DE2709632A1 - Flue gas analyser - using suction device and several flasks with reagent and indicator - Google Patents

Abstract

An apparatus for the determination of CO2 and other gases, e.g. for the flue gas analysis of heating plant, uses several flasks with reagents through which the gas is sucked and which indicate by the colour change of an indicator additive the reading directly. The flasks are joined by taps which can be opened to mix their contents. This enables even unskilled people to check their own heating installation for efficient combustion. It requires only very simple equipment and ready-made chemical reagents.

Description

Apparatur und Meßverfahren zur Bestimmung von Apparatus and measuring method for the determination of

Ekohlendioxid ( u. anderen Gasen ) in Rauchgas -bzw. Gasen. E-carbon dioxide (and other gases) in flue gas or Gases.

Anwendungsgebiet: Die Erfidnung betrifft eine Apparatur in Kombination mit einem einfachen Meßverfahren, ur stimmung des Gehalts eines bestimmten Gases, das in einem Gasgemisch enthalten ist, insbesondere zur Bestimmung des Gehaltes an Kohlendioxid in Abgasen bei Heizungsanlagen.Field of application: The invention relates to an apparatus in combination with a simple measuring process to determine the content of a certain gas, which is contained in a gas mixture, in particular for determining the content of carbon dioxide in exhaust gases from heating systems.

Zweck : Das Gerät und Meßverfahren soll dazu dienen, insbesondere den Gehalt an Konlendioxid in Rauchgasen einfach zu ermitteln, sodaß es S auch einem Nichtfachmann möglich wird, selbst häusliche Heizanlagen auf die richtige Rauchgaszusammensetzung zu untersuchen, um öfters und ohne Hilfe eines Experten die optimale Feuerinstellung überprüfen zu können.Purpose: The device and measuring method are intended to serve, in particular to determine the content of cone dioxide in flue gases easily, so that it is also a Non-specialists will be able to adjust even domestic heating systems to the correct flue gas composition to examine the optimal fire setting more often and without the help of an expert to be able to check.

Stand der technik und Kritik : Es ist bekannt, Gasgemische im chem. Labor und auch durch Heizungsfachleute mit ilfe einer Orsatapparatur zu analysieren. Weiterhin ist ein Verfahren bekannt und wird von Fachleuten allgemein praktiziert, das Kohlendioxid ( CO2 ) aus dem zu analysierenden Gasgemisch durch Natronlauge ( allgem. Alkalilauge ) herauszulösen und über den in dem geschlossenen System sich einstellenden Unterdruck manometrisch zu bestimmen. Beide Verfahren verlangen einige Fingerfertigkeit und eine relativ kostspielige Apparatur. Beide Verfahren werden in der Fachliteratur beschrieben.State of the art and criticism: It is known that gas mixtures in chem. Laboratory and also to be analyzed by heating specialists with the help of an orsat device. Furthermore, a method is known and is generally practiced by those skilled in the art, the carbon dioxide (CO2) from the gas mixture to be analyzed by means of caustic soda (general alkali lye) and dissolve in the closed system to determine the negative pressure setting manometrically. Both procedures require some Dexterity and relatively expensive equipment. Both procedures will described in the specialist literature.

z. B. z. B.

Leithe: Untersuchung von Abgasen Den beschriebenen Methoden und der Erfidnung liegt für den Fall der CO2 - Bestimmung die Reaktion 2 NaOH + CO2 # Na2CO3 + H2O zugrunde. 2 Aufgabe : Der Erfidnugn liegt die Aufgabe zugrunde ein einfaches Verfahren zur Verfügung zu stellend, das es auch dem Ungeübten in kurzer Zeit mit wenig Aufwand gestattet, Analysen durchzuführen. Leithe: Investigation of exhaust gases The methods described and the In the case of CO2 determination, the invention is based on the reaction 2 NaOH + CO2 # Na2CO3 + H2O. 2 Task: The invention is based on a simple task Providing a method that even the inexperienced can use in a short time Little effort allowed to carry out analyzes.

