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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dekontaminieren von metallischen Oberflächen, insbesondere von Rohrinnenflächen, von radioaktiven Substanzen und/oder Quecksilber. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Dekontaminier-Vorrichtung, mittels der ein derartiges Verfahren durchführbar ist.
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Werden Erdgasbohrungen aufgegeben, müssen die an der Bohrstelle vorhandenen Leitungen zurückgebaut werden. Es hat sich herausgestellt, dass die Rohrinnenseiten radioaktiv und/oder mit Quecksilber kontaminiert sind. Um die Rohre der Wiederverwertung zuführen zu können, müssen sie dekontaminiert werden. Das hat sich als sehr aufwändig herausgestellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Wiederverwertung von Rohren, insbesondere aus Erdgasförderungsanlagen, zu verbessern.
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Die Erfindung löst das Problem durch ein Verfahren zum Dekontaminieren von metallischen Oberflächen, insbesondere Rohrinnenflächen von Rohren von Erdgasförderungsanlagen, von radioaktiven Substanzen und Quecksilber, mit den Schritten (a) Strahlen der metallischen Oberfläche mit Partikeln aus festem Kohlendioxid und einem Abrasivstoff (b) wobei das Strahlen in einem geschlossenen, begehbaren Reinigungs-Container durchgeführt wird, (c) Absaugen von Abgas aus dem ReinigungsContainer, sodass ein Unterdruck im Reinigungs-Container entsteht, (d) Abscheiden von Feststoffen aus dem Abgas, sodass entstaubtes Abgas entsteht, und (e) Leiten des entstaubten Abgases durch einen Adsorptionsfilter, sodass gereinigtes Abgas entsteht.
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In einer allgemeineren Form löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren zum Dekontaminieren von metallischen Oberflächen, insbesondere Rohrinnenflächen von Rohren von Erdgasförderungsanlagen, von radioaktiven Substanzen und Quecksilber, mit den Schritten (a) Strahlen der metallischen Oberfläche mit Partikeln aus festem Kohlendioxid und einem Abrasivstoff (b) Absaugen von Abgas, das beim Strahlen entsteht, (c) Abscheiden von Feststoffen aus dem Abgas, sodass entstaubtes Abgas entsteht, und (d) Leiten des entstaubten Abgases durch einen Adsorptionsfilter, sodass gereinigtes Abgas entsteht. Die im Folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beziehen sich sowohl auf die allgemeinere Form der Erfindung als auch auf die oben beschriebene konkretere Form der Erfindung.
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Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch eine Dekontaminier-Vorrichtung zum Dekontaminieren von metallischen Oberflächen, insbesondere Rohrinnenflächen, von radioaktiven Substanzen, mit (a) einem Trockeneisstrahler zum Strahlen der metallischen Oberfläche mit Partikeln aus festem Kohlendioxid und einem Abrasivstoff, (b) einem geschlossenen, begehbaren Reinigungs-Container, in dem der Trockeneisstrahler angeordnet ist, (c) einer Absaugvorrichtung zum Absaugen von Abgas aus dem Reinigungs-Container, sodass ein Unterdruck entsteht, (d) einem Abscheider zum Abscheiden von Feststoffen aus dem Abgas, sodass entstaubtes Abgas entsteht, und (e) einem Adsorptionsfilter, der mit dem Abscheider zum Reinigen des entstaubten Abgases verbunden ist. Bei dem Abscheider handelt es sich beispielsweise um einen Massenabscheider und/oder einen Filter. Insbesondere ist der Abscheider ausgebildet zum Abscheiden von Partikeln mit einem aerodynamischen Durchmesser von mehr als 10 µm, insbesondere mehr als 5 µm. Das schützt den Adsorptionsfilter vor
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Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Dekontamination der Rohre vergleichsweise einfach erfolgen kann. Insbesondere ist es möglich, die Rohre dort zu dekontaminieren, wo sie abgebaut werden. Das erspart Transporte, die aufwändig sind, da es sich bei den Rohren um radioaktiv strahlendes Material handelt. Dadurch, dass das Dekontaminieren im Reinigungs-Container durchgeführt wird, kann die Reinigung an dem Ort durchgeführt werden, an dem die Rohre demontiert werden.
