DD205004A1

DD205004A1 - PROBE TO REMOVE HOT AND POLLUTED GASES

Info

Publication number: DD205004A1
Application number: DD23820982A
Authority: DD
Inventors: Heinz Gatzmanga; Ruediger Hille; Juergen Wilke
Original assignee: Junkalor Dessau
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1983-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasentnahmesonde fuer industrielle Anwendungsfaelle, mit deren Hilfe aus einer Anlage stark verschmutzte Gasproben hoher Temperatur kontinuierl. entnommen und weiteren Aufbereitungseinrichtungen sowie dem eigentlichen Gasanalysator zugefuehrt werden koennen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entnahmeeinrichtung zu schaffen, die einen einfachen u. wartungsfreundlichen Aufbau besitzt und auch bei hohen Temperaturen und starker Feststoffbelastung des Messgases eine grosse Standzeit aufweist. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass das gesamte Entnahmerohr einer Gasentnahmesonde als ein mit einem Druckluftinjektor betriebenes Inertialfilter ausgebildet ist, das aus zwei ineinander geschobenen keramischen Rohren besteht, sobei das aeussere aus gasdichtem und das innere aus gasdurchlaessigem, feinporigem Material besteht.The invention relates to a gas sampling probe for industrial applications, with the help of a system heavily polluted gas samples high temperature kontinuierl. taken and other treatment facilities and the actual gas analyzer can be supplied. The invention has for its object to provide a removal device that a simple u. maintenance-friendly construction and has a long service life even at high temperatures and high solids loading of the sample gas. The essence of the invention is that the entire sampling tube of a gas sampling probe is designed as an operated with a Druckluftinjektor Inertialfilter, which consists of two nested ceramic tubes, sobei the outer of gas-tight and the inner gas permeable, fine-pored material.

Description

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Sonde zur Entnahme heißer und verschmutzter Gase Probe for removing hot and polluted gases

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Torrichtung zur Probenahme von Rauchgasen und anderen Industriegasen, die überwiegend sowohl eine sehr hohe Temperatur als auch einen hohen Verschmutzungsgrad aufweisen. Derartige Vorrichtungen, nachfolgend Gasentnahmesonde genannt, sind Bauglieder kompletter Analysenmeßanlagen, die der kontinuierlichen Konzentrationsbestimmung einer oder mehrerer Gaskomponenten in Industriegasen dienen und somit gerade in jüngster Zeit unter dem Aspekt der Energie- und Rohstoffeinsparung sowie des Umweltschutzes zunehmende Bedeutung erlangt haben.The invention relates to a gate direction for sampling of flue gases and other industrial gases, which predominantly have both a very high temperature and a high degree of contamination. Such devices, hereinafter referred to as gas sampling probe, are members of complete Analysme measuring equipment, which serve the continuous concentration determination of one or more gas components in industrial gases and thus have recently acquired increasing importance from the aspect of energy and raw material conservation and environmental protection.

Characteristic of the known technical solutions

Pur die Entnahme von industriellen Gasen, die einem kontinuierlich arbeitenden automatischen Analysator zum Zwecke der Konzentrationsbestimmung einzelner Komponenten zugeführt 7/erden, ist eine Vielzahl von technischen Lösungen bekannt. Häufig sind aus Zweckmäßigkeitsgründen bereits Meßgasaufbereitungsarmaturen in die Sondenkonstruktion integriertPurely the extraction of industrial gases supplied to a continuous automatic analyzer for the purpose of determining the concentration of individual components 7 / ground, a variety of technical solutions is known. Frequently, for reasons of expediency already Meßgasaufbereitungsarmaturen are integrated into the probe design

Die Notwendigkeit der Einschaltung von Aufbereitungsvorrich- The necessity of using processing equipment

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tungen, wie Kühler, filter oder Trockner, in den Meßgasweg resultiert aus der Tatsache, daß der Zustand des technischen Gases in der Hegel weit entfernt ist von den Betriebsparametern, die von den Herstellern für die Gasanalysatoren angegeben werden.tions, such as radiator, filter or dryer, into the Meßgasweg results from the fact that the state of the technical gas in the Hegel is far removed from the operating parameters, which are specified by the manufacturers for the gas analyzers.

