DD234293A1 - Verfahren zur entnahme von fluessigkeitsproben aus rohrleitungen, behaeltern u. a. drucksystemen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme von Fluessigkeitsproben aus Rohrleitungen, Behaeltern u. a. Drucksystemen. Sie hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln, welches eine repraesentative Probenahme aus feststoffbeladenen Medien, die unter hoher Temperatur und hohem Druck stehen, ermoeglicht. Die Loesung dieser Aufgabe ist fuer die sichere Beherrschung des vollchemischen Holzaufschlusses von besonderer Bedeutung; eignet sich aber auch fuer andere Bereiche der chemischen Industrie sowie Wasser- und Bergbautechnik, in welchen feststoffbeladene Medien auftreten und analysiert werden sollen. Das Wesen der Erfindung beruht darin, dass im wartungsfreundlichen Drucksystem nur eine Abscheidung von Grobstoffen erfolgt, die Rueckspuelung der Grobfilterpatrone ohne Hilfsmedium durch das Prinzip des hydropneumatischen Stosses realisiert wird und die Abscheidung von Feinstoffen in der wartungsfreundlichen drucklosen Systemseite erfolgt. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass ueber ein Grobfilter und geeignete Entspannungsarmatur ein quasi kontinuierlicher Entspannungsprozess fuer eine frei waehlbare Probemenge stattfindet, die Traegheit des Mediums mit Hilfe eines vor der Entspannungsarmatur angebrachten Windkessels zur Erzeugung einer Rueckstroemung zur Grob-Filterreinigung ausgenutzt wird und nach der Entspannung in einem Auffanggefaess durch die Kombination Sedimentation/Feinfilterung eine repraesentative, feststofffreie Probe einer Auswerteeinheit zur Verfuegung gestellt werden kann.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeitsproben aus Rohrleitungen, Behältern u.a. Drucksystemen, deren Medien sich durch eine Feststoffbeladung, hohe Temperatur und hohen Druck auszeichnen, zum vorrangigen Zweck der Bestimmung physiko-chemischer Parameter. Es ist z. B. zur Entnahme von Ablaugenproben aus Zellstoffkochern oder anderen Systemen mitfeststoffbeladenem Medium in der chemischen Industrie geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Entnahme repräsentativer Flüssigkeitsproben aus druckführenden, feststoffbeladenen Systemen ist unbedingte Voraussetzung für die reproduzierbare Messung physiko-chemischer Kennwerte bzw. stellt den begrenzenden Faktor für die Sinnfälligkeit der Analysenwerte dar. Mit zunehmenden Einsatz automatischer Meß- und Analysentechnik steigen die Forderungen an eine entsprechende Konditionierung der Probe weiter an

Die Forderungen lauten in der Regel: Normaltemperatur

Normaldruck

Feststoff-Freiheit

Die bekannten technischen Lösungen sind dadurch gekennzeichnet, daß die Probennahme über eine Entspannungsarmatur, ein ein- oder mehrstufiges Filter und —falls erforderlich — über einen Kühler erfolgt.

Der Entnahmevorgang selbst kann manuell oder programmgesteuert, kontinuierlich oder diskret vorgenommen werden. Der unvermeidlichen Versetzung der Filtereinheit(en) wird durch hydromechanische Überlegungen, wie zentrisch angeordnete Einbringung einer Filterpatrone in eine tangential durchströmte ringförmige Kammer, oder durch eineZwan.gsrückspülung mit einem Hilfsmedium höheren Druckes entgegengewirkt.

Die Nachteile dieser technischen Lösungen sind in der Literatur beschrieben und auch aus der Praxis hinreichend bekannt. Sie begrenzen in der Regel die on-line-Nutzung vorhandener Meß- und Analysentechnik bzw. gewährleisten die Reproduzierbarkeit der Messung physiko-chemischer Parameter nicht. Nachteilig wirkt sich bei Systemen ohne Zwangsrückspülung der hohe Wertungsaufwand sowie die hohe Ausfallquote aus. Bei Systemlösungen mit zwangsweiser Rückspülung muß ein hoher Installationsaufwand getrieben werden, wobei das Einbringen eines prozeßfremden Spülmediums in das Reaktionssystem oftmals mit ungünstigen Auswirkungen auf die Prozeßführung, die Probenqualität und damit auf die Analysengenauigkeit verbunden ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches eine repräsentative Probenahme aus feststoffbeladenen Medien, die unter hoher Temperatur und hohem Druck stehen, ermöglicht.

Das Verfahren soll sich durch hohe Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit und geringen Installationsaufwand auszeichnen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, welches die Entnahme von Flüssigkeitsproben, die eine Feststoffbeladung besitzen und unter Druck und Temperatur stehen, ermöglicht, ohne daß beim eigentlichen Meßvorgang eine Beeinträchtigung des Meßergebnisses oder der Apparatur durch Feststoffe oder Gasblasen erfolgt.

Das System soll selbstreinigend ausgelegt sein, eine vollständige Abtrennung des Feststoffanteiles gewährleisten, eine Alarmierung für Störungen besitzen, das Prinzip der Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit beinhalten und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Nutzung des anlagenspezifischen Systemdruckes über Grobfilterung und eine gepiqnete Entspannungsarmatur ein quasi kontinuierlicher, stoßweiser Entspannungsprozeß für eine frei wählbare Probemenge eingeleitet wird, in dessen Verlauf eine Selbstreinigung des Entspar.'ungssystems wie folgt stattfindet:

Bei schlagartiger Vollöffnung der Entspannungsarmatur strömt das Medium infolge des Systemdruckes mit hoher Geschwindigkeit durch das Probenahmesystem und wird tangential in ein Auffanggefäß eingeleitet, wobei grobkörnige Feststoffe an einem Grobfilter zurückgehalten werden und ein Ausspülen der im System abgesetzten Feinstoffe des letzten Probenahmezyklus erfolgt. Bei schlagartiger Schließung der Entspannungsarmaturwird in einem vor derEntspannungsarmatur abzweigenden Windkessel infolge der Trägheit der Flüssigkeit ein Überdruck erzeugt, welcher zu einer den Grobfilter reinigenden Rückströmung führt.

