DD207430A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des staubgehalts in staub-gas-stroemen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Bestimmung des Staubgehalts in Staub-Gas-Stroemen zur Verwirklichung einer ununterbrochenen Kontrolle der Staubmenge im Staub-Gas-Gemisch von industriellen Alagen vor und nach den entsprechenden Filtergeraeten vorgeschlagen, bei dem die Bestimmung durch Messung der Intensitaet der Bremsstrahlung, deren Herkunft die Staubteilchen sind, bei Durchstrahlung des Arbeitsvolumens mit einer Beta-radioaktiven Quelle erfolgt. Die Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens besteht aus einer Beta-radioaktiven Quelle und einem Detektor (4). Vor der radioaktiven Quelle (2) ist ein entsprechender Kollimator (3) angeordnet, und vor dem Detektor (4) ist ein entsprechender Filter (5) montiert, um nur die Registrierung der erregten Nremsstrahlung mit nachfolgender Bearbeitung des hergestellten Signals zu sichern.

Description

2, λ . _Ap . 61 430/17

4 3 4 3 6 4 -*- ¹°· ³·¹⁹⁸³

Verfahren and Vorrichtung zur Bestimmung des Staubgehalts in Staub-Gas-Strömen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Bestimmung des Staubgehalts in Staub-Gas-Strömen, um eine ständige Kontrolle der Staubmenge im Staub—Gasgemisch von industriellen Anlagen (Aggregaten) und anderen vor und nach den entsprechenden Filteranlagen auszuüben.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ss sind zwei Hauptgruppen von Verfahren und Vorrichtungen zur Lösung dieses Problems bekannt. Die erste Hauptgruppe umfaßt Verfahren und Vorrichtungen, die eine Trennung der festen Phase vom Dispersionsmedium aufweisen. Das sind Verfahren und entsprechende Vorrichtungen, die auf dem Gewichtsprinzip basieren, Leitisotopenmethode (Tracer-Methode) und einige Ausführungsarten der optischen Verfahren. Die Nachteile dieser Verfahren und Vorrichtungen bestehen hauptsächlich in der Zyklizität der Messung, dem hohen Arbeitsaufwand und der kleinen Sensibilität, die durch die Dauer der Probeentnahme (bis zu einigen Stunden) bei der Messung kleiner Konzentrationen bedingt ist·

Die andere Hauptgruppe sind die Verfahren und Vorrichtungen ohne Absonderung der festen Phase. Die am häufigsten benutzten Verfahren und Vorrichtungen dieser Gruppe sind:

- Verfahren und Vorrichtung, die auf dem Prinzip der integrierten Lichtstreuung basieren - es wird die Massenkonzen-

61 430/17

243436 4 -²-

tration des Staubes anhand der gemessenen Gesamtintensität des von Stau"b-Gas-Strom zerstreuten Lichtes bestimmt♦

- Halographische "Verfahren und Vorrichtungen, welche auf der Herstellung Fraunhofersehe Halogramme "beruhen, die überlagerte Beugungsbilder der Feldteilchen und der Lichtquelle darstellen. Das Verfahren ermöglicht, eine Information über die Teilchenanzahl, deren Ausmaß und räumliche Lage zu erhalten.

- Slektrokontaktprinzip und Vorrichtungen, die sich auf die Fähigkeit der Teilchen, sich bei Berührung mit einem festen Material zu elektrisieren und auf die Messung der Staubkondenztration in Staub-Gas-Gemischen stützen.

- Piezoelektrische Verfahren und Vorrichtungen. Diese Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen dienen zum Messen der Staubkonzentration mit Hilfe der Summierung der elektrischen Impulse, die beim Anstoß der Staubteilchen mit einem in den Staub-Gas-Strom eingesetzten Piezokristall entstehen.