Die dominierenden Probleme bei der Gasentnahme sind eine starke Verschmutzung des zu analysierenden Gases durch feste, flüssige oder kondensierende Stoffe sowie u. U. eine hohe Temperatur am Meßort. Je nach Verschmutzung des Meßgases setzt sich die Entnahmesonde, die im einfachsten Fall aus einem Rohrstück besteht, mehr oder weniger schnell zu. Dies bedingt begrenzte Standzeiten der verwendeten Sonden, einen hohen Wartungsaufwand sowie einen häufigen Ausfall der Analysenmeßanlage. Sehr hohe Temperaturen, wie sie z. B. in der Glas- und Metallindustrie vorkommen, haben eine Plastifizierung des Sondenmaterials zur Folge und können im Extremfall zu einem Abknicken und somit zur Zerstörung der Sonde führen. Dieser Pakt spielt insbesondere bei Entnahmesonden aus hochlegierten Stählen in Temperaturbereichen oberhalb 900 ⁰C eine Rolle.The dominant problems with the gas sampling are a strong contamination of the gas to be analyzed by solid, liquid or condensing substances and u. U. a high temperature at the site. Depending on the contamination of the measuring gas, the sampling probe, which consists of a piece of pipe in the simplest case, sets more or less quickly. This requires limited service life of the probes used, a high maintenance and a frequent failure of Analysmeßanlage. Very high temperatures, as z. B. occur in the glass and metal industry, have a plasticization of the probe material result and can in extreme cases lead to a kinking and thus the destruction of the probe. This pact plays a role especially in sampling probes made of high-alloy steels in temperature ranges above 900 ^° C.

Erste technische Lösungen (DE-OS 1187398, DE -OS 1598346, DE-OS 1813381, DE-OS 1815063) stellen Vorrichtungen dar, in denen auf mechanischem Wege, z. B. durch Schubstangen, Förderschnecke odgl., anhaftende Partikel gelöst und in den Entnahmeraum rückbefördert werden sollen. Jedoch werden durch diese Einbauten zusätzliche Flächen geschaffen, an denen ein Absetzen der Schmutzteilchen erfolgen kann.First technical solutions (DE-OS 1187398, DE-OS 1598346, DE-OS 1813381, DE-OS 1815063) represent devices in which by mechanical means, for. B. by push rods, screw conveyor or the like. Dissolved particles should be returned and transported back into the removal room. However, additional surfaces are created by these internals, where settling of the dirt can be done.

Wirkungsvoller sind die Varianten von Entnahmesonden, bei denen das Meßgas vor Eintritt in die Sonde einen versprühten Wasserschirm, passieren muß (DE-OS 2406638) bzw. gleichzeitig mit Hilfe eines Wasserstrahlinjektors angesaugt und transportiert wird (DE-OS 1808886). Neben einer sehr guten Rei-More effective are the variants of sampling probes in which the sample gas before entering the probe a sprayed water screen, must pass (DE-OS 2406638) or simultaneously sucked with the help of a Wasserstrahlinjektors and transported (DE-OS 1808886). In addition to a very good

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nigung bietst sich hier der Vorteil der Kühlung sowohl des Meßgases als auch der Sonde selbst. Von großem Nachteil ist dagegen eine Meßwertverfälschung in den Fällen, in denen die Meßkomponente bzw. eine andere Gaskomponente in Wasser löslich ist. Eine Rückrechnung über die Löslichkeit der jeweiligen Gaskomponenten ist von vielen Paktoren abhängig und deshalb aufwendig und mit großen Fehlern behaftet. Verwandt mit diesen Ausführungsformen von Entnähmevorrichtungen sind die für hohe Temperaturen konzipierten Sonden, in denen in einem metallischen Doppelmantel oder ähnlichen Konstruktionen Kühlwasser bzw. Wasserdampf geführt wird, wobei in der Regel aus Sicherheitsgründen ein durchflußgeregelter Kühlmittelkreislauf vorgesehen ist (DD-PS 147966, DE-OS I64883O, DE-OS 1815045, DE-OS 1934028, DE 2117796). Derartige Sonden gestatten eine Gasentnahme bis etwa 1500⁰C. Weniger von Vorteil ist dagegen die unerwünschte starke Kühlung des Meßgases selbst sowie der große bauliche und apparatetechnische Aufwand dieser Vorrichtungen.The advantage here is the cooling of both the measuring gas and the probe itself. A considerable disadvantage, on the other hand, is distortion of the measured values in cases where the measuring component or another gas component is soluble in water. A retroactive calculation of the solubility of the respective gas components depends on many factors and is therefore laborious and fraught with large errors. Related to these embodiments of Entnähmevorrichtungen designed for high temperatures probes in which in a metallic jacket or similar constructions cooling water or water vapor is performed, usually for safety reasons a flow-controlled coolant circuit is provided (DD-PS 147966, DE-OS I64883O, DE-OS 1815045, DE-OS 1934028, DE 2117796). Such probes allow a gas extraction to about 1500 ⁰ C. Less advantageous, however, is the unwanted strong cooling of the measuring gas itself and the great structural and technical equipment expense of these devices.

