DE348017C - Process and apparatus for carrying out gas analyzes - Google Patents

Description

Verfahren und Apparat zur Ausführung von Gasanalysen. Die Verfahren zur Gasanalyse beruhen darauf, daß man das zu untersuchende Gas entweder mit flüssigen oder festen Reagenzien.in abgemessener Menge,zusammenbringt und die Volumv erminderung mißt oder daß inan das Gas in bekannten Verhältnissen mit anderen Gemischen reagieren (explodieren, verbrennen) läßt und die so entstehenden neuen Volumverhältnisse und Gaszusammensetzungen auswertet. Bisher ist man hierbei in der Regel in der Weise verfahren, daß man mit Hilfe einer hydraulischenPumpe und zwischengeschaltetem Glashahn das Gas aus dem Meßrohr in das betreffende Absorptionsgefäß überführte und nach erfolgter Absorption oder sonstiger Behandlung in das Meßgefäß zurückführte, wo unter dein gleichen Druck die Auswertung der stattgehabten Volumänderung stattfand (Orsatapparat). Bei andersartigen Apparaten, z. B. nach B u n t e , benutzte man die Volumelastizität des Gases dazu, die Reagenzien selbst in das Meßrohr einzuführen und sodann wieder auszuwaschen.Method and apparatus for carrying out gas analysis. The proceedings for gas analysis are based on the fact that the gas to be examined is either liquid or solid reagents. in measured quantities, and the volume reduction measures or that inan the gas react in known proportions with other mixtures (explode, burn) and the resulting new volume ratios and Evaluates gas compositions. So far, this has usually been the case procedure that you can use a hydraulic pump and an interposed glass tap transferred the gas from the measuring tube into the relevant absorption vessel and after returned to the measuring vessel after absorption or other treatment, where under the same pressure the evaluation of the change in volume took place (Orsatapparat). In the case of other types of apparatus, e.g. B. after B u n t e, one used the volume elasticity of the gas to introduce the reagents themselves into the measuring tube and then washed out again.

Auch hat man bereits versucht, sehr kleine Gasmengen von wenigen Kubikmillimetern in der Weise zu analysieren, daß man ihr relatives Volumen als Länge der von ihnen gebildeten Blase in einer Kapillaren maß und die Absorption in einer einseitig offenen Erweiterung der Kapillaren vornahm, in «-elche vermittels einer seitlich angeschlossenen Quecksilberschraube die Gasblase zum größten Teil vorübergehend überführt wurde (Mikroanalyse nach K r o g h)..Attempts have also been made to use very small amounts of gas of a few cubic millimeters analyze them in such a way that one can see their relative volume as the length of that of them The bubble formed in a capillary and measured the absorption in a one-sided open Expansion of the capillaries was carried out in «-elche by means of a laterally connected Mercury screw the gas bubble was for the most part temporarily transferred (Microanalysis according to K r o g h) ..

Von diesen Verfahren leiden die erstgenannten an dem Übelstande, daß der Gasraum der Verbindungsleitungen erhebliche Fehler bedingt und daß kein zuverlässiges Kennzeichen für die größere oder geringere Erschöpftheit der häufig benutzten Reagenzien besteht. Den Leitungsfehler kann man zwar nach P f e i f f e r durch Füllen der Leitungen mit Sperrwasser ausschließen, doch bedeutet dieses Verfahren eine lästige Komplikation. Die zweite Klasse von Verfahren leidet unter dem Umstande, daß man erhebliche Handgeschicklichkeit benötigt und auf die Zuverlässigkeit der Dichtheit der Gashähne weitgehend angewiesen ist. Das drittgenannte Verfahren endlich ist seiner Feinheit wegen recht schwierig auszuüben und leidet besonders daran, daß die geringste, von der Quecksilberschraube besonders leicht herbeigeführte Verunreinigung der Kapillarwandungen empfindliche Fehler von vielen Prozenten bedingt. Auch von den Reaktionsstoffen kriecht erfahrungsgemäß nur zu leicht ein wenig an der Gasblasenwurzel entlang und verunreinigt mit dem Erfolg grober, unkontrollierbarer Analysenfehler die Kapillarwandung.Of these methods, the former suffer from the drawback that the gas space of the connecting lines causes considerable errors and that not a reliable one Indicator for the greater or lesser exhaustion of the frequently used reagents consists. The line fault can be identified by filling the Exclude lines with sealing water, but this process is a nuisance Complication. The second class of procedures suffers from the fact that one considerable manual dexterity is required and the reliability of the tightness the gas taps is largely dependent. The third method is finite Difficult to practice because of its delicacy and particularly suffers from that the slightest contamination easily brought about by the mercury screw the capillary walls caused sensitive errors of many percent. From Experience has shown that the reactants creep a little too easily at the base of the gas bubble along and contaminated with the success of gross, uncontrollable analytical errors the capillary wall.

Demgegenüber beruht das nachstehend beschriebene Analysenverfahren darauf, daß inan die Menge des Gases als Länge einer Blase in einer vorteilhaft nicht zu engen Kapillaren (z. B. 2 mm Durchmesser) mißt und daß man die Absorption oder sonstige Behandlung der Blase dadurch bewirkt, daß man sie aus dem Meßrohr in eine Erweiterung des Rohres schiebt und dort analytisch handelt. Wesentlich dabei ist: r. daß als Meßrohr ein Kapillarrohr dient, d. h. ein Rohr, dessen Querschnitt durch die Oberflächenspannung der benutzten Sperrflüssigkeit sicher verschlossen wird, 2. daß an diesem Rohr eine Erweiterung angebracht ist, welche einen größeren Inhalt hat, als der Inhalt des Meßrohres beträgt, 3. daß mit dieser Einrichtung nach i und 2 in der Weise gearbeitet wird, daß ein Strom des Sperrmittels die ganze Gasblase in die I?rweiterung führt, worauf ein durch das Meßrohr zufließender Strom des Absorptionsmittels in der Erweiterung mit der Gasblase' reagiert oder eine andere analytische Behandlung der Gasblase (z. B. Verbrennung) in der Erweiterung erfolgt, q.. daß auf gleiche Weise der Überschuß des Absorptionsmittels durch einen Sperrmittelstrom aus Gasrohr und Erweiterung beseitigt wird, worauf die gewaschene Gasblase in das Glasrohr.zurückgedrückt und dort erneut gemessen wird.In contrast, the analytical method described below is based on the fact that inan the amount of gas as the length of a bubble in an advantageous do not measure too narrow capillaries (e.g. 2 mm diameter) and that the absorption or other treatment of the bladder by removing it from the measuring tube pushes into an extension of the pipe and acts analytically there. Essential here is: r. that a capillary tube is used as the measuring tube, d. H. a pipe whose cross-section securely sealed by the surface tension of the barrier liquid used is, 2. that an extension is attached to this pipe, which a larger Has content than the content of the measuring tube, 3. that with this device according to i and 2 is worked in such a way that a flow of the locking agent the whole Gas bubble in the I extension leads, whereupon one through the measuring tube incoming stream of absorbent reacts in the expansion with the gas bubble ' or another analytical treatment of the gas bubble (e.g. combustion) in the Expansion takes place, q .. that in the same way the excess of the absorbent is eliminated by a flow of blocking agent from the gas pipe and extension, whereupon the washed gas bubble is pushed back into the glass tube and measured again there will.

Zur Ausführung dieser neuen gasanalytischen Methode bedient man sich beispielsweise des in Abb. i dargestellten Apparates.This new gas analysis method is used to carry out this for example the apparatus shown in Fig. i.