Feinstoffe, die den Grobfilter passieren, werden durch Sedimentations- und Feinfiltration im drucklosen Auffanggefäß abgetrennt.

Die Vo. ieile der vorgeschlagenen Lösung liegen darin, daß im wartungsfreundlichen Drucksystem nur eine Abscheidung von Grobstoffen erfolgt, die Rückspülung der Grobfilterpatrone ohne Hilfsmedium durch das Prinzip des hydro-pneumatischen Stoßes realisiert wird, die meist wartungsaufwendige Abscheidung von Feinstoffen in das wartungsarme drucklose Auffanggefäß unter Kopplung von Sedimentation und Filtration verlegt wird sowie durch Messung der Temperatur im Auffanggefäß eine wirkungsvolle Alarmierung für Störungen im Gesamtsystem zur Verfügung steht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand des nachstehenden Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Das Gesamtsystem wurde zu diesem Zweck in Fig. 1 anschaulich dargestellt.

Das Medium 3 gelangt durch den systemspezifischen Druck über ein Probenahmeventil 4 in einen Siebtopf 6 mit Grobfilterpatrone 7.

Eine weitere Verbindung Medium-Siebtopf wird so angebracht, daß bei Öffnung des Ventiles 5 durch Ausnutzung eines systemimmanenten Druckabfalles (z. B. Ventil, Rohrkrümmung o. ä.) eine Zwangszirkulation des Mediums durch den Siebtopf stattfindet.

Die Filterpatrone 7 ist so ausgelegt, daß eine Abscheidung des Grobstoffes erfolgt. Die Patrone ist auswechselbar, Form und Siebweite können dem Charakter des Mediums angepaßt werden.

Das Medium wird aus der Filterpatrone über Probenahmeleitungen 11, Kühler 8 einem Entspannungsventil 10 zugeführt. Dieses Ventil trennt die Hochdruckseite 1 des Gesamtsystems von der Normaldruckseite 2.

Vordem Entspannungsventil 10 ist ein Windkessel 9 angebracht. Bei voller Öffnung des Ventiles 10 strömt das Medium mit hoher Geschwindigkeit durch die Probenahmeleitungen, reinigt das System von Ablagerungen und wird in ein Auffanggefäß 13 eingeleitet. Bei schlagartiger Schließung des Ventiles 10 erfolgt auf Grund der Trägheit des Mediumseine Druckerhöhung im Windkessel 9 aufwerte, die den eigentlichen Systemdruck weit überschreiten.

Durch Entspannung dieses Überdruckes auf Systemdruck erfolgt eine Rückströmung des Mediums in Richtung Siebtopf 6.

Dadurch wird ein Freispülen der Filterpatrone 7 erreicht.

Das Entspannungsventil 10 ist mit einer Zeitsteuerung gekoppelt, welche die Öffnungs- und Schließzyklen des Ventils 10 — entsprechend der gewünschten Probemenge — realisiert.

Die Einleitung des Probemediums in das Auffanggefäß 13 erfolgt tangential, um den gewünschten Sedimentationseffekt gegenüber der zentrisch angebrachten Feinfilterpatrone zu verstärken.

Im Auffanggefäß befindet sich eine Sedimentationszone 16für Feinstoff, eine Feinfilterpatrone 15 und eine Temperaturmessung

Die Größe der Sedimentationszone kann durch die entsprechende Höhenverstellung der Feinfilterpatrone 15 und des am Gefäß angebrachten Syphon 17 variieren und so sich dem Mediencharakter anpassen.

Die Probenahmezyklen durch die Zeitsteuerung 12 sind so gewählt, daß über die Feinfilterpatrone 15 ständig eine aktuelle vollkommen gereinigte Probe 18 der Auswerteeinheit zugeführt werden kann.

Die Temperaturmessung 14 im Gefäß stellt einen Indikator für Störungen (z. B. Ausfall des Kühlers, Verstopfungen im System o.a.) dar und wird für die Alarmierung genutzt.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeitsproben aus Rohrleitungen, Behältern u.a. Drucksystemen, die eine Feststoffbeladung, hohe Temperatur und Druck besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Nutzung des anlagenspezifischen Systemdruckes über Grobfilterung (6)/(7) und eine geeignete Entspannungsarmatur (10) ein quasi kontinuierlicher stoßweiser Entspannungsprozeß für eine frei wählbare Probenmenge eingeleitet wird, in dessen Verlauf eine Selbstreinigung des Entspannungssystems so stattfindet, daß bei schlagartiger Vollöffnung der Entspannungsarmatur das Medium infolge des Systemdruckes mit hoher Geschwindigkeit durch das Probenahmesystem strömt und tangential in ein Auffanggefäß (13) eingeleitet wird, wobei grobkörnige Feststoffe an einem Grobfilter (7) zurückgehalten werden und ein Ausspulen der im System abgesetzten Feinstoffe des letzten Probenahmezyklus erfolgt.
2. 2. Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeitsproben nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückspülung des Probenahmesystems ohne Hilfsmedien und Hilfsenergie durch Anwendung des hydropneumatischen Stoßes erfolgt.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung