DD227244A1 - Vorrichtung zur probeentnahme von feststoff aus staubbeladenen heissen gasstroemen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probeentnahme von Feststoff aus staubbeladenen heissen Gasstroemen, insbesondere von Kohlenstaub und Asche aus Kohlenstaubflammen bei Temperaturen um 1 600C. Ziel der Erfindung ist eine konstruktive einfache Entnahmevorrichtung mit einfacher Handhabbarkeit, breiten Einsatzbedingungen und hoher Probengenauigkeit, die eine exakte Widerspiegelung der chemischen und gravimetrischen Zusammensetzung der Feststoffprobe in Bezug auf den Entnahmestrom ermoeglicht. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass ein gekuehlter Sondenschaft senkrecht zu seiner Achse und damit parallel zur Stroemungsrichtung des staubbeladenen heissen Gasstromes eine Entnahmevorrichtung enthaelt, die aus gasdichtem Filtergehaeuse mit auf dem Sondenschaft befindlicher auswechselbarer Absaugduese, sich in gleicher Richtung anschliessendem Filterkegel, einer speziellen Halte- und Entnahmevorrichtung fuer den Filterkegel und einer Gasableitungsvorrichtung besteht.

Description

Titel der Erfindung

Torrichtung zur Probeentnahme von Peststoff aus staubbeladenen heißen Gasströmen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probeentnahme von Feststoff aus staubbeladenen Gasströmen, insbesondere von Kohlenstaub und Asche aus Kohlenstaubflammen bei Temperaturen um 16OO°C.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Peststoffprobeentnahme aus staubbeladenen Gasströmen bekannt, wobei diese Vorrichtungen für hohe Temperaturen in der Regel gekühlt sind. Die Vorrichtungen sind so konstruiert, daß durch eine an einem Rohrschaft angebrachte Düse oder durch ein strömungstechnisch günstig geformtes. Rohr ein definierter Teilgasstrom aus dem Hauptgasstrom abgesaugt und der Feststoff in einem nachgeschalteten Filter zurückgehalten wird«

Die in 1 beschriebene Staubsonde nach von Tongern filtert den Feststoff erst nach Durchströmen der Sonde aus, eine Kühlung ist nicht vorgesehen. Damit sind Feststoffverluste und -Veränderungen möglich, ein Einsatz bei hohen Temperaturen ist nicht möglich. Eine in 2 beschriebene Feststoffsonde besteht aus einem gekühlten Rohrschaft, an dessen Ende eine ebenfalls gekühlte Absaugdüse rechtwinklig ·zum Schaft angebracht ist.

Düse und Rohrschaft haben getrennte Kühlkreislaufe· Hach der Absaugdüse folgt im Rohrschaft, in dessen Achse liegend, ein Metallfilter. Die Sonde ermöglicht zwar den Einsatz bei hohen Temperaturen, schließt durch intensive Kühlung FeststoffVeränderungen weitgehend aus, kann aber, bedingt durch die rechtwinklige Umlenkung des Teilgasstromes, Peststoffverluste nicht ausschließen und ist durch die getrennte Kühlung von Düse und Rohrschaft kompliziert und aufwendig im Bau und in der Handhabung.

Die Entnahmevorrichtung nach J)D PS 115212, bei der die Kühlung des abgesaugten Stromes durch Zuluft erfolgt, ist wegen der damit verbundenen Hachreaktionen für Probeentnahme aus Staubflammen ungeeignet. Die lulldrucksonde nach DD PS 2o2759 ist zur isokinetisehen Absaugung kompliziert aufgebaut und zur Peststoffprobeentnahme aus sehr heißen, stark beladenen Gasströmen ungeeignet.

In der Entnahmevorrichtung nach DD PS 2o5oo4 muß Wert auf eine saubere Gasprobe gelegt werden, zusätzlich dazu ist die Stellung des Absaugrohres zur Strömung, in der gemessen werden soll, ungünstig.

1 Eck, B. Technische Strömungslehre

Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg 1961, S. 434

2 Beer/Chedaille "Combustion Aerodynamics"

Appl. Science, Publ.Ltd. 1972, S. 245

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Probeentnahmesonde für Feststoff aus staubbeladenen heißen Gasströmen, die sich durch einfachen konstruktiven Aufbau, einfache Handhaibarkeit, breite Einsatzbedingungen und hohe Probegenauigkeit auszeichnet.

Darlegung des Y/esens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer Vorrichtung, mit der aus staubbeladenen heißen Gasströmen bis in den Bereich um 16OO°C, und damit auch aus Verbrennungsräumen, Peststoffproben ohne Veränderung ihrer chemischen und gravimetrischen Zusammensetzung, die sie am Entnahmeort haben, entnommen werden können und deren Konstruktion und Handhabung einfach und zuverlässig ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein gekühlter Sondenschaft, ζ·Β. in Form eines Doppelmantelrohres senkrecht zu seiner Schaftachse und damit parallel zur Strömungsrichtung des staubbeladenen heißen Gasstromes eine Entnahmevorrichtung enthält, die aus einem gasdichten Filtergehäuse mit auf dem Sondenschaft befindlicher auswechselbarer Absaugdüse, sich in gleicher Richtung anschließendem variierbaren Filterkegel, einer speziellen Halte- und Entnahmevorrichtung für den Filterkegel und einer Gasableitungsvorrichtung in Richtung der Sondenachse aus dem Filtergehäuse besteht. Durch die Verwendung eines gut wärmeleitenden Materials für die auf dem Sondenschaft sitzende Absaugdüse, wie z.B. Kupfer, kann auf eine eigene Kühlung der Absaugdüse verzichtet werden. Durch die Auswechselbarkeit der Absaugdüse lassen sich isokinetische Bedingungen einstellen. Für den Filterkegel wird vorzugsweise Sinterbronze, Keramik o.ä.m. eingesetzt. Er kann in der FiI-terporengröße variiert werden. Das gasdichte Filtergehäuse wird auf der der Absaugdüse gegenüberliegenden Seite mit einem herausnehmbaren Deckel verschlossen, durch den eine verstellbare Halte- bzw. Feststellschraube ragt, mit der der Filterkegel in seiner Lage gehalten wird.