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Vorteilhaft ist zudem, dass die Partikel, die beim Strahlen von den Rohrinnenflächen abgetragen werden, vergleichsweise einfach entsorgt werden können. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass beim Abtragen so kleine Partikel entstehen, dass diese mit dem Abgas ausgetragen und mittels des Massenabscheiders vergleichsweise einfach entfernt werden können. Die von der Rohrinnenflächen abgetragenen Partikel werden so konzentriert an einer Stelle erhalten und können vergleichsweise einfach entsorgt werden.
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Günstig ist es zudem, dass in der Regel weitgehend ausgeschlossen werden kann, dass radioaktive Partikel in die Umgebung gelangen. Da im Reinigungs-Container ein Unterdruck herrscht, können radioaktive Partikel nicht aus dem Reinigungs-Container entweichen.
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Dadurch, dass sowohl Partikel aus festem Kohlendioxid als auch ein Abrasivstoff verwendet werden, wird erreicht, dass die Menge an Abrasivstoff kleiner ist als würde ausschließlich Abrasivstoff verwendet. Zudem ist die Reinigungsleistung besser als bei Verwendung von festem Kohlendioxid allein. Insbesondere kann mittels des Abrasivstoffs Quecksilber entfernt werden, das in die Randzone der Rohrinnenfläche eindiffundiert ist.
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Es hat sich überraschend herausgestellt, dass sowohl Abrasivstoff allein noch festes Kohlendioxid allein eine Dekontamination bei Rohren aus Erdgasförderanlagen in vertretbarer Zeit erlaubt. Der Grund dafür ist bislang unbekannt. Möglicherweise bewirkt das feste Kohlendioxid einen Temperaturschock, der Verunreinigungen löst, die dann vom Abrasivstoff abgetragen werden.
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Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Merkmal, dass das Absaugen so aus dem Reinigungscontainer durchgeführt wird, dass ein Unterdruck im Reinigungscontainer entsteht, insbesondere verstanden, dass der Druck im Reinigungs-Container so klein ist, dass radioaktive Partikel nicht aus einem Inneren des Reinigungs-Containers nach außen gelangen können. Beispielsweise beträgt der Unterdruck zumindest 0,1 hPa, insbesondere zumindest 1 hPa, gegenüber dem Umgebungsdruck.
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Bei dem Abrasivstoff handelt es sich vorzugsweise um einen Stoff, dessen Mohs-Härte zumindest 7 beträgt. Vorzugsweise handelt es sich um einen Abrasivstoff nach ISO 11126-1 0:2000E.
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Vorzugsweise beträgt ein Mischungsverhältnis zwischen dem Abrasivstoff und dem festen Kohlendioxid (CO2) zwischen 0,5 und 2. Das bedeutet, dass auf ein Kilogramm festes Kohlendioxid zwischen 0,5 Kilogramm und 2 Kilogramm Abrasivstoff kommen, insbesondere 0,7 Kilogramm bis 1 Kilogramm. Vorzugsweise ist in Masse der Anteil an Sand kleiner als der Anteil an festem Kohlendioxid. Auf diese Weise entsteht vergleichsweise wenig kontaminierter Sand, der entsorgt werden muss.
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Günstig ist es, wenn der Reinigungs-Container ein Abrollcontainer nach DIN 30722 ist. Insbesondere handelt es sich um einen Abrollbehälter.
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Vorteilhaft daran ist, dass der Reinigungs-Container schnell bewegt werden kann und es so entbehrlich ist, kontaminierte Rohre zu transportieren.
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Vorzugsweise werden das Abscheiden und das Leiten des entstaubten Abgases durch einen Absorptionsfilter in einem Abgaskomponenten-Container durchgeführt, der ein Abrollcontainer nach DIN 30722, ein ISO-Container oder ein Wechselaufbau ist. Insbesondere handelt es sich vorzugsweise um einen ISO-Norm 668-Standard-Container. Derartige Container können besonders leicht transportiert werden.