A ist die Meßkapillare, welche eine beliebige gleichmäßige Teilung, vorteilhaft i bis ioo beziffert, trägt. , Je enger man die Kapillare macht, mit umso kleineren Gasmengen kann man arbeiten. Da -aber enge Kapillaren bei Verunreinigungen der Oberfläche empfindliche Fehler ergeben können, während für die meisten Zwecke größere Gasproben zur Verfügung stehen, so wählt man vorteilhaft Kapillaren von etwa 2 inm lichter Weite. Es ergeben sich dann Gasmengen in der Größenordnung von i cm, und der Apparat ist dann ziemlich unempfindlich auf Verunreinigungen. Wichtig ist, daß das Gasrohr genau kalibriert wird, so daß ein Teilstrich überall demselben Volum entspricht.A is the measuring capillary, which has any uniform division, advantageously numbered i to ioo, carries. , The tighter you make the capillary with the smaller the amount of gas you can work with. Because -but narrow capillaries when contaminated The surface can reveal delicate defects while for most purposes If larger gas samples are available, it is advantageous to choose capillaries from about 2 in the clear width. There are then amounts of gas in the order of magnitude of i cm, and the apparatus is then fairly insensitive to contamination. Important is that the gas pipe is precisely calibrated so that a graduation line is everywhere the same Volume corresponds.

Das Meßrohr geht am oberen Ende in eine umgebogene Spitze g aus. Unten ist die Erweiterung e angeordnet. Unterhalb der Erweiterung bringt man vorteilhaft eine Gasfangschlinge d an. - Ferner ist ein Verdrängerkolben h vorgesehen, welcher durch eine Schraube i betätigt werden kann. Das Rohr des Verdrängerkolbens ist schräg oder senkrecht nach oben gerichtet, damit durch Undichtigkeit kein Gas in den Apparat, keine Sperrflüssigkeit nach außen gelangen kann. Nach unten ist der ganze Apparat durch ein beliebiges Ventil oder Glashahn f abgesperrt.The measuring tube ends in a bent tip g at the upper end. Below the extension e is arranged. Below the extension one brings beneficial a gas catching loop d on. - A displacement piston h is also provided, which can be operated by a screw i. The tube of the displacement piston is inclined or directed vertically upwards so that no gas can enter the device through leaks, no barrier fluid can get to the outside. Down is the whole apparatus shut off by any valve or glass tap f.

Um in den Apparat eine Gasprobe einzubringen, füllt man ihn zunächst vollkommen mit Sperrflüssigkeit und verschließt Hahn f. Sodann versieht man die Gaspipette, in welcher sich die Gasprobe befindet, mit einem kleinen Trichter (t in Abb. a) und füllt Ansatzrohr der Pipette und den Trichter mit Sperrflüssigkeit. Man taucht nunmehr die Spitze g des Apparates in das Ansatzrohr der Gaspipette und verdrängt durch einige Umdrehungen der Schraube i eine etwa in die Spitze g eingedrungene Luftblase. Dann öffnet man die Hähne der Gaspipette und läßt einige Gasblasen an der Spitze g vorbei entweichen. Nunmehr öffnet man den Hahn f oder aber schraubt die Schraube i rückwärts. Durch beide Maßnahmen wird in g die Sperrflüssigkeit zurückgezogen und eine Gasblase in das Kapillarrohr eingesaugt. Vorteilhaft befindet sich am Meßrohr eine Marke welche anzeigt, wann die Gasblase g, in so lang ist, wie den Teilstrichen a-b entspricht. Sobald dieser Punkt erreicht ist, schließt man f bzw. hört bei i zu drehen auf, schließt die Gaspipettenhähne und senkt den Trichter t so weit, daß die Spitze g zwar unter Sperrflüssigkeit, aber nicht mehr in Verbindung mit dem Gasinhalt der Pipette steht. Nunmehr öffnet man erneut den Hahn f oder schraubt erneut Schraube i so weit zurück, daß das obere Ende der Gasblase genau auf a steht, wobei der Teil über der Gasblase sich aus Trichter t mit Sperrflüssigkeit füllt. Die genaue Einstellung bewirkt man durch kleine Bewegungen der Schraube i. Man stellt die Sperrflüssigkeit im Trichter oder einem beliebigen anderen, kleinen Gefäß genau auf Marke k an der Spitze g, stellt den Anfang der Gasblase genau auf a ein und liest bei b die Länge der Gasblase ab. Wenn die Märke -as genau ausgeführt, das Rohr sauber ist und inan genau gearbeitet hat, wird man genau i oo Teilstriche als Länge der Gasblase finden.In order to introduce a gas sample into the apparatus, first completely fill it with sealing liquid and close the tap f.Then the gas pipette in which the gas sample is located is fitted with a small funnel (t in Fig.a) and the pipette's tube and the funnel with sealing liquid. The tip g of the apparatus is now immersed in the extension tube of the gas pipette and, by a few turns of the screw i, an air bubble which has penetrated into the tip g is displaced. Then the cocks of the gas pipette are opened and some gas bubbles are allowed to escape past the tip g. Now you open the cock f or screw the screw i backwards. By both measures, the sealing liquid is withdrawn in g and a gas bubble is sucked into the capillary tube. A mark is advantageously located on the measuring tube which indicates when the gas bubble g in is as long as corresponds to the graduation marks from. As soon as this point is reached, one closes f or stops turning at i , closes the gas pipette cocks and lowers the funnel t so far that the tip g is under sealing liquid but no longer in contact with the gas content of the pipette. Now you open the tap f again or screw the screw i back so far that the upper end of the gas bubble is exactly at a, the part above the gas bubble from funnel t being filled with sealing liquid. The exact setting is achieved by small movements of the screw i. Set the sealing liquid in the funnel or any other small vessel exactly to mark k at the tip g, set the beginning of the gas bubble exactly to a and read off the length of the gas bubble at b. If the mark -as carried out exactly, the pipe is clean and has worked in an accurate way, you will find exactly i oo tick marks as the length of the gas bubble.