Durch die in einer Richtung befindliche Anordnung von Absaugdüse und Filterkegel im Filtergehäuse und die rechtwinklige Anordnung der Entnahmevorrichtung zum Sondenschaft wird es möglich, daß der abgesaugte Teilgasstrom ohne Richtungsänderung aus der Strömungsrichtung

des staubbeladenen heißen Gasstromes in den Filter gelangt· Damit ist gesichert, daß bis zum Filter kein Feststoff verlust auftritt. Durch die intensive Kühlung des Filtergehäuses wird insbesondere bei Untersuchungen in

1oo Verbrennungsräumen eine Nachverbrennung und damit eine chemische Veränderung der entnommenen Probe verhindert. Das aus dem Filterkegel austretende Gas wird durch die Gasableitungsvorrichtung parallel zur Sondenschaftachse abgeführt.

Zur Einhaltung isokinetischer Bedingungen sind am Meßort Temperatur, Druck und Strömungsgeschwindigkeit im voraus zu bestimmen, wonach entsprechend dem Düsenquerschnitt der abzusaugende Teilgasstrom z.B. durch ein Rotameter evtl. mit Kopplung eines Bypasses eingestellt ο werden kann. Die Absaugung ist vorteilhaft mit einem Preßluftejektor vorzunehmen. Eine Gasprobenentnahme erfolgt vor Eintritt in den Ejektor.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei- · spiel näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt des Sondenkopfes Fig. 2 zeigt einen Schnitt des Sondenkopfes senkrecht zu dem in Fig. 1 gezeigten Schnitt

An einem gekühlten Sondenschaft 1 schließt sich der Son-12o denkopf 2 an. Im Sondenkopf befindet sich die Entnahmevorrichtung, bestehend aus der Absaugdüse 3 aus Kupfer, die am Sondenkopf 2 angeschraubt ist, dem Filterkegel 4 aus Sinterbronze, dessen Filterporengröße der abzusaugenden Staubkorngröße angepaßt werden kann, dem Filtergehäuse 5, das den Filterkegel 4 gegen das Kühlmedium 9 abdichtet, der Gasableitung 6, dem Schraubendeckel 7 und der Feststellschraube 8.

Das Filtergehäuse 5 besteht aus Kupfer, um eine gute Kühlung zu erreichen.

13o Die Peststellschraube 8 ragt durch den Schraubendeckel 7 und hält den Filterkegel 4 in seiner Stellung. Bei Entnahme des gefüllten Filterkegels 4 wird die Feststellschraube 8 etwas gelöst, der Schraubendeckel 7 abgeschraubt, die Sonde um 90° gedreht, damit die Öffnung nach unten zeigt und der Filterkegel 4 in ein ausgewogenes Gefäß fallen kann.

Metallfilterkegel aus Sinterbronze MP Cu Su 1 ο Typ FK B1, Körnung D nach TGL 14800/10 haben sich bewährt, sollten aber bei Verwendung in oxydierender Atmosphäre eine Vor-

14o behandlung in oxydierender Atmosphäre bei ca. 25O°C erhalten.

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch -i

   1· Vorrichtung zur Probeentnahme von Peststoff aus staubbeladenen heißen Gasströmen, dadurch gekennzeichnet, daß ein gekühlter Sondenschaft senkrecht zu seiner Schaftachse und damit parallel zur Strömungsrichtung des staubbeladenen heißen Gasstromes eine Entnahmevorrichtung enthält, die aus einem gasdichten Filtergehäuse mit auf dem Sondenschaft befindlicher, auswechselbarer Absaugdüse, sich in gleicher Richtung anschließendem Filterkegel, einer speziellen Halte-/ Entnahmevorrichtung für den Filterkegel und einer Gasableitung, vorzugsweise in Richtung der Sondenachse, aus dem Filtergehäuse besteht.
2. 2. Vorrichtung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugdüse im Interesse geringer Sondenbaugröße und zur Vermeidung zusätzlicher Düsenkühlung vorzugsweise aus gut wärmeleitendem Material besteht und in ihrem Querschnitt variierbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkegel vorzugsweise aus Sinterbronze oder Keramik besteht und in Abhängigkeit von der abzusaugenden Staubkorngröße in der Filterporengröße variierbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Pkt. 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte-/Entnahmevorrichtung aus einem herausnehmbaren Deckel mit durch den Deckel hindurchragender Halte-/Feststellschraube besteht.

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