Breitere Anwendung haben auch Sonden aus keramischen Materialien gefunden, da hier mit einfachen Mitteln ein Einsatz in Gasen bis etwa I6OO 0 realisiert werden kann und sine ausgezeichnete chemische Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien gegeben ist. Probleme entstehen durch die geringe Temperaturwechselbeständigkeit sowie die Sprödigkeit der verwendeten Materialien. Eine Vergrößerung der Entnahmerohrdurchmesser zum Zwecke der Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit hat sehr negative Auswirkungen auf die Dynamik der Analysenmeßanlage. Es sind technische Lösungen bekannt, die vorrangig auf eine Erhöhung des Widerstandsmomentes des keramischen Entnähmerohres zielen (DE-OS 2102496, DE-OS 1286315).Probes made of ceramic materials have also found wider application, as their use in gases up to about 20000 can be achieved with simple means, and their chemical resistance to aggressive media is excellent. Problems arise due to the low thermal shock resistance and the brittleness of the materials used. An increase in the removal tube diameter for the purpose of increasing the mechanical load capacity has very negative effects on the dynamics of the Analysmeßanlage. There are known technical solutions, which are primarily aimed at increasing the resistance moment of the ceramic Entnähmerohres (DE-OS 2102496, DE-OS 1286315).

Zur Reinigung des Meßgases existiert weiterhin eine große Gruppe von Entnahmevorrichtungen, in denen eine Abscheidung der Verunreinigungen durch Erzeugung geeigneter strömungs-For the purification of the measuring gas, a large group of sampling devices exists in which a separation of the impurities by generating suitable flow

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technischer Effekte vorgesehen ist. In der Regel wird hierbei eine weit größere Gasinenge aus dem Entnahmeraum angesaugt, als für die Gasanalyse notwendig ist und die kinetische Energie des überschüssigen Gases für eine Staubabscheidung als auch eine Rückführung der Staubpartikel in den Entnahmeraum ausgenutzt. Derartige Entnahmevorrichtungen, wie sie z. B. in den DE-OS 1623081, DE-OS 1773858 und DE-OS 2438857 beschrieben sind, weisen eine Gemeinsamkeit auf, daß sie einen komplizierten Aufbau und durch eine innige Berührung von Frischgas und Rückspülgas und den damit verbundenen Konzentrationsaustausch eine wenig gute Dynamik besitzen.technical effects is provided. In general, in this case a much larger amount of gas is sucked out of the extraction chamber, as is necessary for the gas analysis and exploited the kinetic energy of the excess gas for dust separation as well as a return of the dust particles in the extraction space. Such removal devices, as z. As described in DE-OS 1623081, DE-OS 1773858 and DE-OS 2438857, have a common feature that they have a complicated structure and by a close contact of fresh gas and backwash gas and the associated concentration exchange a little good dynamics ,