Lösung : Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, das das zu analysierende Gasgemisch durch eine neu konzipierte Gaswaschapparatur gesaugt wird, wobei das Volumen des nicht reagierenden Gases durch len von Kolben- od. Balgenhüben bekannten Volumens ermittelt wird und in Relation zum absorbierten Volumen des reagierenden Gases gesetzt wird. Bestandteil der erfindung ist auch, daß das Reagenz zusammen mit den Indikator schon in vorausberechneter Menge z. B. in Form von Ampullen oder Kapseln zur Verfügung steht und so einfach eingesetzt werden können. Diese Form der Bereitstellung ermöglicht eine einfache Berechnung der ermittelten Konzentration.Solution: According to the invention, this object is achieved in that the Gas mixture to be analyzed sucked through a newly designed gas scrubbing apparatus the volume of the non-reacting gas by lening piston or bellows strokes known volume is determined and in relation to the absorbed volume of the reacting Gas is set. Part of the invention is also that the reagent together with the indicator already calculated in advance z. B. in the form of ampoules or Capsules is available and so can be used easily. This form the provision enables a simple calculation of the determined concentration.

Weitere Ausgesteltung der Erfindung: Wesentliche Teile sind die Waschapparatur für mehrstufiges Absoption mit der wahlweise zu öffnenden Flüssigkeitsschleuse, womit es auch bei schwächer absorbierenden Gasen möglich wird, eine quantitative Reakticn zu gewährleisten und trozdem noch am gemeinsamen Umschlag des Indikators eine direkte Endpunkterfassung zu ermöglichen. Es sei darauf hingewiesen, daß bischer bei der maßanalytischen Erfassung in mehreren Absorptionsgefäßen im Reagenzüberschuß gearbeitet werden muß. Der Reagenzüberschuß muß dann durch Rücktitration ermittelt werden.Further development of the invention: The washing apparatus is essential parts for multi-stage absorption with the optionally openable liquid lock, which makes it possible even with less absorbing gases, a quantitative one Reacticn to ensure and still on the common envelope of the indicator enable direct endpoint acquisition. It should be noted that a bit in the case of measurement analysis in several absorption vessels in excess reagent must be worked. The excess reagent must then be determined by back titration will.

Ein weiterer wesentlicher Teil der Erfindung ist der zur Vereinfachung des Analysenverfahrens vorgeschlagene eg abgemessene, auf die Aufgabenstellung abgestimmte Reagenz mengen anzubieten, die dadurch die allgemeine Hanhabung auch von Laien erst ermöglichen. Another essential part of the invention is that of simplification of the analytical process suggested eg measured, tailored to the task To offer reagent quantities, which thereby make general handling even by laypeople enable.

Die Reagenzien können in verschiedenen Aufmachungen angeboten werden. Alle Aufmachungen sollen ein sicheres und gefahrloses Handhaben gewährleisten und müssen in genügender Genauigkeit vorliegen. The reagents can be offered in different presentations. All presentations should ensure safe and risk-free handling and must be available with sufficient accuracy.

Diese Bedingungen können z.B. bei folgenden Formen eingehalten werden: a.) Die verdünnte Lösung des Reagenz (hier und folgend: Reagenz u Reagenz + Indikator), die so verdünnt ist, daß sich das benötigte Volumen direkt ergibt. These conditions can be met e.g. with the following forms: a.) The diluted solution of the reagent (here and following: reagent u reagent + indicator), which is so diluted that the required volume results directly.

b.) Ein in eine Ampulle eingeschlossenes Konzentrat des Reagenzes. Die ampulle kann im Reaktionsgefäß nach Zugabe von Wasser zerstört werden. b.) A concentrate of the reagent enclosed in an ampoule. The ampoule can be destroyed in the reaction vessel after adding water.

c.) Das Reagenz ist in fester Form in eine Kapsel eingefüllt, die sich nach Ein gabe in das Reaktionsgefäß im zugefügten Wasser löst, oder ebenfalls zerstört werden kann. c.) The reagent is filled in solid form in a capsule which dissolves in the added water after an input into the reaction vessel, or likewise can be destroyed.

Erzielbare Vorteile: Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen in zwei sich gegenüber bekannten Prüfverfahren ergebenden Vorteilen bzw.Achievable Advantages: The advantages achieved with the invention are in two advantages over known test methods resp.

Vereinfachungen. Simplifications.

1.) Das Reaktionsgefäß besteht aus mehreren Kammern, die miteinander durch eine Öffnung zur Durchmischung der Reagenzlösung verbunden werden können. 1.) The reaction vessel consists of several chambers that are connected to each other can be connected through an opening for mixing the reagent solution.

Dadurch ist es möglich, den Endpunkt der Umsetzung direkt im Reaktionsgefäß zu erfassen. Die getrennte Rücktitration entfällt. This makes it possible to set the end point of the reaction directly in the reaction vessel capture. There is no separate back titration.