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Es hat sich herausgestellt, dass als Abrasivstoff Sand besonders gut geeignet ist. Vorzugsweise liegt eine Körnung zwischen 0,595 und 0,25 mm. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Körnung Mesh 30/60. Statt Sand kann auch Korund, Glas, Soda, Finesse, Kalziumsilikat, Stahlkugeln, Hartgussgranulat, Nussschalen, Dolomit, Hochofenschlacke und/oder Siliziumcarbid eingesetzt werden.
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Eine erfindungsgemäße Dekontaminier-Vorrichtung besitzt vorzugsweise einen Abgaskomponenten-Container, in dem die Absaugvorrichtung, der Abscheider und der Absorptionsfilter angeordnet sind. Es ergibt sich so eine modulare Anordnung, die besonders leicht transportierbar ist.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Abgaskomponenten-Container um einen Abrollcontainer nach DIN 30722, einen ISO-Container oder einen Wechselaufbau.
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Vorzugsweise besitzt die Absaugvorrichtung eine Abgasleitung, insbesondere einen Abgasschlauch, und einen Rohranschluss zum Anschließen der Abgasleitung an ein zu reinigendes Rohr. Vorteilhaft hieran ist, dass das Abgas direkt aus dem Rohrinneren abgeführt werden kann und nicht in eine Umgebung des Rohrs gelangt. Auf diese Art und Weise wird eine Kontamination des Innenraums des Reinigungs-Containers vermindert.
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Günstig ist es, wenn die Absaugvorrichtung einen Vor-Abscheider, insbesondere in Form eines Massenabscheiders, aufweist, der mit der Abgasleitung verbunden ist und ausgebildet ist zum Abscheiden des Abrasivstoffs aus dem Abgas. In anderen Worten wird der Abrasivstoff unmittelbar hinter dem zu reinigenden Rohr aus dem Abgas abgeschieden.
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Günstig ist es, wenn der Rohranschluss eine Schnellschlussvorrichtung aufweist. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Manschette handeln, die beispielsweise mit einem Spannring ausgestattet sein kann. Es ist dann einfach möglich, den Rohranschluss von einem gereinigten Rohr zu lösen und an einem zu reinigendem Rohr zu befestigen.
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Vorzugsweise besitzt die Dekontaminier-Vorrichtung eine Rückführvorrichtung, die mit dem Trockeneisstrahler rückführend, insbesondere automatischen rückführend, von Abrasivstoff verbunden ist. Auf diese Weise ist die Gesamtmenge an Abrasivstoff, die verwendet werden muss, vergleichsweise gering. Der Abrasivstoff zirkuliert nämlich vom Trockeneisstrahler zum Massenabscheider und von dort zum Trockeneisstrahler zurück. Beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn der Massenabscheider einen Sammelbehälter aufweist, der mittels einer Koppelvorrichtung befestigt ist. Vorzugsweise besitzt in diesem Fall der Trockeneisstrahler ebenfalls eine Koppelvorrichtung, die ausgebildet ist zum Aufnehmen des Sammelbehälters. Es ist dann möglich, den Sammelbehälter vom Massenabscheider abzukoppeln und direkt an den Trockeneisstrahler anzukoppeln.
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Günstig ist es, wenn die Dekontaminier-Vorrichtung eine Rohraufnahme zum Aufnehmen eines Rohrs besitzt, die einen Translationstisch und ein Rollenlager, das an dem Translationstisch befestigt ist, aufweist. Vorzugsweise besitzt die Dekontaminier-Vorrichtung einen Antrieb zum translatorischen Bewegen des Translationstischs und einen Drehantrieb zum Drehen des Rollenlagers, sodass mittels des Drehantriebs das Rohr drehbar ist. Auf diese Weise kann eine Hub-Dreh-Bewegung des Rohrs erzeugt werden. Es ist dann möglich, dass eine Düse des Trockeneisstrahlers ortsfest bleibt und, wohingegen das Rohr eine Hub-Dreh-Bewegung ausführt, sodass die Rohrinnenfläche gereinigt wird.
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Das Rohr ist in anderen Worten auf dem Translationstisch über das Rollenlager befestigt. Der Tisch realisiert die translatorische Bewegung und das Rollenlager die Rotation des Rohrs. Der Antrieb des Tischs kann hydraulisch, pneumatisch oder in sonstiger Weise erfolgen. Das Gleiche gilt für den Drehantrieb.