Letztgenannten Nachteil weist die in der DE-OS 2920195 vorgestellte Sonde nicht auf. Sie besteht aus einem Tragrohr, das gleichzeitig als Rückblaserohr Verwendung findet und an dessen Spitze ein Grobfilter aufgeschraubt ist. Ein parallel verlaufendes Sammelrohr ist in der Nähe der Sondenspitze mit dem Tragrohr verbunden. Eine mit Druckluft betriebene Injektordüse im Sammelrohr saugt einen großen Gasstrom aus dem Tragrohr in den Sntnahmeraum zurück. In Strömungsrichtung vor der Injektordüse befindet sich ein sogenanntes Inertialfilter, das hier als feinporiger keramischer Hohlzylinder ausgebildet ist. Das innen mit hoher Geschwindigkeit durchströmte Inertialfilter ist von einem Stahlmantel umgeben, aus dem das eigentliche Analysengas angesaugt wird. Der Geschwindigkeitsvektor, der parallel zur inneren Oberfläche des Inertialfilters liegt, beträgt das Vielfache des Geschwindigkeitsvektors, der aus der Absaugung des Analysengases durch das Filter resultiert, so daß die mitgeführten Schmutzpartikel nur einen geringen Impuls erhalten, um in die Filterporen einzutreten. Zum anderen werden evtl. anhaftende Teilchen durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit vom Gasstrom wieder mitgerissen· Neben der zu erwartenden großen Standzeit dieser Sonde ist als besonderer Vorteil zu nennen, daß sie keine Bauteile, wie Pumpen oder Gebläse be-The last-mentioned disadvantage does not occur in the probe presented in DE-OS 2920195. It consists of a support tube, which is used at the same time as Rückblaserohr and at the top of a coarse filter is screwed. A parallel collection tube is connected to the support tube near the probe tip. A compressed air operated injector nozzle in the manifold sucks a large gas flow from the support tube in the Sntnahmeraum back. In the flow direction in front of the injector nozzle is a so-called inertial filter, which is designed here as a fine-pored ceramic hollow cylinder. The inertial filter, which flows through at high speed inside, is surrounded by a steel jacket, from which the actual analysis gas is sucked. The velocity vector, which is parallel to the inner surface of the inertial filter, is a multiple of the velocity vector resulting from the extraction of the analysis gas through the filter, so that the entrained debris receives only a small amount of momentum to enter the filter pores. On the other hand, possibly adhering particles are entrained again by the high flow velocity of the gas stream. In addition to the expected long service life of this probe, a particular advantage is that it does not contain components such as pumps or blowers.

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nötigt, die auf Grund der thermischen korrosiven Beanspruchung häufig Ausfälle bedingen. Dagegen ist der Aufbau sowie ein wechsel verschleißender Teile als sehr kompliziert zu bezeichnen, so daß ein Einsatz bei sehr hohen Temperaturen ausgeschlossen ist·which often causes failures due to thermal corrosive stress. In contrast, the structure and a change-wearing parts is to be described as very complicated, so that use at very high temperatures is excluded ·

Es ist weiterhin eine Entnahmevorrichtung bekannt (DE-OS 2603948), der das gleiche Prinzip zugrunde liegt. Hier ist der Inertialfilter jedoch der Sonde nachgeschaltet bzw. ausserhalb des Entnähmeräumes angeordnet, so daß die Gefahr der Sondenrohrzusetzung weiterhin besteht. In der DB-OS 2428046 ist für die Lösung dieses Problems vorgesehen, ein senkrechtes Sondenrohr als Elektrofilter mit nach unten weisender öffnung auszubilden. Elektrofilter haben jedoch wegen des recht hohen Aufwandes und inabesondere wegen der Gefahr von überschlagen keine breitere Anwendung in der Gasanalysenmeßtechnik gefunden. Einfacher sind die in den DE-OS 1773641 und DS-Os 2301264 beschriebenen Sonden, die aus zwei Entcahmerohren bzw. einem mit zwei axialen Bohrungen versehenem Rohr bestehen, wobei abwechselnd durch einen Gaskanal Meßgas gesaugt und der andere mit Druckluft ausgeblasen wird. Um eine Meßwertverfälschung durch einströmende Druckluft zu verhindern, müssen die Rohröffnungen sehr weit voneinander entfernt liegen, was auf Grund der örtlichen Verhältnisse schwer realisierbar ist. Dagegen existieren Entnahmesonden (z. B. DS-OS 2446404)? in denen eine bewußte Verdünnung des Meßgases an der EintritSsöffnung mit einer definierten Menge getrockneter Verdünnungsluft vorgenommen wird. Durch diese Maßnahme kann sowohl die Temperatur und der Taupunkt als auch die Konzentration von Peststoffpartikeln herabgesetzt werden. Die Notwendigkeit der Einhaltung eines zeitlich konstanten Mischungsverhältnisses von Meßgas und Verdünnungsluft bedingt den Einsatz von Tandempumpen oder kritischen Düsen. Da hierbei die Temperaturverhältnisse ebenfalls eine Rolle spielen, kann nicht verhindert werden, daß diese Vorrichtungen zusätzliche Fehlerquellen darstellen, übliche Verdünnungsverhältnisse von mindestsnsIt is also a removal device known (DE-OS 2603948), which is based on the same principle. Here, however, the inertial filter is connected downstream of the probe or arranged outside the Entnähmeräumes, so that the risk of probe tube still exists. In the DB-OS 2428046 is provided for the solution of this problem to form a vertical probe tube as an electrostatic filter with downwardly facing opening. Electrostatic precipitators, however, have found no wider application in Gasanalysenmeßtechnik because of the fairly high cost and inabesondere because of the risk of overturning. Easier are the probes described in DE-OS 1773641 and DS-Os 2301264, which consist of two Entcahmerohren or a provided with two axial bores pipe, wherein alternately sucked through a gas duct measuring gas and the other is blown out with compressed air. In order to prevent a Meßwertverfälschung by incoming compressed air, the pipe openings must be very far apart, which is difficult to achieve due to the local conditions. On the other hand there are sampling probes (eg DS-OS 2446404)? in which a deliberate dilution of the measurement gas is made at the EintritSsöffnung with a defined amount of dried dilution air. By this measure, both the temperature and the dew point as well as the concentration of particulate matter can be reduced. The need to maintain a constant mixing ratio of sample gas and dilution air requires the use of tandem pumps or critical nozzles. Since the temperature conditions also play a role, it can not be prevented that these devices represent additional sources of error, usual dilution ratios of minimum

