffnung 541 des Ventils 533 verbunden ist und gleichzeitig die Eintrittsöffnung 518 des Adsorbers 520 durch die Eintrittsöffnung 506 des Ventils 5aus, dessen Austrittsöffnung 512 und die Leitung 516 mit der Leitung 503 und die Eintrittsöffnung 519 des Adsorbers 521 durch die Eintrittsöffnung 507 des Ventils 509, seine Austrittsöffnung 513 und die Leitung 523 mit der Leitung 504 verbunden ist. Die Zeitschaltvorrichtungen 510,538, 511 und 539 arbeiten so, daß abwechselnd ein Strom von der Leitung 503 und der Leitung 504 durch die Ventile 508 und 509 und die Adsorber 520 und 521 geht, während gleichzeitig die Stellung der Ventile 532 und 533 wechselt, damit ein Wechsel von den Adsorbern 520 und 521 durch diese Ventile nach den Austrittsöffnungen 540 und 541 erfolgen kann.
  • Die Austrittsöffnung 540 des Ventils 532 steht mit der Leitung 542 in Verbindung, die sich ihrerseits in die Zweigleitungen 544 und 591 gabelt, von denen die Zweigleitung 591 einen Differentialdruckregler 543 enthält. Die Zweigleitung 544 ist mit der Eintrittsöffnung 546 des Dreiwegeventils 548 verbunden, während die Zweigleitung 591 mit der Eintrittsöffnung 545 des Dreiwegeventils 549 verbunden und jedes der Ventile 548 und 549 mit Synchronisierschaltvorrichtungen 550 bzw. 551 versehen ist. Das Ventil 548 besitzt Austrittsöffnungen 552 und 554, und das Ventil 549 besitzt Austrittsöffnungen 553 und 555. Von diesen ist die Austrittsöffnung 552 durch Leitung 556 mit der Zufuhrleitung 558 zum Adsorber 560 und die Austrittsöffnung 553 des Ventils 549 durch Leitung 557 mit der Zufuhrleitung 559 zum Adsorber 561 verbunden. Die andere Austrittsöffnung 554 des Ventils 548 ist durch Leitung 562 an die Zufuhrleitung 559 des Adsorbers 561 angeschlossen, während die andere Austrittsöffnung 555 des Ventils 549 durch Leitung 563 an die Zufuhrleitung 558 des Adsorbers 560 angeschlossen ist.
  • Die Adsorber 560 und 561 sind mit einer Abflußleitung 564 bzw. 565 versehen. Die Abflußleitung 564 steht über Leitung 566 mit der Eintrittsöffnung 568 des Dreiwegeventils 570 in Verbindung, während die Abflußleitung 565 des Adsorbers 561 über Leitung 567 mit der Eintrittsöffnung 569 des Dreiwegeventils 571 in Verbindung steht.
  • Die Abflußleitung 564 ist außerdem über Leitung 573 mit der anderen Eintrittsöffnung 575 des Ventils 571 verbunden, während die Abflußleitung 565 über Leitung 572 mit der anderen Eintritts öffnung 574 des Ventils 570 in Verbindung steht. Jedes der Ventile 570 und 571 besitzt auch eine Austrittsöffnung 576 bzw. 577.
  • Um den unerwünschten Teil des Anfangsgasstromes aus diesem Teil des Sytems abzuleiten, ist eine Leitung 600 vorgesehen. Diese Leitung ist an einem Ende mit der Austrittsöffnung 541 des Ventils 533 verbunden. Gleichzeitig ist eine Zweigleitungsverbindung 579 nach der Austrittsöffnung 577 des Ventils 571 vorgesehen. In der Leitung 600 ist hinter der Verbindung mit der Zweigleitung 579 ein Druckregelventil 581 angeordnet, das durch Druck in der Leitung 600 vor dem Ventil gesteuert wird. In der Leitung 600 befindet sich ferner eine Vakuumpumpe hinter dem Druckregelventil 581.
  • Die Ventile 570 und 571 besitzen Zeitschaltvorrichtungen580 und 585, die den vorher beschriebenen ähnlich sind. Diese Vorrichtungen arbeiten synchron miteinander und auch mit den anderen entsprechenden, vorher beschriebenen Schaltvorrichtungen. In den Adsorbern 560 und 561 befinden sich die Adsorptionsmittel 582 bzw. 587. Die Austrittsöffnung 576 des Ventils 570 dient zur Verbindung mit einem System zur weiteren Änderung der Zusammensetzung desjenigen Teiles des Gasstromes, der den Schlüsselbestandteil enthält. In Fig. 6 ist diese Verbindung als zur Leitung 31 der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung führend angegeben.