2.) Durch die Vorgabe auf die Analysenaufgabeabgestimmter Reagenzmengen wird die Analyse auch für analytische Laien durchführbar und knn deshalb z.B. für Heizabgasuntersuchungen in häuslichen Bereich eingesetzt werden. 2.) By specifying reagent quantities tailored to the analysis task The analysis can also be carried out by analytical laypeople and can therefore be used e.g. for Examinations of heating gases can be used in domestic areas.

Beschreibung der Ausführungsbei-' spiele : Bestimmung des CO2 - Gehalts in Rauchgasen.Description of the working examples: Determination of the CO2 content in flue gases.

Geräte: a.) Ansaugvorrichtung mit bekannten Volumen (V) b.) Reaktions- Absorptionsgefäß c.) Verbindungsschläuche d.) Ansaugrohr zur Probenahme (Sonde) Chemikalien: Laugelösung mit bekannten Reagenzgehalt und Indikator. Devices: a.) Suction device with known volume (V) b.) Reaction Absorption vessel c.) Connection hoses d.) Suction pipe for sampling (probe) Chemicals: Caustic solution with known reagent content and indicator.

(dest.) Wasser Wasser zum Spülen Beschreibung der Einzelteile a.) Ansaugpumpe: Als Ansaugvorrichtung könmen alle Konstruktionen in tage, die es erlauben, einem Ansaughub ein bestimmtes Volumen zuzuordnen und beim Gegenhub das Gas ohne Rückführung in die Apparatur auszustoßen. Dieses Prinzip gewährleistet eine Pumpe mit entsprechender Rückschlagventilsteuerung, wobei sowohl eine Balgenpumpe als auch eine Kolbenpumpein Frage kommt. (dist.) Water Water for rinsing Description of the individual parts a.) Suction pump: As a suction device, all constructions in days that allow to assign a certain volume to an intake stroke and to assign the gas to the opposite stroke without Eject recirculation into the apparatus. A pump ensures this principle with corresponding check valve control, both a bellows pump as a piston pump also comes into question.

b.) Reaktionsgefäß Das Reaktionsgefäß besteht aus durchsichtigem, gegen die mit ihm in Berührung kommenden Chemikalien beständigem Material.b.) Reaction vessel The reaction vessel consists of transparent, material resistant to chemicals that come into contact with it.

Es kann im einfachsten Fall vom Prinzip her wie eine im chem. Labor verwendete 'laschflaschenkonstruktion aufgebaut sein.In the simplest case, it can in principle be like one in chem. laboratory used 'flask construction.

(Prinzipzeichnung 1) Wird wegen genauer Meßwerterfassung mehrstufige Absorption erforderlich, so kann das Absorptionsgefäß mehrere miteinander durch Öffnen kommunizierende Kammern enthalten.(Principle drawing 1) Becomes multi-level because of the precise recording of measured values Absorption is required, so the absorption vessel can pass several together Open communicating chambers included.

(Prinzipzeichnung 2) Ein Rückschlagventil sorgt dafür, daß kein Reagenz in das Ansaugrohr gelangen kann.(Principle drawing 2) A check valve ensures that no reagent can get into the suction pipe.

c.) Schlauchverbindungen Es ist jedes elastische, gegen Rauchgaschemikelien und Laugen beständige ,,chlauchmaterial verwendbar.c.) Hose connections It is each elastic, against smoke gas chemicals and lye-resistant hose material can be used.

d.) Ansaugrohr (Sonde) Das Ansaugrohr ist ein Metallrohr von erforderlichem Durchmesser, das über Schlauchverbindung mit dem Reaktionsgefäß verbunden wird.d.) Suction pipe (probe) The suction pipe is a metal pipe of required Diameter that is connected to the reaction vessel via a hose connection.

Beispiel zur Durchführung: Die Geräteteile werden wie skizziert (Zeichnung 3) miteinander verbunden.Example for implementation: The device parts are as sketched (drawing 3) connected to each other.