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-βίο ι"1 setzen um den Faktor 10 empfindlichere Analysengeräte voraus, was die Anwendung dieser Entnahme technik im Spurenmeßbereich erschwert.-βίο ι "1 require by a factor of 10 more sensitive analyzers, which complicates the application of this sampling technique in the track measuring range.

Target of BrfindunA

Ziel der Erfindung ist es, eine Gasentnahmesonde mit einer guten Filterwirkung sowie einem fertigungstechnisch einfachen und wartungsfreundlichen Aufbau zu schaffen, die eine breite Anwendungsmöglichkeit für die häufigsten industriellen Meßfälle und auch beim Einsatz in stark verschmutzten industriallen Gasen hoher Temperatur eine große Standzeit besitzt.The aim of the invention is to provide a gas sampling probe with a good filtering effect and a simple manufacturing and maintenance-friendly construction, which has a wide range of applications for the most common industrial Meßfälle and even when used in heavily polluted industrial gases high temperature a long service life.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen technischen Mitteln und unter Verwendung gut verfügbarer Werkstoffe eine thermisch hochbelastbare und verschmutzungsunempfindliche Gasentnahmesonde zu schaffen.The invention has for its object to provide with simple technical means and using readily available materials, a thermally highly resilient and pollution-resistant gas sampling probe.

Srfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das gesamte Gasentnahmerohr als Inertialfilter ausgebildet ist.According to the invention, this object is achieved in that the entire gas sampling tube is designed as an inertial filter.

Das Entnahmerohr ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem äußeren, beidseitig offenen Umhüllungsrohr größeren Durchmessers und einem darin befindlichen, konzentrisch oder exzentrisch angeordneten, an der Spitze verschlossenen Filterrohr aufgebaut. Das Umhüllungsrohr besteht erfindungsgemäß aus gasdichtem Material, das Filterrohr dagegen aus gasdurchlässigem Material, dessen Porendurchmesser möglichst unterhalb des Durchmessers der im Meßgas voraussichtlich mit der größten HäufigkeitsverteilungThe sampling tube is constructed in a preferred embodiment of the invention from an outer casing tube of larger diameter open on both sides and a concentric or eccentrically arranged, located therein at the top closed filter tube. The cladding tube according to the invention consists of gas-tight material, the filter tube, however, from gas-permeable material, the pore diameter possibly below the diameter of the gas to be probed in the largest frequency distribution

