DE10309354A1

DE10309354A1 - Vorrichtung zum Entnehmen von Gasproben aus einem Gaskanal

Info

Publication number: DE10309354A1
Application number: DE2003109354
Authority: DE
Inventors: Harry Kampmann
Original assignee: Kampmann Harry Dipl-Ing
Current assignee: Kampmann Harry Dipl-Ing
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-16

Abstract

Eine Vorrichtung zum Entnehmen von Gasproben aus einem Gaskanal mit stark staubbelastetem Gas enthält ein Sondenrohr (10) einer Gasproben-Entnahmesonde, durch welche ein entnommener Gasprobenstrom fließt. Stromab von dem Sondenrohr (10) sind Filtermittel zum Herausfiltern von Feststoffpartikeln aus dem entnommenen Gasprobenstrom vorgesehen. Diese Filtermittel enthalten ein Porenfilter (56) und in dem Gasprobenstrom stromauf von dem Porenfilter (56) ein Zyklonabscheider (28) zur Grobabscheidung von Feststoffpartikeln. Der Zyklonabscheider (28) weist an seinem unteren Ende eine Schleusenanordnung (38) zum Abführen der abgeschiedenen Feststoffpartikel auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entnehmen von Gasproben aus einem Gaskanal, mit einem Sondenrohr einer Gasproben-Entnahmesonde, durch welche ein entnommener Gasprobenstrom fließt, und stromab von dem dem Sondenrohr angeordneten Filtermitteln zum Herausfiltern von Feststoffpartikeln aus dem entnommenen Gasprobenstrom, wobei diese Filtermittel ein Porenfilter enthalten.
Eine solche Vorrichtung ist bekannt durch die DE 198 50 082 A1 .
Solche Vorrichtungen zur Entnahme von Gasproben werden dazu verwendet, um vorzugsweise Rauchgase, die beispielsweise bei einer Müllverbrennungsanlage oder einem Verbrennungskraftwerk entstehen, zu analysieren und zu kontrollieren. Die Rauchgase werden dazu mit einer Rauchgassonde, die zu diesem Zweck in eine Öffnung des Rohgaskanals bzw. Schornsteins eingesetzt wird, aus dem Inneren des Rohgaskanals bzw. Schornsteins angesaugt und zur Analyse in ein Analysengerät geführt. Bei der Rauchgassonde handelt es sich in der Regel um ein langes Ansaug- oder Sondenrohr, welches eine geeignete Länge hat, die sowohl dem Rohgaskanal- bzw. Schornsteindurchmesser als auch den Bedingungen der Rauchgasströme, insbesondere deren Temperatur, angepaßt ist.
Um Staub- bzw. Rußpartikel und andere unerwünschte Substanzen herauszufiltern, die in den Abgasen enthalten sind, werden Filter zwischen Analysengerät und Rauchgassonde montiert. Nach der Filterung werden die zu analysierenden Gase auf geeignet tiefe Temperaturen (Normbereich) abgekühlt. Bei der bekannten Vorrichtung ist das Filter ein übliches Porenfilter.
Es hat sich gezeigt, daß sich bei sehr stark staubbelasteten Gasen das Filter sehr schnell zusetzt. Die Standzeit der Vorrichtungen ist daher gering.
Es ist versucht worden, das Filter mittels eines Luftstromes freizublasen. Die zu diesem Zweck zugeführte Druckluft hat aber einen ziemlich hohen Feuchtigkeitsgehalt. Durch die Feuchtigkeit erfolgt eine Verklebung und Verkrustung der herausgefilterten Feinstäube.
Es sind sog. „Zyklonabscheider" bekannt. Solche Zyklonabscheider enthalten ein im oberen Teil im wesentlichen zylindrisches Gehäuse, das unten in einen Trichter ausläuft. In das Gehäuse wird ein staubbelasteter Luftstrom so tangential eingeleitet, daß die Luft schraubenförmig an den Wänden des Gehäuses entlanggeleitet wird und einen Zyklon bildet. Dabei wird die Geschwindigkeit der mitgeführten Staubpartikel durch Reibung an den Wänden vermindert. Die Staubpartikel sinken nach unten , werden von dem trichterförmigen unteren Ende des Gehäuses aufgenommen und über eine Schleuse abgeführt.
Solche Zyklonabscheider haben jedoch nur eine begrenzte Filterwirkung und sind als alleinige Filtermittel bei der Gasprobenentnahme für Analysenzwecke nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der Eingangs erwähnten Art die Standzeit der Vorrichtung zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem Gasprobenstrom stromauf von dem Porenfilter ein Zyklonabscheider zur Grobabscheitung von Feststoffpartikeln angeordnet ist.
Es erfolgt auf diese Weise durch den Zyklonabscheider eine Vorfilterung, durch welche ein großer Teil der in dem Gasstrom enthaltenen Feststoffpartikel aus dem Gasstrom entfernt wird. Das Porenfilter bewirkt eine für den vorliegenden Zweck ausreichende Feinfilterung. Es sorgt für eine für die Analyse des Gasstromes genügende Reinheit des Gasstromes, ist aber durch die Vorfilterung weniger belastet, so daß sich eine lange Standzeit ergibt.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
1 ist eine schematische Darstellung und zeigt links eine Endansicht und rechts eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Entnehmen von Gasproben aus einem Gaskanal mit stark staubbeladenem Gas, bei welcher eine Vorfilterung mittels eines Zyklonabscheiders erfolgt.