Die angeführten Verfahren und Vorrichtungen dieser Gruppe weisen die erforderte Kontinuität der Messung auf, doch sie besitzen eine Reihe Nachteile, die ihre praktische Anwendung begrenzen· So über z· B· die physikalisch-ökonomischen Eigenschaften der Staubteilchen und deren Größe einen wesentlichen Einfluß auf die Meßergebnisse aus (Piezoelektrisches und halographisches Verfahren), ebenso die disperse Zusammensetzung, die Bewegungsgeschwindigkeit, ihre Temperatur und Feuchtigkeit (Elektrokontaktprinzip) und ebenso die Farbe des Staub-Gas-Stroms (optische Verfahren). Alle diese Faktoren

243436

begrenzen wesentlich die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtungen, die auf der Basis der oben angeführten Verfahren ausgearbeitet sind, insbesondere bei der Bestimmung niedriger Staubkonzentrationen·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die durch die Begrenzungen entstehenden Nachteile zu vermeiden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur ununterbrochenen Bestimmung des Staubgehalts in Staub-Gas-Strömen zu schaffen, wobei sowohl die physikalischchemischen Eigenschaften des Staubes und des Gases als auch die dynamischen Kennwerte des Staub-Gas-Stromes keinen Einfluß auf die Meßergebnisse ausüben dürfen. Es soll die erforderliche Genauigkeit (Exaktheit) bei der Bestimmung niedriger Staubkonzentrationen sowie auch eine Möglichkeit für automatische Aufzeichnung der Ergebnisse gewährleistet werden

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren und einer dazugehörigen Vorrichtung zur Bestimmung des Staubgehalts in Staub-Gas-Strömen gelöst, durch welche eine ununterbrochene Kontrolle der Staubmenge im Staub-Gas-Gemisch von den Industrie-Anlagen (Aggregaten) vor und nach den entsprechenden Filtergeräten realisiert wird· Kennzeichnend für das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung ist, daß die Bestimmung durch das Messen der Intensität der Bremsstrahlung erfolgt, deren Herkunft die Staubteilchen bei Bestrahlung der Arbeitsmenge mit einer beta-radioaktiven Quelle mit einem geeigneten Kollimato

O / ο C / ^{β1 430/17}

ο 4 J ο 4 ·- 4 -

und Detektor sind, vor welchem ein Filter zur Absorption der direkt passierten Beta-Strahlung mit nachfolgender Bearbeitung des erhaltenen Signals angeordnet ist. Die Informationsausgabe kann in Abhängigkeit von den Erfordernissen in Digital- oder Analogform oder als eine ununterbrochene Aufzeichnung der Resultate verwirklicht werden.

Die Vorteile des Verfahrens bestehen im folgenden:

Das Messen erfolgt direkt im Arbeitsvolumen der Gasableitung, wobei die Information von einem verhältnismäßig großen Staub-Gas-Stromvolumen erhalten wird. Der Umstand, daß die erregte Bremsstrahlung registriert wird,, deren Intensität eindeutig von der Staubkonzentration abhängt, erhöht die Genauigkeit (Präzision) bei der Bestimmung niedriger Staubkonzentrationen - ein Bereich in dem die oben angeführten bekannten Verfahren große Fehler zulassen.

Die Vorteile der Vorrichtung bestehen im folgenden: Die Messung erfolgt automatisch und ununterbrochen. Die Vorrichtung ermöglicht die erforderliche Kollimation der radioaktiven Quelle und die Selektivität (Trennschärfe) der registrierten Strahlung. Diese Vorrichtung verwirklicht das erfindungsgemäße Verfahren im großtechnischen Bereich.

Die Meßergebnisse mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung werden nicht von dem Durchmesser der Gas ablichtung, der Teilchengröße sowie von der Temperatur, Feuchtigkeit, Farbe und Geschwindigkeit des Staub-Gas-Stroms beeinflußt· Um eine maximale Sensibilität und Genauigkeit bei der Anwendung des Verfahrens in der entsprechenden Produktion zu. erreichen, ist es erforderlich, eine geeignete

243436 4 -,- ^61430/17

radioaktive Quelle (Halbwertzeit, Energie und Aktivität) zu wählen, indem man entsprechend die chemische Zusammensetzung des Staubs und den Durchmesser der Gasableitung in Betracht zieht·