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Vorzugsweise besitzt die Dekontaminier-Vorrichtung eine Düsenhalterung zum Halten einer Düse des Trockeneisstrahlers. Die Dekontaminier-Vorrichtung besitzt vorzugswiese zudem eine Bewegungsvorrichtung zum automatischen Bewegen der Düsenhalterung relativ zur Rohraufnahme. Auf diese Weise kann das Dekontaminieren von Rohren zumindest teil-automatisiert durchgeführt werden, was die Strahlenbelastung von Personen klein hält.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Dekontaminier-Vorrichtung zum Durchführen eine erfindungsgemäßen Verfahrens und
- 2 eine Absaugvorrichtung und eine Rohraufnahme der Dekontaminier-Vorrichtung gemäß 1.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Dekontaminier-Vorrichtung 10 zum Dekontaminieren von metallischen Oberflächen 12 (vgl. 2), insbesondere einer Rohrinnenfläche eines Rohrs 14. Die Dekontaminier-Vorrichtung 10 besitzt einen Trockeneisstrahler 16 zum Strahlen der metallischen Oberfläche 12 mit schematisch eingezeichneten Partikeln 18.i.
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Bei den Partikeln 18.i handelt es sich zu einem Teil um Trockeneispartikel 18a.i aus festem Kohlendioxid, was auch als Trockeneis bezeichnet wird, und zum anderen um Abrasivstoffpartikel 18b.i aus einem Abrasivstoff. Bei dem Abrasivstoff handelt es sich im vorliegenden Fall um Sand.
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Der Trockeneisstrahler 16 ist in einem Reinigungs-Container 20 angeordnet, der eine Zutrittsöffnung 22 in Form einer Tür besitzt. Dadurch ist der Reinigungs-Container 20 durch einen Bediener betretbar. Beispielsweise kann der Bediener das Rohr 14 tauschen. Vor oder hinter der Tür 22 kann sich eine Personenschleuse befinden, die als Container ausgebildet sein kann. Der Bediener kann in dieser Schleuse seine Kleidung wechseln.
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Die Dekontaminier-Vorrichtung 10 besitzt zudem eine Druckluftquelle 24. Bei der Druckluftquelle 24 kann es sich beispielsweise um einen Kompressor oder um einen Druckluftbehälter handeln, in dem Druckluft gespeichert ist.
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In einem Abgaskomponenten-Container 26 ist eine Absaugvorrichtung 28 angeordnet. Die Absaugvorrichtung 28 umfasst ein Gebläse 29 zum Erzeugen eines Unterdrucks, von vorzugsweise zumindest 50 hPa. Im vorliegenden Fall umfasst die Absaugvorrichtung 28 um ein Radial-Gebläse 29.
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In einer Strömungsrichtung S vor dem Gebläse 29 und hinter der zu reinigenden Oberfläche 12 ist ein Abscheider 30 angeordnet, bei dem es sich vorzugsweise um einen Massenabscheider handelt. Der Abscheider 30 ist ausgebildet zum Abscheiden von Abrasivstoffpartikeln 18b.i, im vorliegenden Fall von Sand. Der Abscheider 30 besitzt einen Sammelbehälter 32, in dem sich die Abrasivstoffpartikel 18b.i sammeln. Günstig, nicht aber notwendig ist es, dass dieser Sammelbehälter 32 baugleich ist mit einem Sammelbehälter 32', in dem die Abrasivstoffpartikel 18b.i vorgehalten werden, die dem Trockeneisstrahler 16 zugeführt werden.
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Die Absaugvorrichtung 28 ist ausgebildet zum Absaugen von Abgas 34 aus dem Reinigungs-Container 20. Hinter dem Abscheider 30 entsteht daraus entstaubtes Abgas 36. Das entstaubte Abgas 36 wird einem Adsorptionsfilter 38 zugeführt, sodass gereinigtes Abgas 40 entsteht. Dieses kann in die Umgebung abgegeben werden. Der Adsorptionsfilter 38 ist vorzugsweise ausgebildet zum Adsorbieren von Schwermetallen, insbesondere Quecksilber.