2 ist eine zugehörige Draufsicht.
3 zeigt eine abgewandelte Ausführung der Vorrichtung zum Entnehmen von Gasproben aus einem Gaskanal.
In 1 ist mit 10 ein Ansaug- oder Sondenrohr bezeichnet, welches in bekannter Weise in einen (nicht dargestellten) Gaskanal hineinragt und Gasproben ansaugt. Die Gasproben bilden einen Gasstrom in dem Sondenrohr. Das Sondenrohr 10 ist mit einem T-Stück 12 verbunden. Das T-Stück 12 weist einen dem Querbalken des „T" entsprechenden durchgehenden Rohrteil 14 und einen dem „vertikalen Balken des „T" entsprechenden, abgewinkelten Rohrteil 16 auf. Das Sondenrohr 10 ist fluchtend mit dem Rohreil 14 verbunden. An dem abgewinkelten Rohrteil sitzt ein Flansch 18. An dem durchgehenden Rohrteil 14 ist auf der dem Sondenrohr 10 gegenüberliegenden Seite eine Armatur mit einem lösbaren Verschlußteil 20 angeschlossen. Nach Lösen des Verschlußteils 20 Kann der durchgehende Rohrteil 14 und das Sondenrohr 10 mit einer Bürste von Staubablagerungen gereinigt werden.
Der angesaugte Gasstrom wird in dem T-Stück 12 umgelenkt und tritt aus dem T-Stück 12 an dem mit Flansch 18 versehenen Rohrstück 16 aus. Ein Flansch 22 sitzt drehbar auf einem Einlaßstutzen 30 eines Zyklonabscheiders 28. Der Flansch 22 wird unter Zwischenlage einer Dichtung mit dem Flansch 18 verschraubt. Damit kann sas Sondenrohr 10 gegenüber dem Zyklonabscheider um die Achse des Einlaßstutzens 30 verschwenkt werden. Das Sondenrohr 10 kann dann zur Anpassung an die Einbausituation auch unter einem Winkel zur Horizontalen verlaufen, während der Zyklonabscheider stets genau senkrecht gehalten wird.
Der Zyklonabscheider 28 weist ein Gehäuse 32 auf, das im oberen Teil 34 im wesentlichen zylindrisch ist und mit seinem unteren Teil 36 einen Trichter bildet. Der Proben-Gasstrom wird in den das Gehäuse 32 des Zyklonabscheider 28 im wesentlichen tangential im oberen Teil 34 des Gehäuses 32 eingeleitet. Der Proben-Gasstrom wird dann längs der Wandung des Gehäuses 32 schraubenförmig geführt und bildet einen Zyklon. Feststoffpartikel (Staub) werden dabei durch die Zentrifugalkraft nach außen gezogen. Durch Reibung an der Wandung des Gehäuses wird die Geschwindigkeit der Partikel verringert. Die Feststoffpartikel sinken nach unten und werden in dem trichterförmigen unteren Teil 36 des Gehäuses 32 gesammelt. Der Zyklonabscheider 28 scheidet vorwiegend relativ große Partikel ab, währen Feinstäube mit Abmessungen im μm-Bereich von dem Proben-Gasstrom weiter mitgeführt werden.
An den unteren Teil 36 des Gehäuses 32 schließt sich eine Schleusenanordnung 38 an. Die Schleusenanordnung 38 enthält ein oberes dicht schließendes Klappenventil 40 und ein unteres, ebenfalls dicht schließendes Klappenventil 42. Die Klappenventile 40 und 42 sind durch Stellmotoren 44 bzw. 46 auf- und zusteuerbar. Die Stellmotoren 44 und 46 sind von einer Steuereinheit 48 ansteuerbar. Die beiden Klappenventile sind durch ein Rohrstück 50 getrennt.
Die Steuereinheit 48 arbeitet derart, daß sie in vorgegebenen Zeitabständen zuerst das Klappenventil 40 aufsteuert, so daß die Feststoffpartikel, die sich in dem unteren Teil 36 des Gehäuses 32 angesammelt haben, in das Rohrstück 50 hinabfallen. Dann wird durch die Steuereinheit 48 das obere Klappenventil 40 geschlossen und darauf das untere Klappenventil 42 geöffnet. Jetzt fallen die in dem Rohrstück 50 enthaltenen Feststoffpartikel heraus und können durch ein Gefäß aufgefangen werden.
Das Öffnen und Schließen der Klappenventile 40 und 42 kann statt durch eine automatische Steuerung natürlich auch von Hand vorgenommen werden.
An einen Auslaß 52 des Zyklonabscheiders 28 schließt sich eine Filteranordnung 54 mit einem üblichen Porenfilter 56 (3) an. Das ist vorzugsweise ein Keramik-Feinfilter. Stromab von dem Porenfilter 56 sitzt ein Verteiler 58, über welchen der Proben-Gasstrom zu (nicht dargestellten) Meßgeräten geleitet wird. Diese Anordnung ist ähnlich wie die Anordnung in der DE 198 50 082 A1 . Über den Verteiler 58 ist eine Schutzhaube mit Wärmedämmung gesetzt.
Der Zyklonabscheider 28 und das Sondenrohr 10 sind durch eine Heizung 60 (3) beheizbar. Die Heizung 60 wird durch einen Regler 62 (1) geregelt. In 1 ist die Heizung 60 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Das Porenfilter 56 wird durch eine Heizung 64 (3) beheizt. Die Heizung 64 wird durch einen Regler 66 geregelt. Die Beheizung des Porenfilters 56 ist in der DE 198 50 082 A 1 beschrieben. Es ist wesentlich, daß alle Teile der Gasproben-Entnahmevorrichtung beheizt sind, so das kein Kondensationswasser auftreten kann, das zu einem Verklumpen oder Verkrusten des Staubes führen würde.

