Brevet FR2406200A1 — publié le 19790511

La présente invention concerne un appareil et un procédé ds mesure de l'humidité contenue dans divers gaz ou gaz liquéfiés. Cette mesure présente un intérêt particulier dans la cas de certains gaz qui deviennent corrosifs lorsque l'humidité qu'ils contiennent dépasse une certaine valeur, le danger de la corrosion étant très aigu lorsque celle-ci diminue la résistance mécanique des récipients où les gaz se trouvent enfermés sous pression, au poiRt d'amener l'explosion desdits récipients. Divers moyens ont été proposés pour mesurer cette humidité notamment l'utilisation de tubes garnis de CoCl2 ou de P205 dont on observe le changement de couleur ou l'augmentation de poids. Cependant, ces méthodes présentent de graves inconvéaisnte. En effet, les tubes à CoCl2 sont peu fidèles, l'observation est subjective, et quant aux tubas à P205, ils sont d'un maniement délicat car les augmentations de poids sont de l'ordre de quelques dizaines de mg; de plus, les opérations sont longues car elles nécessitent plus d'une heure. La chromatographie en phase gazeuse manque de sensibilité pour le dosage de l'sau, l'appareil est très cher et relativement délicat. Quant à la méthode KARL FISCHER, outre son maniement délicat pour des produits gazeux, elle est inapplicable pour des produite oxydants ou réducteurs, donc en particulier pour le chlora, l'anhy- dride sulfureux, etc... La demanderesse a mis au point un procédé qui fait appel à la mesure de l'@chauffement d'une sonde de température placée dans le courant gazeux dont on vaut connattre l'humidité, sonde qui est enduite d'une pellicule d'un réactif qui capte l'humidité et stXchauf- fe, tel par exemple l'acide sulfurique concentré, la mesure de l'é- chauffement donnant par étalonnage la teneur du gaz en humidité. Pour réaliser aisément la mesure de cet échauffement, il est intéressant d'effectuer une mesure différentielle entre la tem- pérature du gaz humide entrant dans la cellule de mesure et calle du gaz séché par la coucha de réactif capté è la sortie de la cellule de mesure, en utilisant deux sondes thermométriques gainées de verre et montées en pont de Wheatstone. Le réglage de la pellicule de réactif sur la sonde de mesure se fait au moyen d'un système d'aliientation goutte à goutte; de plus, le ruissellement est régularisé par l'adjonction d'une spirale de platine enroulée autour du bulbe de la sonde, qui facilite l'humidification de l'élément de mesure. Le débit de gaz humide à admettre s@r les sondes thermométriques est réglé au moyen d'un rotamètre. L'ensemble de mesure comporta donc successivement s une vanne pointeau, un rotsmètre, une cellule de mesure; celle-ci (voir P1 I/2) contrant deux sondes thermométriques, une alimentation goutte à goutte du réactif utilisé et une évacuation pour celui-ci. Las deux sondes thermométriques sont reliées à un équipement élec- trique permettant la mesure de leur écart de température. Une admission d'air permet d'homogénéiser la température de l'enceinte de la cellule. On étalonne l'ensemble en traçant une courbe obtenus en introduisant dans la cellule un gaz de même nature que le gaz à contrôler et contenant des quantités connues d'humidité. L'appareil décrit ci-dessus est particulièrement bien adapté au contrle du chlore contenu dans une bouteille ou un cylindre avant remplissage. De trop nombreux accidenta ont montré que ces emballages par suite de fausses manoeuvres des utilisateurs avaient pu recevoir soit de liteau, soit des gaz insuffisamment séchés d'où une corrosion de la paroi interne de l'emballage, et un risque d'éclatement du réservoir au moment du remplissage ou de la montée an pression. Il permet de mesurer des teneurs d'eau allant de 100 à 2000 ppi (poids). Le réactif est choisi en fonction de la nature du gaz à analyser. Par exemple, l'acide sulfurique concentré convient particulièrement pour le dosage de l'eau dans le chlore, l'acide chlorhydrique ou le gaz sulfureux. L'appareil, dont le schéma se trouve en annexe (P1 II/2) se présente sous la forme d'un boitier thermostaté à 400C, dans lequel on trouvera successivement un filtra by pesa, une vanne pointeau, un régulateur de débit, un rotamètre pour lire le débit, une cellule de mesure avec deux thermistances ou thermosondes, entrée et sortie de gaz, entrée et sortie du réactif, un système d'alimentation et de récupération du réactif et un absorbeur pour le gaz analysé. Les deux éléments de mesure sont reliés à une électroni- que qui convertira la différence de température observée en un courant représentatif de la teneur en eau, selon 2 échelles direc tement graduées en valeur d'eau, l'une de O à 750 ppm, l'autre de O à 1500 ppm (en poids). Les exmples suivants illustrent l'invention sens toutefois la limiter t - EXEMPLES I à 4 On utilise l'appareil décrit ci-dessus. On met en circulation la boucle rapide (V1) puis on ouvre la vanne d'isolement de l'appareil (V2). On règle le débit du gaz à mesurer à 20 l/h, puis on met en service la pompe du réactif (débit environ 1 1 par mois), celle-ci ne devant fonctionner que lorsque le gaz circule dans l'ap- pareil. On règle le zéro de l'appareil en faisant passer le gaz pendant quelques minutes sur le sécheur incorporé dans l'appareil, puis on introduit le gaz tel quel sans passage sur le sécheur et on fait la mesure, dont les valeurs sont enregistrées. Pour arrêter l'appareil, il faut arr8ter en premier lieu la pompe du réactif, puis isoler l@ gaz en amont de l'appareil, en- fin balayer ltappareil à l'azote. L'opêration dure 5 mn. Il faut compter 10 mn pour le retour @@ zéro. On dose avec cet appareil l'humidité contenue dans le chlore en utilisant comme réactif de l'acide sulfurique concentré, après avoir fait une courbe d'étalonnage. Il faut au moins quatre points pour déterminer la courbe. Nous avons choisi de travailler avec les points suivants 200 ppm (v) # 50 ppm (p) 500 ppm (v) 125 ppm (p) 1000 ppm (v) # 250 ppm (p) 2000 ppm (v) # 500 ppm (p) 4000 ppm (v) vv1000 ppm (p) Les temps de mesure sont constants quelle que soit la valeur en eau t 3 mn pour 90 % de la valeur, 4 à 5 mn pour la quantité totale d'eau. Les résultats suivants ont été obtenus sur le chlore con- tanu dans différents cylindres t Chlore trouvé (ppm (p)) Cylindre n 1 (plein) néant Cylindre n 2 110 Cylindre n 3 500 Cylindre n 4 250 Ces résultats ont été obtenus en plusieurs exemplaires parfaitement reproductibles, REVENDICATIONS 1.- Procédé de mesure de l'humidité dans les gaz, consistant à mesurer l'échauffement produit par la fixation sur un réactif de 11 eau contenue dans le gaz. 2.- Procédé selon la revendication I où le gaz dont on détermine la teneur en eau est un gaz corrosif. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 où le réactif utilisé est l'acide sulfurique concentré.