DD227244A1

DD227244A1 - DEVICE FOR TESTING SOLIDS FROM DUST-LOADED HOT GAS STROEMES

Info

Publication number: DD227244A1
Application number: DD26797984A
Authority: DD
Inventors: Karla Moennig; Arno Wagner
Original assignee: Architektur Bauwesen Hochschul
Priority date: 1984-10-04
Filing date: 1984-10-04
Publication date: 1985-09-11

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.The invention relates to a device for sampling solids from dust-laden hot gas streams, in particular pulverized coal and ashes from pulverized coal flames at temperatures around 1 600C. The aim of the invention is a constructive simple removal device with easy handling, wide operating conditions and high sample accuracy, which allows an exact reflection of the chemical and gravimetric composition of the solid sample with respect to the withdrawal stream. According to the invention, this object is achieved in that a cooled probe shaft perpendicular to its axis and thus parallel to the flow direction of the dust-laden hot gas stream contains a removal device consisting of gas-tight Filtergehaeuse with located on the probe shaft interchangeable Absaugduese, in the same direction subsequent filter cone, a special holding - And removal device for the filter cone and a gas discharge device consists.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Torrichtung zur Probeentnahme von Peststoff aus staubbeladenen heißen GasströmenGate direction for sampling of pesticide from dust-laden hot gas streams

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probeentnahme von Feststoff aus staubbeladenen Gasströmen, insbesondere von Kohlenstaub und Asche aus Kohlenstaubflammen bei Temperaturen um 16OO°C.The invention relates to a device for sampling solids from dust-laden gas streams, in particular pulverized coal and ash from pulverized coal flames at temperatures around 1600 ° C.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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«Various devices are known for sample sampling from dust-laden gas streams, these devices are usually cooled for high temperatures. The devices are constructed so that by a mounted on a tubular shaft nozzle or by a fluidically favorable. Suction of a defined partial gas stream from the main gas stream and the solid is retained in a downstream filter «

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.The dust probe according to Tongeren described in Figure 1 filters out the solid only after flowing through the probe, cooling is not provided. Thus, losses of solids and changes are possible, use at high temperatures is not possible. A solid-state probe described in FIG. 2 consists of a cooled tubular shaft, at the end of which a likewise cooled suction nozzle is mounted at right angles to the shaft.

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.The nozzle and tubular shaft have separate cooling circuits. The suction nozzle follows the tubular shaft, with a metal filter in the shaft. Although the probe allows use at high temperatures, closes by intensive cooling solid changes largely, but can not rule out due to the right angle deflection of the partial gas flow, pesticide losses and is complicated by the separate cooling nozzle and tubular shaft and complex in construction and in the Handling.

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.The sampling device according to J) D PS 115212, in which the cooling of the extracted stream is done by supply air, is unsuitable because of the associated Hachreaktionen for sampling from dust flames. The lulldrucksonde according to DD PS 2o2759 is designed to Isokinisehen extraction complicated and for Peststoffprobeantnahme from very hot, heavily loaded gas streams unsuitable.

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.In the removal device according to DD PS 2o5oo4 value must be placed on a clean gas sample, in addition to the position of the suction pipe to the flow in which is to be measured, unfavorable.

1 Eck, B. Technische Strömungslehre1 corner, B. Technical fluid mechanics

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

2 Beer/Chedaille "Combustion Aerodynamics"2 Beer / Chedaille "Combustion Aerodynamics"

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

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The aim of the invention is a sampling probe for solids from dust-laden hot gas streams, which is characterized by simple construction, ease of handling, broad operating conditions and high accuracy test.

Darlegung des Y/esens der ErfindungExplanation of the invention of the invention

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.The object of the invention is the development of a device with which from dust-laden hot gas streams up to the range around 1600 ° C, and thus also from combustion chambers, samples of swell without changing their chemical and gravimetric composition, which they have at the sampling, and their Construction and handling is easy and reliable.

