DE2348090C2

DE2348090C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von in einer Flüssigkeit gelösten Gaskomponenten in ein Trägergas

Info

Publication number: DE2348090C2
Application number: DE19732348090
Authority: DE
Inventors: Günter Dr.techn. 4630 Bochum Schierjott
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-09-25
Filing date: 1973-09-25
Publication date: 1986-11-13
Also published as: DE2348090A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von in einer Flüssigkeit gelösten Gaskomponenten in ein Trägergas, insbesondere für chemisch-analytische Untersuchungen.

Zur automatischen Überwachung der Konzentration von Inhaltsstoffen in Gasen und Flüssigkeiten werden immer häufiger kontinuierlich arbeitende chemischanalytische Meßgeräte eingesetzt, in denen die zu untersuchende Probe einer für die jeweilige Messung notwendigen Behandlung unterworfen wird. Oft ist es dabei erforderlich, die Probe in der Weise einer Vorbehandlung zu unterziehen, daß zunächst entweder die zu bestimmenden Komponenten oder störende Komponenten von der Probe abgetrennt werden.

Die kontinuierliche und sichere Abtrennung der jeweiligen Komponenten erfordert den Einsatz von sich in geeigneten Eigenschaften unterscheidenden Medien, vorzugsweise in den unterschiedlichen Aggregatzuständen flüssig und gasförmig, zwischen denen die Überführung der entsprechenden Komponenten stattfindet. Um eine effektive und schnelle Überführung zwischen den flüssigen und gasförmigen Medien zu erreichen, ist es erforderlich, eine große Grenzfläche zwischen den beiden Medien während einer ausreichenden Kontaktzeit zu erzeugen.

Es ist bekannt, zur Abtrennung von Gaskomponenten aus einer Flüssigkeit durch diese ein Trägergas zu leiten, das die Gaskomponenten aufnimmt. Zur Beschleunigung des Verfahrens wird die Flüssigkeit auch erhitzt und das Trägergas zur Erzeugung kleiner Gasblasen durch eine Fritte in die Flüssigkeit eingeführt Bekannt ist auch die Anwendung des Destillationsverfahrens, bei dem eine größere Menge der Flüssigkeit auf den Siedepunkt erhitzt wird und die abzutrennenden Gaskomponenten mit Teilen der verdampften Flüssigkeit von der Restflüssigkeit abgetrennt werden.

Zur Absorption von Gaskomponenten aus einem Gas in einer Flüssigkeit wird in bekannter Weise das Gas in einem Reaktionsgefäß mit der absorbierenden F'üssigkeit zusammengebracht Um bei einigen Gaskomponenten und bei geringen Konzentrationen einen verwertbaren Umsatz zu erhalten, wird das Reaktionsgefäß mit Füllkörpern angefüllt oder zur Verlängerung der Kontaktzeit das Reaktionsgefäß als Rohr von entsprechender Länge ausgeführt

Zur Durchführung der genannten Überführungsvorgänge ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Vorrichtungen im Gebrauch, die häufig einen erheblichen technischen Aufwand und große Flüssigkeits- und Gasmengen erfordern. In vielen Fällen erfolgt die Übertragung nur langsam, so daß ein großer Zeitbedarf zur ausreichenden Übertragung notwendig ist auch eignen sich viele Vorrichtungen nicht zum kontinuierlichen Einsatz.

Aus der GB-PS 4 808 ist ein Verfahren zur Überführung einer Gaskomponente aus einem Gasgemisch in eine Absorptionsflüssigkeit und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung bekannt. Dabei werden Flüssigkeit und Gas in einen gemeinsam durchströmten Raum dosiert gelangen durch eine Düse in einen weiteren Raum, aus dem Gas und Flüssigkeit getrennt abgezogen werden.