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auftretenden Staubpartikel liegt. Pur beide Rohre sind vorzugsweise temperaturbeständige keramische Werkstoffe vorgesehen, während auch eine Verwendung metallischer Werkstoffe bzw. eine Kombination beider Werkstoffe denkbar ist. Sowohl Filterrohr als auch Umhüllungsrohr sind im Sondenkopf in Rohrstutzen entsprechend größeren Durchmessers eingekittet oder verschraubt und ragen freitragend in den Entnahmeraum. Zwischen den Befestigungen beider Rohre befindet sich ein Distanzrohrstück, an das ein Druckluftinjektor angeschlossen ist. Durch geeignete Anordnung und Dimensionierung der Rohre und Anschlußflansche wird erreicht, daß mit Hilfe des Druckluftinjektors durch den Ringspalt zwischen Umhüllungsrohrinnenfläche und Filterrohroberfläche ein großer Gasstrom, der das Vielfache des eigentlichen Meßgasstromes beträgt, aus dem Entnahmeraum abgesaugt wird. Das Meßgas wird dagegen aus dem Innenraum des Filterrohres mit Hilfe der üblichen, in den meisten Analysatoren vorhandenen Analysenpumpen abgesaugt.occurring dust particles is. Pur both tubes are preferably provided temperature-resistant ceramic materials, while also a use of metallic materials or a combination of both materials is conceivable. Both the filter tube and the sheath tube are cemented or screwed into the probe head in correspondingly larger diameter tube stubs and protrude cantilevered into the removal chamber. Between the fastenings of both tubes is a spacer tube piece to which a Druckluftinjektor is connected. By suitable arrangement and dimensioning of the pipes and flanges it is achieved that with the help of Druckluftinjektors through the annular gap between Umhülungsrohrinnenfläche and Filterrohroberfläche a large gas flow, which is the multiple of the actual Meßgasstromes, is sucked out of the removal chamber. By contrast, the sample gas is extracted from the interior of the filter tube by means of the customary analysis pumps present in most analyzers.

Sine derartige Gasentnahmesonde weist den Vorzug auf, daß praktisch die gesamte Sondenlänge zur Vorreinigung des Gases genutzt werden kann. Die dadurch erhaltene Filteroberfläche übertrifft die Fläche bisher eingesetzter Innenfilter um ein Vielfaches, so daß die radiale Sinströmgeschwindigkeit an der Filteroberfläche infolge Meßgaaabsaugung äußerst gering ist. Die Kombination von großer Filteroberflache und Inertialfiltereffekt ergibt, daß das Verhältnis von radialer Einströmgeachwindigkeit und axialer Absauggeschwindigkeit gegen Null strebt bzw. analog dazu, daß der Impuls der Festatoffteilchen, in die Filterporen einzudringen, vernachlässigbar klein ist. Unter Umständen an der Filteroberfläche oder im Umhüllungsrohr anhaftende Partikel können durch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Ringspalt mitgerissen werden. Da sich das Filter innerhalb des Entnähmeräumes befindet und somit die gleiche 'Temperatur wie das Meßgas besitzt, ist ein Verkleben der Filteroberfläche oder des Ringspaltes durch auskondensierende Be-Sine such gas sampling probe has the advantage that virtually the entire probe length can be used for pre-cleaning of the gas. The filter surface thus obtained exceeds the surface of previously used internal filter by a multiple, so that the radial Sinströmgeschwindigkeit on the filter surface as a result of Meßgaaabsaugung is extremely low. The combination of large filter surface area and inertial filter effect indicates that the ratio of radial inflow velocity and axial suction velocity tends to zero, or analogously, that the momentum of the solid-state particles entering the filter pores is negligibly small. Under certain circumstances adhering to the filter surface or in the sheath tube particles can be entrained by the high flow rates in the annular gap. Since the filter is located within the Entnähmeräumes and thus has the same 'temperature as the measuring gas, is a sticking of the filter surface or the annular gap by auskondensierende Be

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standteile ausgeschlossen. Aus der Gesamtheit der beschriebenen Effekte und konstruktiven Maßnahmen resultieren große Filterstandzeiten. Die Befestigung des Filterrohres außerhalb des Sondenkopfes sowie sein geringer Durchmesser ermöglicht einen äußerst einfachen Wechsel desselben durch Herausziehen nach dem Lösen einer Flanschverbindung ohne die gesamte Sonde ausbauen zu müssen, wie es bisher oft nötig war.excluded parts. From the totality of the described effects and design measures result in long filter life. The attachment of the filter tube outside the probe head and its small diameter allows an extremely simple change of the same by pulling out after loosening a flange without having to remove the entire probe, as it was often necessary.