Nunmehr öffnet man den Hahn f, wobei Spitze g unter Sperrflüssigkeitsspiegel bleibt. Es fließt nunmehr selbsttätig durch f Sperrflüssigkeit ab, wobei die Gasblase in die Erweiterung e herunterrutscht. In e bleibt die Gasblase schweben, während die Flüssigkeit an ihr vorbei durch d und f abfließt.Now you open the cock f, whereby tip g remains below the sealing liquid level. It now flows off automatically through f sealing liquid, with the gas bubble slipping down into the widening e. In e the gas bubble remains floating while the liquid flows past it through d and f .

Jetzt schraubt man nach Schließen des Hahnes f an i. vorwärts, wodurch die Gasblase `nieder in das Meßrohr hinauf befördert wird. Man stellt wieder den Sperrflüssigkeitsspiegel auf k, den Gasblasenanfang auf a ein und überzeugt sich durch Ablesen bei b von der in Arbeit genommenen, nunmehr temperierten Gasmenge bzw. Blasenlänge.Now after closing the cock f you screw on i. forward, as a result of which the gas bubble is transported down into the measuring tube. It restores the barrier liquid level on k, the gas bubble at the beginning of a and b ensure, by reading in from the that are in work, now tempered gas quantity or bubble length.

Hierauf ersetzt man die Flüssigkeit bei g durch ein kleines Töpfchen mit konzentrierter Kalilauge und öffnet erneut Hahn f. Es wird nun nach einer Sperrflüssigkeitslänge k, a hinter der Gasblase eine Säule konzentrierter Kalilauge eingesaugt. Wenn die Gasblase in der Erweiterung e angekommen ist, strömt an ihr zuerst die Sperrflüsigkeit 1r, ca vorbei, worauf konzentrierte Kalilauge folgt. Man kann leicht berechnen, daß und warum die Kalilauge mit größter Geschwindigkeit eine vollständige Absorption der Kohlensäure bewirkt. Tatsächlich pflegt diese Absorption nur- etwa i cm. Kalilauge und wenige Sekunden zu beanspruchen. Man ersetzt nun das Kalilaugetöpfchen bei g wieder durch ein Sperrflüssigkeitsgefäß und wäscht die Kalilauge mit Sperrflüssigkeit fort, wobei man vorteilhaft Schraube i um einige Gänge vorwärts dreht, um etwa: in das Verbindungsrohr hineindiffundierte Kalilauge mit durch f abfließen zu lassen. Man stellt den Sperrwasserspiegel wieder auf k ein, schraubt mit Hilfe von i, bei verschlossenem f die Gasblase auf Marke b und liest zwischen b und a die Prozente Kohlensäure. ab.The liquid at g is then replaced by a small pot of concentrated potassium hydroxide solution and tap f is opened again. After a sealing liquid length k, a, a column of concentrated potassium hydroxide solution is sucked in behind the gas bubble. When the gas bubble has reached the extension e, the barrier liquid 1r, ca flows past it first, followed by concentrated potassium hydroxide solution. One can easily calculate that and why the potassium hydroxide solution brings about a complete absorption of the carbonic acid at the greatest speed. In fact, this absorption only maintains about 1 cm. Potash lye and a few seconds to claim. Replace the potash pot at g again with a barrier liquid vessel and wash the potash away with barrier liquid, advantageously turning screw i forward by a few turns in order, for example, to allow potassium hydroxide diffused into the connecting pipe to flow out through f. Set the sealing water level back to k, screw the gas bubble to mark b with the help of i, with f closed, and read the percentage of carbonic acid between b and a. away.