In das saubere Reaktionsgefäß wird die vorgegebene Reagenzlösung eingefüllt, das Gefäß und die Verschlüsse zwischen den Kammern geschlossen. Dann wird mit der Ansaugvorrichtung solange Luft hindurchgesaugt, bis der Indikator in der 1. Kammer umschlägt. Der Kolben muß bis zu den Anschlägen betätigt werden, um das Volumen einzuhalten. Nun werden dieKammern verbunden, die Reagenzlösungen durch Kippen vermischt, erneut auf die Kammern verteilt und wieder Gas durchgesaugt. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis der Indikator nach dem Mischen die Umschlagsfarbe behält. Mit Hilfe der ernittelten Hubzahl (n) kann die CO2 - Konzentration aus Tabellen abgelesen oder berechnet werden.The specified reagent solution is poured into the clean reaction vessel, the vessel and the closures between the chambers are closed. Then with the Suction device sucked air through until the indicator in the 1st chamber turns over. The piston must be pressed to the stops in order to increase the volume to be observed. Now the chambers are connected, the reagent solutions are mixed by tilting, redistributed to the chambers and again sucked gas through. This process will Repeatedly until the indicator retains the color of the change after mixing. With the help of the calculated number of strokes (n), the CO2 concentration can be obtained from tables can be read or calculated.

Berechnung : ges = Volumen des entnommenen Rauchgases n = Anzahl der Kolbenhübe V = Volumen eines Kolben- od. Balgenhubs VCO2 = Volumen des C02 VCO2 ist für eine bestimmte Vorlage und Temeratur konstant, da die Maßlösung immer über die gleiche Laugenkonzentration verfügt.Calculation: tot = volume of the extracted flue gas n = number of piston strokes V = volume of a piston or bellows stroke VCO2 = volume of the C02 VCO2 is constant for a certain amount and temperature, because the standard solution always has the same concentration of caustic solution.

c = Volumenprozent CO2 in der Probe Rechenbeispiel : VCO2 = 100 ml V = 50 ml n = 13 C = 100 . 100 = 13,3 % 13 . 50 + 100 c (@@12) = 14,3 % ( und damit ist die Auflösung für eine Rauchgasanalyse genau genug) Bessere Auflösung kann man einfach durch Variation von V und/oder VCO2 erreichen. c = volume percent CO2 in the sample Calculation example: VCO2 = 100 ml V = 50 ml n = 13 C = 100. 100 = 13.3% 13. 50 + 100 c (@@ 12) = 14.3% (and thus is the resolution accurate enough for a flue gas analysis) Better resolution is possible easily achieved by varying V and / or VCO2.

VCO2 = 100 ml ergibt sich wie folgt: 100 ml CO2 bei 25°C = 4,090 mMol Das Reagenz muß 8,18 mMol = 327;2 mg NaOH enthalten. VCO2 = 100 ml results as follows: 100 ml CO2 at 25 ° C = 4.090 mmol The reagent must contain 8.18 mmol = 327; 2 mg NaOH.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (1)

Oberbegriff: Patentansprüche 61. Apparatur und Verfahren zur einfachen Bestimmung von Gasgemischen, insbesondere für die Rauchgasanalyse von Heizungsanlagen dadurch gekennzeichnet, daß Rauchgasdurch ein mit Reagenzlösunffl, deren Reaenzgehalt der Aufgabenstellung angepaßt ist, im allegemeinen mehrstufig durchgesaugt wird und der Endpunkt der Reaktion direkt durch einen Indikator anzeigt wird, wobei die birektanzeige nur dadurch möglich wird, daß das Reaktionsgefäß so konstruiert ist, daß die Lösungen in den einzelnen Kammern durch Öffnen von Verschlüssen gemischt und wieder verteilt werden können.Preamble: Claims 61. Apparatus and method for simple Determination of gas mixtures, in particular for the flue gas analysis of heating systems characterized in that flue gas through a with reagent solution, whose reagent content is adapted to the task, is generally sucked through in several stages and the end point of the reaction is indicated directly by an indicator, the direct display is only possible if the reaction vessel is constructed in such a way that that the solutions in the individual chambers are mixed by opening the caps and can be redistributed. Oberbegriff des 2. Reaktionsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekenn-Unteranspruchs: zeichnet, daß zwischen den einzelnen Kammern #### der getrennten Absorptionsräume durch Verschlüsse ( Ventile, Hähne, Schieber ) eine Verbindung hergestellt werden kann, um die Reagenzlösung zu durch mischen.Preamble of the second reaction vessel according to claim 1, characterized in sub-claim: draws that between the individual chambers #### of the separate absorption spaces a connection can be established by means of closures (valves, taps, slide valves) can to mix the reagent solution.