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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des HCI-Gehaltes in mit Wasser vollständig gesättigten Gasen, insbesondere in Abgasen von Beizsäure-Regenerationsanlagen, wobei aus dem Abgasstrom kontinuierlich ein Teilstrom abgezweigt wird, dass der abgesaugte Teilstrom bis zur Kondensierung abgekühlt wird, dass der HCI-Gehalt im Kondensat gemessen und daraus kontinuierlich der HCI-Gehalt im Gas bestimmt wird, wobei der für die Messung bestimmte Teilstrom des Abgasstromes kontinuierlich durch Absaugen aus dem Gas abgezweigt wird und der HCI-Gehalt im Kondensat durch Messung der Leitfähigkeit des Kondensates bestimmt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei den derzeit ublichen Messmethoden wird dem Gasstrom eine bestimmte Gasmenge entnommen und mit einer Vergleichselektrode und mit laufend zu ergänzenden bzw. zu ersetzenden Spezialchemikalien aufbereitet. Es ist dazu ein komplizierter nasschemischer Apparat erforderlich, der darüberhinaus sehr aufwendig, wartungsintensiv und kostspielig ist. Auch ist aus der JP 56-158128 ein Verfahren bekannt, bei dem ein Teilstrom entnommen, auskondensiert wird und die Leitfähigkeit im Kondensat gemessen wird. Es handelt sich hierbei um die Messung bei Abgasen von Verbrennungsanlagen, wobei kein mit Wasser vollständig gesättigtes Gas vorliegt. Ob es sich bei dem beschriebenen Verfahren um ein kontinuierliches Verfahren handelt, geht nicht hervor.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher ein Verfahren, das In gegenüber herkömmlichen Lösungen baulich einfacheren und zuverlässigeren Anlagen in wirtschaftlicherer Weise durchgeführt werden kann. Eine weitere Aufgabe bestand in einer einfachen und zuverlässigen Messvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zur Lösung der ersten Aufgabe ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für die Leitfähigkeit des Kondensates einem Rechner übermittelt wird, der ein Programm enthält, das unter Einbeziehung der Temperatur in der Gasleitung und des Verhältnisses von Kondensat zu Inertgasvolumen bei der gegebenen Temperatur die gemessene Leitfähigkeit in einen Wert für den HCI-Gehalt im Gas umrechnet.
Die Idee basiert darauf, dass das Abgas an der Messstelle zu 100% mit Wasser gesättigt und somit das Verhältnis von Kondensat zu Inertgasvolumen für den aus dem Abgasstrom entnommenen Teilstrom bei der gegebenen Abgas-Temperatur bekannt ist. Die eigentliche Messung des HCI-Gehaltes findet dann im Kondensat statt. Aus diesem Wert, der Temperatur des Abgases und den Sättigungsdaten kann dann die HCI-Konzentration im Abgas in einfacher Weise bestimmt werden.
Auf diese Weise ist keine aufwendige Gasvolumsmessung und sind für den Betrieb keine zusätzlichen Chemikalien erforderlich, sodass die ohne bewegte Teile wie etwa Dosierpumpen auskommende Messvorrichtung baulich einfacher, d. h Insgesamt wesentlich wirtschaftlicher ist und auch betrieben werden kann als bei herkömmlichen Lösungen. Überdies ist das System leicht zu reinigen, was wegen derallenfalls auftretenden Verschmutzungen durch Eisenoxid von Vorteil ist. Weiters wird der HCI-Gehalt im Gas durch Messung der Leitfähigkeit des Kondensates bestimmt Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Chemikalien erforderlich sind und die Messung automatisch ohne Dosierpumpen od. dgl. sehr genau und zuverlässig auch über längere Zeit durchgeführt werden kann.
Der Wert für die Leitfähigkeit des Kondensates wird dann einem Rechner übermittelt, der ein Programm enthält, das unter Einbeziehung der Temperatur in der Gasleitung und des Verhältnisses von Kondensat zu Inertgasvolumen bei der gegebenen Temperatur die gemessene Leitfähigkeit in einen Wert für den HCI-Gehalt im Gas umrechnet. Damit kann die Messung vollständig automatisiert und die Überwachung des Gasstromes auch über längere Zeit kontinuierlich durchgeführt werden. Überdies ist die Messung damit gegenüber vom Bedienungspersonal oder Messtechniker herrührenden Fehlerquellen weitestgehend unbeeinflussbar.
Wenn die Leitfähigkeit des Kondensates induktiv gemessen wird, sind keine mit dem korrosiven Kondensat in Berührung kommenden Elektroden vorgesehen, die durch Korrosion störungsanfällig und zu Fehlerquellen werden können und sind keine ersatzbedürftigen Teile vorhanden, sodass die Anlage über lange Zeit wartungsfreundlich betrieben werden kann.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine Sonde in der Gasleitung zur Entnahme eines Teilstromes des Gases in eine Messleitung, durch eine Kühleinrichtung in oder an der Messleitung und eine Leitfähigkeitsme- ssapparatur im Anschluss an die Kühleinrichtung.
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Dadurch können bewegte Teile wie beispielsweise Dosierpumpen für zusätzlich Chemikalien als auch diese Chemikalien selbst vermieden werden. Die Apparatur ist auch durch die nicht mehr erforderliche Gasvolumsmessung baulich einfacher, wirtschaftlicher und über längere Zeit zuverlässiger als herkömmlich Vorrichtungen.
Zur möglichst einfachen Verwirklichung der Absaugung des zur Messung bestimmten Teilstromes steht die Messleitung mit einer Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck in Verbindung.