Folgerichtig kann man das gleiche mit Pyrogallollösung, Bromwasser, rauchender Schwefelsäure, Palladiumhydrosol und beliebigen anderen Absorptionsmitteln zum Zweck der Absorption anderer Gasbestandteile ausführen. Es steht auch nichts im Wege, die Erweiterung e mit einer Platindrahtspirale oder mit Platinelektroden auszurüsten, um Gasbestandteile durch fraktionierte Verbrennung, durch Explosion usw. in an sich bekannter Weise zu bestimmen..Logically, you can do the same with pyrogallol solution, bromine water, fuming sulfuric acid, palladium hydrosol and any other absorbent for the purpose of absorbing other gas components. There is also nothing in the way, the extension e with a platinum wire spiral or with platinum electrodes to equip gas components by fractional combustion, by explosion etc. to be determined in a manner known per se ..

Die Vorteile der beschriebenen Methode sind vielfältig. Zunächst ergibt sich ein außerordentlich einfacher und wunschweise kleiner gasanalytischer Apparat von großer Genauigkeit, zu dessen Bedienung keine Handgeschicklichkeit erforderlich ist. Dieser Apparat ist einfach und billig. Er besitzt keinen oder höchstens einen Glashahn und kaum Teile, welche defekt werden können. Man kann den Apparat für kleine und große Gasmengen ausführen. Man ist stets sicher, mit frischen Reagenzien zu arbeiten und vollständige Absorption zu erzielen.The advantages of the method described are manifold. First results an extremely simple and, if desired, small gas analysis apparatus of great accuracy, which does not require manual dexterity to operate is. This apparatus is simple and cheap. He has none or at most one Glass tap and hardly any parts that can be defective. One can use the apparatus for little ones and run large amounts of gas. One is always safe with fresh reagents too work and achieve full absorption.

Der Apparat ist auf das leichteste zu reinigen, beispielsweise durch Durchsaugen von Chromsäure und Wasser. Er ergibt mit größter Geschwindigkeit sehr genaue Zahlen. Ein und derselbe Apparat ist für die verschiedensten Arten von Gasanalysen anwendbar, indem man verschiedene Reagenzien benutzt. Die Gasanalysen sind billig, da man nur kleine Mengen Reagenzien benötigt.The apparatus can be cleaned as easily as possible, for example by Sucking chromic acid and water through. With the greatest speed he yields a great deal exact numbers. One and the same apparatus is used for the most varied types of gas analysis applicable by using different reagents. The gas analyzes are cheap, since you only need small amounts of reagents.