Da auf Grund der hohen Geschwindigkeiten im Umhüllungsrohr praktisch auch am Sondenkopf immer die aktuelle Gaskonzentration abgesaugt wird, weist die beschriebene Entnahmevorrichtung trotz eines relativ großen Entnahmedurchmessers eine sehr gute Dynamik auf. Die Möglichkeit, große Rohrdurchmesser verwenden zu können, ist insbesondere beim 3insatz keramischer Rohre für eine Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit von Bedeutung. Das Filterrohr ist durch das Umhüllungsrohr vor schlagartigen Belastungen geschützt und kann auch im Falle einer thermischen Überbeanspruchung nicht abknicken. Die verwendeten keramischen Werkstoffe ermöglichen je nach Ein bis 160O⁰C.Since due to the high velocities in the sheath tube practically always the current gas concentration is sucked on the probe head, the sampling device described has a very good dynamics despite a relatively large removal diameter. The possibility of being able to use large pipe diameters is of particular importance in the use of ceramic pipes for increasing the mechanical strength. The filter tube is protected by the cladding tube from sudden loads and can not bend in the event of thermal overloading. The used ceramic materials allow depending on one to 160O ⁰ C.

je nach Sinbaulage maximale Entnahme temperatüren von 1500⁰Cdepending on Sinbaulage maximum extraction temperature of 1500 ⁰ C

Der vom Injektor abgesaugte Gasstrom wird mit Druckluft verdünnt und kann, unter Berücksichtigung der Art des Prozesses und'der im Gas enthaltenen Komponenten, an geeigneter Stelle in die Anlage zurückgeleitet oder abgeblasen werden, ohne zu Meßwertverfälschungen zu führen. Der für das Betreiben des Injektors notwendige Aufwand ist vergleichsweise als gering zu bezeichnen, da die in Frage kommenden Betriebe in der Hegel über Druckluftanschlüsse verfügen und die verbrauchte Druckluftmenge kaum erheblich ist.The gas stream extracted from the injector is diluted with compressed air and, taking into account the nature of the process and the components contained in the gas, can be returned to the system or blown off at a suitable location, without leading to any distortion of the measured value. The effort required for operating the injector is comparatively low, since the companies in question in the Hegel have compressed air connections and the amount of compressed air used is hardly significant.

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embodiment

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Gasentnahmesonde mit zwei keramischen Rohren.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying drawing shows a sectional view of the gas sampling probe according to the invention with two ceramic tubes.

Die Gasentnahmesonde ist an ein für die Gasentnahme übliches Durchführungsrohr 15 angeflanscht, welches in eine Kamin- bzw. Ofenwand 14 einzementiert ist. An den Sondenanschlußflansch 5 ist konzentrisch ein Rohrstück 3 angeschweißt, in welches das Umhüllungsrohr 1 eingekittet ist. Der Anschlußflansch 5 und das Distanzrohr 8 sind miteinander verschraubt, um einen wiederholten Einsatz des Injektors T zu sichern, der das vom fertigungstechnischen Gesichtspunkt aufwendigste Bauteil darstellt. Dar Injektor 7 ist mit dem Distanzrohr 8 verschweißt und besteht aus Saugrohr 10, Luftanschlußstück 16, Treibdüse 11, Fangdüse 12 sowie einem Diffusor 13. Um bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen eine optimale Saugleistung zu gewährleisten, sind Saugrohr 10 und Fangdüse 12 durch ein Peingewinde miteinander verbunden, so daß eine Verstellung des Abstandes Treibdüse 11 - Pangdüse 12 vorgenommen werden kann.The gas sampling probe is flanged to a common for the removal of gas discharge pipe 15, which is cemented into a chimney or furnace wall 14. To the probe connection flange 5, a pipe section 3 is welded concentrically, in which the covering tube 1 is cemented. The connecting flange 5 and the spacer tube 8 are screwed together to ensure a repeated use of the injector T, which represents the most complex component from the manufacturing point of view. Dar injector 7 is welded to the spacer tube 8 and consists of suction tube 10, air connector 16, drive nozzle 11, collecting nozzle 12 and a diffuser 13. In order to ensure optimal suction at different operating conditions, suction tube 10 and catching nozzle 12 are connected by a pee-thread, so that an adjustment of the distance motive nozzle 11 - Pangdüse 12 can be made.