  • Beim Betrieb der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung wird ein Mehrstoffgemisch von Isobutan, n-Butan und Iso- und n-Pentan enthaltenden gasförmigen Kohlenwasserstoffen, in welchem Isobutan der Schlüsselbestandteil ist, durch Leitung 501 eingeleitet.
  • Ein Teil dieses Gases wird über Leitung 503 durch das Ventil 508 und die Austrittsöffnung 512 nach dem Adsorber 520, ein anderer Teil über Zweigleitung 504 durch die Eintrittsöffnung 507 des Ventils 509 und dann durch die Austrittsöffnung 513 über die Leitungen 523 und 519 in den Adsorber 521 geleitet. Der Druck des zum Adsorber 520 geleiteten Gases wird bei 1,70 atü gehalten, während der Druck des zum Adsorber 521 geleiteten Gases durch den Differentialdruckregler 505 auf etwa 0,14 ata reduziert wird. Die Strömungsgeschwindigkeit durch beide Adsorber wird auf etwa 11,321 je Minute gehalten. Bei dem Druck von 1,70 atü wird ein wesentlicher Teil der C,-Komponente des Stromes adsorbiert und im Adsorber zurückgehalten. Der Rest des Stromes fließt dann über die Austrittsöffnung526, Leitung528, die Eintrittsöffnung 530 durch das Dreiwegeventil 532 und die Austrittsöffnung 540 in die Leitung 542. Bei dem Druck von 0,14 ata, der während dieser Arbeitsperiode auf den Adsorber 521 wirkt, werden praktisch keine C5-Kohlenwasserstoffe auf dem darin befindlichen Adsorptionsmittel 525 zurückgehalten, sondern praktisch der gesamte Gasstrom geht durch den Adsorber hindurch, strömt durch die Austrittsöffnung 527, Leitung 537, die Eintrittsöffnung 535 des Ventils 533 nach dessen Austrittsöffnung 541 und wird dann über die Leitung 600 abgezogen. Das Druckregelventil 581 und die Vakuumpumpe 583, die mit mit dem Differentialdruckströmungsregler 505 zusammenwirken, halten den Druck in dem Adsorptionsmittel und den Verbindungsleitungen im wesentlichen auf 0,14 ata. Der in die Leitung 542 gelangende Teilgasstrom wird dann wieder geteilt. Ein Teil des Stromes gelangt über Leitung544, Eintrittsöffnung546 des Ventils 548 nach dessen Austrittsöffnung 552 und dann durch die Leitungen 556 und 558 in den Adsorber 560. Der andere Teil strömt durch die Zweigleitung 591, das Dreiwegeventil 549, die Austrittsöffnung553 und die Leitungen 557 und 559 in den Adsorber 561. Der Druck im Adsorber 560 bleibt praktisch auf 1,70 atü, während der Druck im Adsorber 561 im wesentlichen auf 0,14 ata gehalten wird.
  • Die Strömungsgeschwindigkeit durch die beiden Adsorber 560 und 561 ist geringer als diejenige durch die Adsorber 520 und 521, nämlich etwa 5,76 1 je Minute. Bei diesen Drücken und dieser Strömungsgeschwindigkeit werden dem durch Leitung 558 eintretenden Gas strom praktisch alle noch darin verbliebenen C5-Kohlenwasserstoffe in dem Adsorber 560 entzogen, während der von der Leitung 557 durch den Adsorber 561 geführte Strom durch die Austrittsöffnung 565, Leitung 567, die Eintrittsöffnung 569, Dreiwegeventil 571, Austrittsöffnung 577 und Leitung 579 in die Abflußleitung 600 strömt. Der von dem Adsorber 560 über dessen Austrittsöffnung 564 kommende Gasstrom ist jetzt praktisch frei von C5-Kohlenwasserstoffen und besteht im wesentlichen aus einem binären Gemisch von C4-Kohlenwasserstoffen einschließlich des Sclüsselbestandteils Isobutan. Dieser Strom fließt nun über Leitung 566, Eintrittsöffnung 568, Dreiwegeventil 570 und Austrittsöffnung 576 in die Leitung 31.
  • Das Adsorptionsmittel 524, 525, 582 und 53-7 ist vorzugsweise ein Stoff, der bei der angewandten Temperatur und dem angegebenen höheren Druck ein hohes Adsorptionsvermögen für C-Kohlenwasserstoffe aufweist. Die Zeitschaltvorrichtungen werden auf eine Periode eingestellt, innerhalb deren das Adsorptionsmittel bei dem jeweils höheren Druck sein Cìleichgewichtsaufnahmevermögen erreicht, da bei dem niedrigeren Druck die C5-Kohlenwasserstoffe schnell desorbiert und aus dem System entfernt werden.
  • Wenn der Zeitzyklus bestimmt und der Strom durch Leitung 503 zur Eintrittsöffnung 506 des Ventils 508 eingestellt ist, wird nach dessen Austrittsöffnung514 geschaltet, so daß der Strom über die Leitungen 522 und 519 in den Adsorber 521 gelangt, während gleichzeitig der Gasstrom durch die Zweigleitung 504 und das Dreiwegeventil 509 von dessen Austrittsöffnung 513 nach der Austrittsöffnung 515 umgeschaltet wird, von wo er über die Leitungen 517 und 518 in den Adsorber 520 gelangt. Gleichzeitig werden auch die Schaltvorrichtungen 538, 539, 550, 551, 580 und 585 umgeschaltet, so daß die betreffenden Teilgasströme jeweils von dem einen zum anderen Adsorber umgelenkt werden. So geht der Teil strom von niedrigem Druck jetzt durch die Adsorber 520 und 560, die anfänglich den Strom von hohem Druck erhielten, während der Teilgasstrom von hohem Druck, der anfänglich durch die Adsorber 520 und 560 ging, jetzt durch die Adsorber 521 und 561 fließt, die anfänglich den Teilstrom von niedrigem Druck erhielten. Dadurch wird die Menge an C5-Kohlenwasserstoffen in dem von jedem Adsorber kommenden Gasstrom abwechselnd erniedrigt und erhöht.
  • Ferner wird infolge der synchronisierten und einheitlich geleiteten Betätigung der jedem Paar von Adsorbern folgenden Dreiwegeventile derjenige Teil des Gasstromes, der wieder an den Cã-Kohlenwasserstoffen angereichert worden ist, welche dem Strom anfänglich bei dem höheren Druck entzogen worden waren, direkt in die Ausflußleitung 600 geleitet und aus dem System entfernt, während derjenige Teil des Gasstromes, dem die C5-Kohlenwassertoffe entzogen worden sind, unter dem höheren Druck gehalten wird und in die Zuführung des angrenzenden Teiles des Systems jenseits der gestrichelten Linien A-A gelangt, wo die Konzentration des Schlüsselbestandteils bestimmt wird.
  • Ähnliche Verfahren können auch mit anderen gasförmigen Mehrstoffgemischen, z. B. einem Reststrom von C4-Kohlenwasserstoffen, in dem Benzol in Mengen von 0 bis 10 0/o als Schlüsselbestandteil enthalten ist, durchgeführt werden. Auch kann die Vorrichtung und das Verfahren auf einen verflüssigbare Erdölgase enthaltenden Gas strom angewendet werden, in dem Iso- und n-Butan in Mengen von 0 bis 4 0/o enthalten sind, oder auf einen Gasstrom, wie die Kohlenwasserstoffbeschickung für eine Alkoholerzeugungsanlage, in der die in Mengen von 0 bis 50/0 vorhandenen C4-Kohlenwasserstoffe den Schlüsselbestandteil in einem Gemisch mit C3-Kohlenwasserstoffen darstellen. Die Vorrichtung und das Verfahren können auch vorteilhaft in Verbindung mit einer Alarmanlage verwendet werden, um das Entstehen gefährlicher Konzentrationen brennbarer oder explosiver Gase in Luft, bei- spielsweise Propan in Luft, zu vermeiden. Durch Probenahme der umgebenden Atmosphäre in beliebiger Weise kann der gefährliche Schlüsselbestandteil bestimmt werden, und wenn seine Konzentration gewisse vorher bestimmte Grenzen überschreitet, kann eine Detektorvorrichtung, wie oben beschrieben, verwendet werden, um geeignete Ventilationsvorrichtungen od. dgl. zu betätigen, damit die gefährliche Konzentration in der Atmosphäre herabgesetzt wird.
  • Wie oben ausgeführt, wird das Adsorptionsmittel so ausgewählt und die Verfahrens drücke und Temperaturen werden so bemessen, daß bei dem betreffenden Verfahren ein Adsorptionsmaximum des Schlüsselbestandteils erhalten wird. Für Wasser als Schlüsselbestandteil ist Baumwollfilz ein geeignetes Adorptionsmittel. Für Propan als Schlüsselbestandteil verwendet man vorzugsweise aktiviertes Aluminiumoxyd. Wenn das zu analysierende Gut bei Raumtemperatur flüssig ist, kann es notwendig sein, die Adsorber auf genügend hoher Temperatur zu halten, damit das Material in der Gasphase bleibt. Das trifft z. B. zu, wenn Isopropanol analysiert werden soll, welches als Schlüsselbestandteil 0 bis 20/0, Wasser enthält. Zur Bestimmung von 0 bis 2e/o sek. Butylalkohol in Methyläthylketon unter den Temperaturbedingungen, die erforderlich sind, um den Probestrom in der Gasphase zu halten, eignet sich Kieselsäuregel oder aktiviertes Aluminiumoxyd als Adsorptionsmittel.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration eines Schlüsselbestandteils in einem Gasgemisch, bei welchem ein Strom des Gasgemisches bei praktisch konstanter Temperatur durch eine Adsorptionszone geleitet wird, die ein Adsorptionsmittel für den Schlüsselbestandteil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Adsorptionszone zwischen je einer bestimmten oberen und unteren Grenze periodisch und abwechselnd geändert und dabei nicht wesentlich länger auf jeder Druckgrenze gehalten wird, als erforderlich ist, damit das Adsorptionsmittel bei dem betreffenden Druck das Gleichgewichtsadsorptionsvermögen für den Schlüsselbestandteil erreicht, worauf die Schwankungsbreite des aus der Adsorptionszone abfließenden Stromes erfaßt und mit Bezug auf einen identischen Strom mit bekanntem Gehalt an dem Schlüsselbestandteil elektrisch angezeigt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Bestimmung der Konzentration eines Schlüsselbestandteils in einem anfänglichen Mehrstoffgemisch von gasförmigen Stoffen, welches außer dem Schlüsselbestandteil mindestens zwei weitere Bestandteile enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strom des Gasgemisches bei praktisch konstanter Temperatur durch eine erste Stufe eines begrenzten Strömungsweges geleitet wird, die mindestens eine Adsorptionszone aufweist, welche ein für mindestens einen der weiteren Bestandteile selektives Adsorptionsmittel enthält, daß diese Zone für eine nicht wesentlich längere Zeitdauer unter einen ersten Druck gesetzt wird, als erforderlich, damit das Adsorptionsmittel bei diesem Druck das Gleichgewichtsadsorptionsvermögen für den weiteren Bestandteil erreicht, daß diese Zone sodann für eine nicht wesentlich längere Zeitdauer unter einen zweiten, niedrigeren Druck gesetzt wird, als erforderlich, damit das Adsorptionsmittel bei dem zweiten, niedrigeren Druck das Gleichgewichtsadsorptionsvermögen erreicht, daß die Adsorptionszone weiterhin periodisch und abwechselnd unter den ersten und den zweiten Druck gesetzt wird, daß der während der zweiten Druckperiode aus der ersten Adsorptionszone abströmende Gasstrom abgezogen und der während der ersten Druckperiode aus der in der ersten Stufe des begrenzten Strömungsweges gelegenen Adsorptionszone abströmende Gasstrom durch eine zweite Stufe des begrenzten Strömungsweges geleitet wird, die eine Adsorptionszone aufweist, welche ein Adsorptionsmittel für den Schlüsselbestandteil enthält.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Leitung (1) für den Gasstrom, die sich in eine erste (3) und eine zweite Zweigleitung(4) gabelt, welche durch ihre Auslässe (9, 10) über ein Dreiwegeventil (8) mit einer hinter den Zweig- leitungen (3, 4) gelegenen zweiten Leitung (16) in Verbindung stehen, ein Druckregelventil (5) in mindestens einer der Zweigleitungen (3, 4) zur Erzeugung eines Druckunterschiedes zwischen den die Zweigleitungen (3, 4) durchströmenden Gasströmen, eine Anordnung (14) zur periodischen Betätigung des Dreiwegeventils (8) derart, daß die Zweigleitungen (3, 4) abwechselnd mit der zweiten Leitung (16) in Verbindung gesetzt werden, eine an die zweite Leitung (16) angeschlossene Adsorptionskammer (15), eine Anordnung zur Innehaltung praktisch konstanter Temperaturen in dem Gasstrom vor und nach seinem Durchgang durch die Adsorptionskammer (15) und eine Detektorvorrichtung (20) zum Messen und Anzeigen des Gehaltes des Gas stromes an einem Schlüsselbestandteil nach dessen Durchgang durch die Adsorptionskammer (15).
    In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 860.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3501002A1 (de) * 1984-01-27 1985-08-01 Coal Industry (Patents) Ltd., London Ueberwachungsgeraet

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1079860B (de) 1954-02-02 1960-04-14 Exxon Research Engineering Co Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines Schluesselbestandteils in einem Gasgemisch

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