Das vorstehend beschriebene Ausfsührungsbeispiel eines Apparates zeigt nur eine An-. wendung, des vorliegenden Erfindungsgedankens. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß man den gleichen Erfindungsgedanken auch in den verschiedensten anderen Weisen zur Ausführung bringen kann. Beispielsweise kann man für genaue Analysen größerer Gasproben nach Art von Abb. 3 verfahren, in welcher A eine gewöhnliche Gasmeßröhre mit Niveaugefäß C, B einen Dreiwegebahn mit Winkelbohrung, E die Erweiterung und F den Absperrhahn bedeutet. Bei der Anwendung dieses Apparates drückt man zunächst die Gasmenge, welche beispielsweise loocm betragen kann, in die Kugel E hinüber, so daß die Leiturig zwischen B und E von Sperrflüssigkeit erfüllt ist. Sodann dreht man den Dreiwegehahn B so, daß in G eingefüllte Kalilauge, wie vorstehend geschildert, durch E abfließt und die Absorption bewirkt. Durch Ausspülen von G, B, E, F mit Sperrwasser und Zurückdrücken oder Zurücksaugen der Gasmenge nach A und ihr Messen wird die Analyse beendigt. Bei der so beschriebenen Ausführungsform des Haupterfindungsgedankens ist durch- die kapillare Verbindungsleitung B, E und die Kugel E dieselbe Arbeitsweise erzeugt worden wie bei dem vorstehend beschriebenen Apparat für kleine Gasniengen.The exemplary embodiment of an apparatus described above shows only one indication. application of the present inventive concept. It goes without saying that the same inventive idea can also be carried out in the most varied of other ways. For example, for precise analyzes of larger gas samples, you can proceed as shown in Fig. 3, in which A is an ordinary gas measuring tube with level vessel C, B is a three-way track with angled hole, E is the extension and F is the stopcock. When using this apparatus, the amount of gas, which can be, for example, 100m, is first pressed into the ball E, so that the passage between B and E is filled with sealing liquid. Then turn the three-way valve B so that potassium hydroxide solution filled into G, as described above, flows off through E and causes absorption. The analysis is ended by flushing out G, B, E, F with sealing water and pushing back or sucking back the amount of gas to A and measuring it. In the embodiment of the main inventive concept described in this way, the same mode of operation has been produced by the capillary connecting line B, E and the ball E as in the apparatus for small gas convolutions described above.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Ausführung von Gasanalysen, bei welchem das Gas in einem engen Rohr abgemessen, sodann durch eine Flüssigkeit in den erweiterten Reaktionsraum des Rohres geführt und schließlich in den Meßraum zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlaufe der Gasanalyse Sperrmittel und Absorptionsmittel nur in ein-und derselben Richtung folgeweise durch den Apparat geführt werden und das zwischen beiden Flüssigkeiten eingeschlossene Gas nur bis in die Erweiterung gelangt, dem nach unten abfließenden Flüssigkeitsstrom aber nicht weiter folgen kann. PATENT CLAIMS: i. Procedure for carrying out gas analyzes, at which the gas is measured in a narrow tube, then through a liquid in the extended reaction space of the tube and finally into the measuring space is returned, characterized in that locking means in the course of the gas analysis and absorbent only in one and the same direction sequentially through the apparatus are performed and the gas trapped between the two liquids only up to gets into the expansion, but not the downward flowing liquid stream can continue to follow. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch i, bestehend aus einem engen Meßrohr mit als Reaktions- und Absorptionsraum dienender Erweiterung und einer Fördervorrichtung für Gas und Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abflußhahn (f) und dem Reaktions- und Absorptionsraum (e) ein gewundenes Rohrstück (d) eingefügt ist, welches das Gas während des Abflusses der Flüssigkeit abfängt und den Eintritt von Luft oder von in der abfließenden Flüssigkeit sich entwickelnden Gasen in den Reaktions- und Absorptionsraum (e) verhindert. 2. Apparatus for carrying out the method according to claim i, consisting of a narrow measuring tube with expansion serving as a reaction and absorption space and a conveying device for gas and liquid, characterized in that between the drain cock (f) and the reaction and absorption space (e ) a coiled piece of pipe (d) is inserted, which intercepts the gas during the outflow of the liquid and prevents the entry of air or gases developing in the outflowing liquid into the reaction and absorption space (e). 3. Vorrichtung gemäß Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einen größeren Querschnitt aufweisende Meßrohr (A) an seinem oberen Ende unterhalb des Einfülltrichters (G) die mittels Zweiwegehahns verschließbare Abzweigung nach dem Reaktions- und Absorptionsraum (E) und Rohrwindung (d) aufweist.3. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that the measuring tube (A) having a larger cross section at its upper end below of the filling funnel (G) follow the branch that can be closed by means of a two-way valve the reaction and absorption space (E) and pipe winding (d).