Ausführungsbeispiel

Anhand der nachstehend angeführten Beispiele werden das Verfahren und die V/irkungsweise der Vorrichtung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung·

Beispiel 1

Ss fanden Experimente zur Bestimmung des Staubgehalts in den Gasen eines Schachtofens in einem Kupferwerk statt. Die Bestimmung wurde in einer Gasableitung mit einem Durchmesser = 1500 mm nach dem Schlauchfilter durchgeführt. Diametral zur Gasableitung 1 sind in entsprechenden Öffnungen eine Beta-radioaktive Quelle 2 mit entsprechenden Kollimator 3 und eine Gruppe von Strahlenzählern 4 angeordnet. Vor den Zählern ist ein Filter 5 zur Absorption der direkt passierten Beta-Strahlung angebracht. Die Strahlenzähler sind so montiert, daß ihre Stirnseite vor Staub geschützt ist· Die radioaktive Quelle ist an einem Winkelrahmen (6) montiert und ebenso vor Staubverschmutzung geschützt· Beim Passieren der Beta-Teilchen durch den Strom des Staub-Gas-Gemisches wird von den Staubteilchen eine Bremsstrahlung erregt, deren Intensität von den Strahlenzählern registriert wird· Das erhaltene Signal wird einem Intensimeter zur Bearbeitung zugeleitet und danach zu einem Schreibgerät für eine ununterbrochene Registrierung·

Die bei den Produktionsuntersuchungen ermittelten Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.

24343 6 4

61 430/17

Tabelle 1

Geräteanzeigen (Skalateilung)

Staubmenge

•3

mg/nm

Staubmenge mg/nm (Gewichtsverf ahr en)

Fehler mg/nm

13.0	38	45	- 7
12.4	78	70	- 3
12.4	73	72	+ 1
12.0	95	85	+ 10
11.6	117	120	- 3
11.3	142	150	- 8
11.4	145	150	- 5
9.2	260	250	+ 10
7.6	360	370	- 10

Die Kalibrierung (Sichung) der Apparatur wurde mit Hilfe des bekannten Gewichtsverfahrens (mit Kassetten UIOGAS) während Htätiger ununterbrochener Arbeit vollzogen.

Beispiel 2

Analoge Experimente wurden mit derselben Vorrichtung an derselben Gasableitung vor denSchlauchfiltern durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse (Tabelle 2) haben die Anwendbarkeit des Verfahrens und der Vorrichtung zur Bestimmung hoher Staubkonzentrationen in Staub-Gas-Strom bewiesen.

24343 6 4

Tabelle 2	Staubgehalt	Staubgehalt	Fehler
	g/nnr	g/nnr*	g/war
Impulsanzahl	0.55	Ären!	- 0.07
Pr°xicpU e	0.65	0.62	- 0.10
1.10	3.50	0.75	0
1.20	6.90	3.50	+ 0.20
2.35	10.90	6.70	+ 0.10
3.25		10.80
5.00

Claims (2)

61 430/17 24343 6 4 ~8~ 3rfindungsanspruch

1· Verfahren zur Bestimmung des Staubgehalts in Staub-Gas-Strömen zur Verwirklichung einer ununterbrochenen Kontrolle der Staubmenge im Staub-Gas-Gemisch von industriellen Anlagen vor und nach den entsprechenden Filtergeräten, gekennzeichnet dadurch, daß die Bestimmung durch Messung der Intensität der Bremsstrahlung, deren Herkunft die Staubteilchen sind, bei Durchstrahlung des Arbeitsvolumens mit einer Beta-radioaktiven Quelle erfolgt,

2· Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens gemäß Punkt 1, bestehend aus einer Beta-radioaktiven Quelle und Detektor (4) gekennzeichnet dadurch, daß vor der radioaktiven Quelle (2) ein entsprechender Kollimator (3) angeordnet ist und vor dem Detektor (4) ein entsprechender Pilter (5) montiert ist, um die Registrierung nur der erregten Bremsstrahlung mit nachfolgender Bearbeitung des hergestellten Signals, zu sichern·

Hierzu 1 Seite Zeichnung