Eine einfache und zuverlässige Bauart ist gegeben, wenn die Kühleinrichtung als Flüssigkeits- Gegenstrom-Kühler ausgebildet ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst die Leitfähigkeitsmessapparatur eine induktive Leitfähigkeitssonde. Bei dieser Ausführungsform sind keine mit korrosivem Medium In Kontakt kommenden Elektroden vorhanden, sodass die erfindungsgemässe Apparatur besonders wartungsfreundlich und für den längerdauernden, kontinuierlichen Betrieb bestens geeignet ist.
Alternativ zur vorstehend genannten Ausführung kann die Leitfähigkeitsmessapparatur auch eine CI-Elektrode oder eine pH-Elektrode umfassen.
In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung nährer erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur kontinuierlichen HCI-Messung im Abgas einer Beizsäure-Regerationsanlage.
In der Zeichnung ist mit 1 der Abgaskamin der Regerationsanlage bezeichnet. Aus dem durch diesen Kamin 1 strömenden, gasförmige Salzsäure (HCI) enthaltenden Abgas aus der Regenerationsanlage wird über eine Sonde 2 mit angeschlossener Messleitung 3 ein Teilstrom des Gases entnommen und in einem mit Kühlwasser gespeisten Kondensator 4 soweit abgekühlt, dass es vollständig kondensiert. Danach wird das HCI-hältige Kondensat in einem Kondensatsiphon 5 aufgefangen.
Das Regerationsabgas ist völlig mit Wasser gesättigt, sodass aus der durch eine geeignete Messeinrichtung 6 ermittelten Menge an Kondensat und der Temperatur des Abgases, welche durch einen Fühler 7, beispielsweise herkömmliche PT 100-Thermoelemente, im Kamin vorzugsweise unmittelbar benachbart der Sonde 2 ermittelt wird, das Inertgasvolumen des abgezogenen und für die Messung bestimmten Teilgasstromes bekannt ist.
Im Kondensatsiphon 5 wird nun über eine Leitfähigkeitssonde 8 die Leitfähigkeit des Kondensates gemessen, wobei vorzugsweise eine nicht mit dem äusserst korrosiven Kondensat in Berührung kommende induktive Sonde eingesetzt wird. Jedoch sind auch herkömmliche Cl- oder pHElektroden möglich, welche aber empfindlicher sind und intensiverer Betreuung bedürfen.
An das Siphon 5 schliesst sich noch ein Leitungsstück 3'an, das über eine vorzugsweise regelbare Absperreinrichtung 9 mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht, um den zum Absaugen des Teilstromes des Regerationsabgases für die Messung notwendigen Unterdruck in der Messleitung 3 zu erzeugen. Als Unterdruckquelle kommt vorzugsweise der Abgasventilator der Anlage in Frage und dabei mündet die Leitung 3'vor diesem Abgasventilator in den Abgaskamin 1 oder die Abgasleitung.
Schliesslich ist noch ein Temperaturfühler 10 zur Überwachung der Temperatur des Kondensates im Kondensatsiphon 5 vorgesehen.
Der über die Sonde 8 ermittelte Leitfähigkeitswert wird vorteilhafterweise einem Rechner zugeleitet oder diese Sonde 8 direkt vom Rechner abgefragt, ebenso wie die Temperaturfühler 7,10 und die Messapparatur 6 für die Ermittlung der Kondensatmenge, welcher Rechner dann durch ein entsprechendes Programm die HCI-Menge im Abgas errechnet und über herkömmliche Anzeigen kontinuierlich anzeigt, allenfalls auch speichert. Bei isokinetischer Absaugung und mit etwas aufwendigerer Analyse könnte die erfindungsgemässe Messung auch für die Staubmessung (des Fe203) erweitert werden.
Typische Werte für erfindungsgemässe kontinuierliche HCI-Messungen bei Regenerationsanlagen sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben :
Abgesaugter Teilstrom ca. 1 Nm3/h trocken
Kondensatmenge 0, 8 und 1, 5 I/h
Abgastemperatur 82 bis 88 C
Kühlwassermenge ca. 100 ich
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Kühlwassertemperatur 15 bis 250C
Kondensattemperatur 20 bis 30 C
Leitfähigkeit des Kondensates 0, 3 bis 0, 4 (max. 10) mS/cm
PATENTANSPRÜCHE : 1.
Verfahren zur Messung des HCI-Gehaltes in mit Wasser vollständig gesättigten Abgasen von Beizsäure-Regenerationsanlagen, wobei aus dem Abgasstrom kontinuierlich ein Teil- strom abgezweigt wird, dass der abgesaugte Teilstrom bis zur Kondensierung abgekühlt wird, dass der HCI-Gehalt im Kondensat gemessen und daraus kontinuierlich der HCI-
Gehalt im Gas bestimmt wird, wobei der für die Messung bestimmte Teilstrom des Abgas- stromes kontinuierlich durch Absaugen aus dem Gas abgezweigt wird und der HCI-Gehalt im Kondensat durch Messung der Leitfähigkeit des Kondensates bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für die Leitfähigkeit des Kondensates einem Rechner über- mittelt wird, der ein Programm enthält,
das unter Einbeziehung der Temperatur in der Gas- leitung und des Verhältnisses von Kondensat zu Inertgasvolumen bei der gegebenen
Temperatur die gemessene Leitfähigkeit in einen Wert für den HCI-Gehalt im Gas um- rechnet.