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Der Adsorptionsfilter 38 und der Abscheider 30 sowie die Absaugvorrichtung 28 sind im vorliegenden Fall im Abgaskomponenten-Container 26 angeordnet, es ist aber auch möglich, dass beispielsweise der Adsorptionsfilter 38 in einem gesonderten Container angeordnet ist.
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2 zeigt schematisch einen Teil der Absaugvorrichtung 28, die eine Abgasleitung 42, im vorliegenden Fall in Form eines Abgasschlauches, und einen Rohranschluss 44 aufweist. Der Rohranschluss 44 ist im vorliegenden Fall durch eine Schelle gebildet, die vergrößert dargestellt ist und mittels der der Abgasschlauch 42 schnell am Rohr 14 befestigt werden kann. Insbesondere wird die Abgasleitung 42 reibschlüssig am Rohr 14 befestigt.
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Es ist möglich, dass innerhalb des Reinigungs-Containers 20 ein Vor-Abscheider 46 angeordnet ist, mittels dem die Abrasivstoffpartikel 18b.i aus dem Abgas 34 entfernt werden können, bevor das Abgas zum Abscheider 30 gelangt. Der Vor-Abscheider 46 kann einen Sammelbehälter 48 aufweisen, der baugleich mit dem Sammelbehälter 32' (vergleiche 1). Der Sammelbehälter 48 kann zudem baugleich mit einem Sammelbehälter 48' sein, mittels dem die Abrasivstoffpartikel 18b.i einer Düse 50 des Trockeneisstrahlers zugeführt werden. In diesem Fall wirkt der Sammelbehälter 48 als Rückführvorrichtung.
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Möglich ist zudem, dass die Abrasivstoffpartikel 18b.i kontinuierlich Vor-Abscheider 46 zur Düse 50 gefördert werden. Das kann beispielsweise mittels eines pneumatischen Förderers erfolgen. Es ist auch möglich, dass der kontinuierlich Vor-Abscheider 46 so zur Düse 50 angeordnet ist, beispielsweise oberhalb, sodass die Abrasivstoffpartikel 18b.i durch die Schwerkraft zur Düse 50 gelangen.
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2 zeigt, dass die Dekontaminier-Vorrichtung 10 eine Rohraufnahme 52 zum Aufnehmen des Rohrs 14 aufweisen kann. Die Rohraufnahme besitzt einen Translationstisch 54 zum Hin- und Herbewegen des Rohrs 14. Auf dem Translationstisch 54 ist ein Rollenlager 56 angeordnet, mittels dem das Rohr um eine Längsachse L drehbar ist.
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Es ist möglich, dass die Dekontaminier-Vorrichtung eine Düsenhalterung 58 hat, mittels der die Düse 50 automatisiert oder manuell bewegbar ist.
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Vorzugsweise wird also der Absrasivstoff im Kreislauf gefahren. Ist kein Vor-Abscheider vorhanden, fällt der Großteil des Additivs aufgrund der Schwerkraft aus dem Abgasstrom aus und kann über Kratzförderer, Plattenbandförderer o.ä. einem in den Containerboden eingelassenen Sammelbehälter gefördert werden. In einer Ausführung wird der Absrasivstoff mittels eines Förderers, beispielsweise einer Förderschnecke, in den Sammelbehälter befördert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Dekontaminier-Vorrichtung
- 12
- Oberfläche, Rohrinnenfläche
- 14
- Rohr
- 16
- Trockeneisstrahler
- 18
- Partikel
- 18a
- Trockeneispartikel
- 18b
- Abrasivstoffpartikel
- 20
- Reinigungs-Container
- 22
- Zutrittsöffnung
- 24
- Druckluftquelle
- 26
- Abgaskomponenten-Container
- 28
- Absaugvorrichtung
- 29
- Gebläse
- 30
- Abscheider
- 32
- Sammelbehälter
- 34
- Abgas
- 36
- entstaubtes Abgas
- 38
- Adsorptionsfilter
- 40
- gereinigtes Abgas
- 42
- Abgasleitung
- 44
- Rohranschluss
- 46
- Vor-Abscheider
- 48
- Sammelbehälter
- 50
- Düse
- 52
- Rohraufnahme
- 54
- Translationstisch
- 56
- Rollenlager
- 58
- Düsenhalterung
- i
- Laufindex
- S
- Strömungsrichtung
- L
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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