Dem bekannten Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, aus einem Gasgemisch, z. B. aus Wassergas oder Leuchtgas, bestimmte Komponenten, z. B. CO2, abzutrennen. Zu diesem Zweck wird das Gas zusammen mit einer Flüssigkeit über eine gemeinsame Leitung in ein Rohr gedrückt in dem Flüssigkeit und Gas durch Verwirbeln innig gemischt werden. Das Rohr ist verschlossen und mit einem Abzug versehen. Nach einer Ruhezeit sammelt sich das Brenngas und kanii durch einen an der Oberseite des Rohres vorgesehenen Abzug abgezogen werden. Um den absorbierten Anteil, z. B. das CO;, abzutrennen, wird die bereits von dem Brenngas befreite Flüssigkeit gegen ein Blech versprüht, wobei Gas und Flüssigkeit getrennt werden. Das bekannte Verfahren arbeitet diskontinuierlich.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, die kontinuierliche Überführung einer in einer Flüssigkeit gelösten Gaskomponente in ein Träjergas mit einfachen Mitteln und hohem Überführungsgrad zu ermöglichen. Dies erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, daß die Flüssigkeit und das Gas kontinuierlich in einen gemeinsam durchströmten Raum dosiert, durch eine Düse in einen weiteren Raum versprüht und aus diesem getrennt abgeführt werden. Die Erfindung sieht ferner vor, das getrennt abgeführte Gas durch eine Absorptionseinrichtung zu leiten und anschließend mil der Flüssigkeit wieder zusammenzubringen, durch eine weitere Düse in einen weiteren Raum /u versprühen und aus diesem getrennt abzuführen. Zur Durchführung dieser Ausführungsform der Erfindung dient die den Gegenstand des Anspruches 3 bildende Vorrichtung.

Die durch das Verfahren gemäß der Erfindung erzielten Vorteile bestehen neben den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten insbesondere darin, daß durch die gemeinsame Versprühung von Gas und Flüssigkeit eine große Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeil erzeugt und damit eine schnelle Gasübertragung erreicht

wird. Das Verfahren läßt sich zur Erfassung von Gasspuren auch dann erfolgreich einsetzen, wenn zwischen den dosierten Gas- und Flüssigkeitsmengen große Unterschiede vorliegen. Durch den strömungstechnisch einfachen Aufbau wird auch bei geringen Flüssigkeitsmengen die Erfassung von kurzzeitigen Änderungen der Probenkonzentration erreicht

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert, auf der zwei Vorrichtunger zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt sind

Gemäß A b b. 1 werden die Flüssigkeit und das Gas durch die Leitungen 1 und 2 in den gemeinsam durchströrrten Raum 4 dosiert, durch den sie zur Düse 5 gelangen, durch die sie beim Passieren in den Raum 6 versprüht werden. Im Raum 6 wird das Gas von der Flüssigkeit getrennt; die Flüssigkeit verläßt den Raum 6 durch die Leitung 7, während das Gas durch die Leitung 8 austritt

In den folgenden Ausführungsbeispielen werden einige Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung aufgezeigt

Beispiel 1

Oberführung einer Meßgaskomponente
aus einer Flüssigkeit in ein Trägergas

Beispiel 2

Überführung einer Störkomponente
aus einer Flüssigkeit in ein Trägergas

Bei der Bestimmung des organischen Kohlenstoffs wäßriger Proben muß zunächst der z. B. in Form von gelöstem Kohlendioxid vorliegende anorganische Kohlenstoff von der Probe abgetrennt werden. Nach Ansäuern der Probe werden ditse durch einen der Kanäle 1,2 und ein Trägergas durch den zweiten der Kanäle 1, 2 im wesentlichen kontinuierlich in den Raum 4 dosiert und gemeinsam durch die Düse 5 versprüht, wobei das Kohlendioxid von der Flüssigkeit in das Trägergas übertritt und der in der Flüssigkeit verbliebene organische Kohlenstoff einer geeigneten Bestimmung zugeführt werden kann.

Es besteht die Möglichkeit, mehrere der in Abb. 1 dargestellten Einheiten zu kombinieren. Ferner kann durch Erhöhung oder Erniedrigung der Temperatur. z. B. durch Thermostatisierung, eine Steigerung der Austauschrate erreicht werden.

Die auf A b b. 2 dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem die Wärmetönung einer Reaktion ausgenutzt wird.