Claims

Vorrichtung zum Entnehmen von Gasproben aus einem Gaskanal, mit einem. Sondenrohr (10) einer Gasproben-Entnahmesonde, durch welche ein entnommener Gasprobenstrom fließt, und stromab von dem Sondenrohr (10) angeordneten Filtermitteln zum Herausfiltern von Feststoffpartikeln aus dem entnommenen Gasprobenstrom, wobei diese Filtermittel ein Porenfilter (56) enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gasprobenstrom stromauf von dem Porenfilter (56) ein Zyklonabscheider (28) zur Grobabscheitung von Feststoffpartikeln angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonabscheider (28) an seinem unteren Ende eine Schleusenanordnung (38) zum Abführen der abgeschiedenen Feststoffpartikel aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusenanordnung (38) durch eine Steuereinrichtung (48) automatisch betätigbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasproben-Entnahmesonde ein Sondenrohr (10) mit einem Winkelstück (12) aufweist und zwischen dem Winkelstück (12) und dem damit verbundenen Zyklonabscheider (28) eine Flanschanordnung (18,22) vorgesehen ist, durch welche Sondenrohr (10) und Zyklonabscheider (28) unter wählbaren Winkeln verbindbar sind.
Vorrichtung nach Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelstück ein T-Stück (12) ist, dessen durchgehender Rohrteil (14) mit dem Sondenrohr (10) fluchtend verbunden ist und dessen von dem durchgehenden Rohrteil (14) abgewinkelter Rohrteil (16) über die Flanschanordnung (18,22) mit dem Zyklonabscheider (28) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verlängerung des Sondenrohres (10) und des durchgehenden Rohrteils (14) ein lösbarer Verschlußteil (20) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonabscheider (28) beheizt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Zyklonabscheiders (28) mittels eines Temperaturreglers (62) regelbar ist.