Das an der Spitze der Sonde verschlossene Filterrohr 2 ist wiederum in ein Rohrstück 4 eingekittet, welches durch die Flansche 6 und 9 mit dem Distanzrohr lösbar verbunden ist. Das Rohrstück 4 ist mit einem Deckel verschlossen, in welchem sich der Anschluß 17 für die Meßgasleitung befindet. Eine vorteilhafte Ergänzung der erfindungsgemäßen iSntnahmesonde stellt ein Peinfilter geeigneter Füllung dar, das das Rohrstück 4 umgibt, so daß Temperaturverluste und lange Gaswege vermieden werden können.The closed at the top of the probe filter tube 2 is in turn cemented into a piece of pipe 4, which is detachably connected by the flanges 6 and 9 with the spacer tube. The pipe section 4 is closed with a lid, in which the connection 17 for the Meßgasleitung is located. An advantageous supplement of the invention iSntnahmesonde represents a Peinfilter suitable filling, which surrounds the pipe section 4, so that temperature losses and long gas paths can be avoided.

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Wird dem Injektor 7 über das Anschlußstück 16 Druckluft zugeführt, so entsteht durch die Injektorwirkung im Saugrohr 10 ein Unterdruck, so daß aus dem Entnähmeraum durch den Ringspalt 18 zwischen Umhüllungsrohr und Filterrohr ein großer Gasstrom angesaugt wird. Die ütrömungsquerschnitte der bauteile, die das angesaugte Gas passieren muß, sind so dimensioniert, daß die resultierenden Strömungsgeschwindigkeiten weit höher liegen, als sie im Extremfall am Entnahmeort herrschen können, wodurch ein Absetzen der Feststoffteilchen vermieden wird. Die Öffnung zwischen Treib- und Fangdüse 11; 12 ist groß genug, daß auch grobe Schmutzpartikel hindurchtreten können. Die Meßgasabsaugung am Anschluß 17 bewirkt, daß sich im Filterrohrinnenraum 19 ein geringes Vakuum einstellt, wodurch allseitig aus dem Ringspalt 18 Gas angesaugt wird, das nur noch einen geringen Verschmutzungsgrad aufweist. Ursache hierfür ist zum einen die große Fläche des Filterrohres und zum anderen die starke axiale Strömung im Ringspalt« Bei einem Funktionsmuster der erfindungsgeinäßen Sonde ergab sich ein Verhältnis von axialer zu radialer Strömung von ca. 500. Die Standzeit der beschriebenen Sonde läßt sich gegebenenfalls noch weiter erhöhen, wenn in bestimmten Zeitabständen über den Meßgasanschluß 17 Druckluft in das Filterrohr 2 eingeblasen wird, um feinste Stäube aus den Poren zu entfernen.If compressed air is supplied to the injector 7 via the connecting piece 16, a negative pressure is created by the injector action in the suction pipe 10, so that a large gas flow is drawn in through the annular gap 18 between the casing pipe and the filter pipe from the extractor chamber. The ütrömungsquerschnitte the components that must pass the sucked gas are dimensioned so that the resulting flow rates are far higher than they can prevail in the extreme case at the sampling, whereby settling of the solid particles is avoided. The opening between the driving and catching nozzle 11; 12 is large enough that even coarse dirt particles can pass. The Meßgasabsaugung causes the connection 17 that sets a low vacuum in the filter tube interior 19, which is sucked from all sides of the annular gap 18 gas, which has only a low degree of contamination. The reason for this is, on the one hand, the large area of the filter tube and, on the other, the strong axial flow in the annular gap. A functional pattern of the probe according to the invention resulted in a ratio of axial to radial flow of about 500. The service life of the described probe can be further extended if necessary increase when compressed air is blown into the filter tube 2 at certain time intervals on the Meßgasanschluß 17 to remove finest dusts from the pores.

-7.^1902*014374-7. ^ * 1902 014 374

Claims

238209 5 Claim for invention - 11 -

1. probe for the removal of hot and polluted gases for the purpose of continuous gas analysis, characterized in that the entire gas sampling tube is formed as Inertialfiiter.

2 _# gas sampling probe according to item 1, characterized in that _f the extraction tube from an outer, both sides open sheath tube (1) and therein concentric or eccentrically arranged, closed at the top and with the sheath tube (1) approximately flush final filter tube (2 ), wherein the cladding tube (1) consists of a gas-tight ceramic and the filter tube (2) consists of a gas-permeable sintered ceramic.

Gas sampling probe according to item 1 or 2, characterized in that there is a spacer tube (8) between the fastenings of both tubes, to which a Druckluftinjektor (7) is connected, that the connection for the Meßgasleitung (17) connected to the filter tube interior (19) is and that the holder of the filter tube (4) is led out so far from the probe head, that a change of the filter tube (2) is possible without removing the entire probe.

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