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Zur Cyanid-Bestimmung in wäßrigen Proben wird wegen des störenden Einflusses anderer Inhaltsstoffe das Cyanid gegebenenfalls durch Ansäuern in Blausäure überführt und die Probe durch einen der Kanäle 1, 2 in den Raum 4 dosiert, wo sie mit einem Trägergas, das durch den zweiten der Kanäle 1, 2 dosiert wird, im wesentlichen kontinuierlich zusammengebracht wird. Probe und Trägergas werden gemeinsam durch die Düse 5 versprüht, wobei die Blausäure von der Flüssigkeit in das Gas übertritt und einer geeigneten Endbestimmung zugeführt wird.

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Beispiel 3

Bestimmung des chemischen Sauerstoffbedarfes (CSB) und aes totalen organischen Kohlenstoffs (TOC)

zur Beurteilung der organischen Belastung von Wasser

und Abwasser

Bei der kontinuierlichen, simultanen Bestimmung des CSB und des TOC, ζ. B. nach dem in der österreichischen Patentanmeldung A 7 987/71 beschriebenen Verfahren, kommt es zu Verfälschungen durch den möglichen Chloridgehalt und den anorganischen Kohlenstoff der Probe, die durch die Arbeitsweise gemäß vorliegender Erfindung vermieden werden können.

Durch die Kanäle 1, 2 und 3 der auf A b b. 2 dargestellten Vorrichtung werden ein Trägergas, konzentrierte Schwefelsäure und die Probe im wesentlichen kontinuierlich in den Raum 4 dosiert, in dem durch die Mischung der Probe mit der Schwefelsäure eine Wärmetönung auftritt und das Chlorid in Chlorwasserstoff überführt wird. Anschließend wird die Mischung mit dem Trägergas gemeinsam durch die Dürs 5 in. den Raum 6 versprüht Das Chlorwasserstoffgas und das Kohlendioxid werden in das Trägergas überführt. Wenn in der Probe leicht flüchtige organische Substanzen vorhanden sind, können diese zum Teil mit in das Trägergas übergehen. Das Trägergas verläßt den Raum 6 durch die Leitung 8, die in eine Absorptionseinrichtung 9 mündet, die zur Absorption des Kohlendioxids und des Chlorwasserstoffs mit einem Absorbens, z. B. Natronkalk, gefüllt ist. Die eventuell im Trägergas vorhandenen flüchtigen organischen Substanzen verlassen mit dem Trägergas die Vorrichtung 9 über die Leitung 10, die zu dem Raum 11 führt, die Flüssigkeit verläßt den Raum 6 durch die Leitung 7, die ebenfalls zu dem Raum 11 führt. Im Raum 11 werden Gas und Flüssigkeit zusammengebracht und gemeinsam durch die Düse 12 in den Raum 13 versprüht. Dabei werden die flüchtigen organischen Bestandteile des Trägergases von d?r Flüssigkeit, die eine gegenüber den Raum 6 niedrigere Temperatur hat. absorbiert. Das Trägergas verläßt den Re um 13 durch die Leitung 14. die Flüssigkeit wird durch die Leitung 15 der weiteren Behandlung zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von in einer Flüssigkeit gelösten Gaskomponenten in ein Trägergas, insbesondere für chemisch-analytische Untersuchungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit und das Gas kontinuierlich in einen gemeinsam durchströmten Raum dosiert, durch eine Düse in einen weiteren Raum versprüht und aus diesem getrennt abgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das getrennt abgeführte Gas durch eine Absorptionseinrichtung geleitet und anschließend mit der Flüssigkeit wieder zusammengebracht, durch eine weitere Düse in einen weiteren Raum versprüht und aus diesem getrennt abgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, mit einem Raum, in den mindestens zwei Kanäle münden und der durch eine Düse von einem weiteren Raum getrennt ist, welcher in zwei getrennte Leitungen ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leitung (8) zu einer Absorptionskammer (9) führt, die über eine Leitung (10) mit dem Raum (11) verbunden ist und die andere Leitung (7) zum Raum (11) führt, welcher durch eine Düse vom Raum (13) getrennt ist, der in zwei getrennte Leitungen (14) und (15) ausmündet

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