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.According to the invention the object is achieved in that a cooled probe shaft, ζ · Β. in the form of a double-walled tube perpendicular to its shaft axis and thus parallel to the flow direction of the dust-laden hot gas stream includes a removal device consisting of a gas-tight filter housing with located on the probe shaft replaceable suction nozzle, in the same direction subsequent variable filter cone, a special holding and removal device for the Filter cone and a gas discharge device in the direction of the probe axis consists of the filter housing. By using a highly thermally conductive material for the suction nozzle sitting on the probe shaft, such. Copper, can be dispensed with a separate cooling of the suction nozzle. Due to the exchangeability of the suction nozzle, isokinetic conditions can be set. For the filter cone is preferably sintered bronze, ceramic o.ä.m. used. It can be varied in filter size. The gastight filter housing is closed on the opposite side of the suction nozzle with a removable cover through which an adjustable holding or locking screw protrudes, with the filter cone is held in position.

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 StrömungsrichtungDue to the unidirectional arrangement of suction nozzle and filter cone in the filter housing and the rectangular arrangement of the removal device to the probe shaft, it is possible that the extracted partial gas flow without changing direction from the flow direction

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 inof the dust-laden hot gas stream enters the filter. This ensures that no solid loss occurs up to the filter. Due to the intensive cooling of the filter housing is particularly in investigations 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.1oo combustion chambers prevents afterburning and thus a chemical change of the sample taken. The gas emerging from the filter cone is discharged through the gas discharge device parallel to the probe shaft axis.

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.In order to comply with isokinetic conditions, it is necessary to determine in advance the temperature, pressure and flow velocity at the measuring location, according to which the partial gas flow to be suctioned off is determined in accordance with the nozzle cross section, for example. may be adjusted by a rotameter possibly with coupling of a bypass. The suction is advantageous to make with a Preßluftejektor. A gas sample is taken before entering the ejector.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei- · spiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt des Sondenkopfes Fig. 2 zeigt einen Schnitt des Sondenkopfes senkrecht zu dem in Fig. 1 gezeigten SchnittFig. 1 shows a section of the probe head Fig. 2 shows a section of the probe head perpendicular to the section shown in Fig. 1

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.At a cooled probe shaft 1, the son-12o connects the denkopf 2. In the probe head, the removal device, consisting of the suction nozzle 3 made of copper, which is screwed to the probe head 2, the filter cone 4 sintered bronze, the filter pore size of the sucked dust particle size can be adjusted, the filter housing 5, which seals the filter cone 4 against the cooling medium 9 , the gas discharge line 6, the screw cap 7 and the locking screw. 8

Das Filtergehäuse 5 besteht aus Kupfer, um eine gute Kühlung zu erreichen.The filter housing 5 is made of copper in order to achieve good cooling.

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.13o The plague screw 8 protrudes through the screw cap 7 and holds the filter cone 4 in its position. When removing the filled filter cone 4, the locking screw 8 is released something, unscrewed the screw cap 7, the probe rotated by 90 °, so that the opening points down and the filter cone 4 can fall into a balanced vessel.

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-Sintered bronze metal filter cones MP Cu Su 1 ο type FK B1, grit D according to TGL 14800/10 have proven themselves, but should be used when used in an oxidising atmosphere.

14o behandlung in oxydierender Atmosphäre bei ca. 25O°C erhalten.14o treatment obtained in oxidizing atmosphere at about 25O ° C.

Claims

Claim for invention -i

1 · Device for sampling of pesticide from dust-laden hot gas streams, characterized in that a cooled probe shaft perpendicular to its shaft axis and thus parallel to the flow direction of the dust-laden hot gas stream contains a removal device consisting of a gas-tight filter housing with on the probe shaft befindlicher, replaceable suction nozzle, in the same direction subsequent filter cone, a special holding / removal device for the filter cone and a gas discharge, preferably in the direction of the probe axis, consists of the filter housing.

2. Device according to item 1, characterized in that the suction nozzle in the interest of small probe size and to avoid additional nozzle cooling preferably consists of good heat conducting material and is variable in its cross section.

3. Device according to item 1, characterized in that the filter cone is preferably made of sintered bronze or ceramic and is variable depending on the dust grain size to be extracted in the filter pore size.

4. Device according to item 1-3, characterized in that the holding / removal device consists of a removable cover with protruding through the lid holding / locking screw.

For this purpose, Z.Seit9nZe \ * nüngen