DE1296840B

DE1296840B - Geraet zur Anzeige der Konzentration festen Kohlenstoffs in Gasen

Info

Publication number: DE1296840B
Application number: DEB69852A
Authority: DE
Inventors: Evans Norman; Wiles John Ronald
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1961-12-05
Filing date: 1962-12-04
Publication date: 1969-06-04
Also published as: US3224838A; FR1339938A; GB966343A; BE624937A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Anzeige der Probe eingeführt werden. Die Verbrennung wird bei Konzentration festen Kohlenstoffs in Gasen, insbe- einer Temperatur von wenigstens 85O⁰C, vorzugssondere in Rauchgasen. weise um etwa 1000° C, vorgenommen.

Der größte Teil der Feststoffteilchen, die von den Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

Schornsteinen von Industrieanlagen ausgeworfen 5 Abbildung beschrieben, die die Vorrichtung schemawerden, besteht mehr oder weniger aus Kohlenstoff. tisch darstellt.

Die Menge variiert vom Ruß, der praktisch voll- Eine vom Kamin kommende Probenahmeleitung 1

ständig aus Kohlenstoff besteht, bis zur Flugasche, vereinigt sich mit einer Luftleitung 2 und teilt sich die verhältnismäßig wenig Kohlenstoff enthält. Das dann in zwei Zweigleitungen 3 und 4. Die Zweig-Entweichen von Kohlenstoff in Rauchgasen in jeg- i° leitung 3 geht durch ein Filter S und dann zusammen licher Form ist unerwünscht, da unverbrannter Koh- mit der Zweigleitung 4 durch einen Ofen 6 und über lenstoff einen Wärmeverlust bedeutet, der bei großen ein Regelventil 8 zu einer Meßvorrichtung 9. Die Anlagen erheblich sein kann. Ferner fallen sämtliche Zweigleitung 4 geht vom Ofen durch einen korrigie-Feststoffteilchen, die solchen Anlagen entströmen, in renden Diffusor 10 und ein Regelventil 11 in die Meßunmittelbarer Nachbarschaft nieder und können eine *5 vorrichtung 9. In der Meßvorrichtung 9 sind Thermierhebliche Belästigung und möglicherweise sogar eine stören 12 und 13 angeordnet, die in die Zweigleitun-Gefahr für die Gesundheit darstellen. Eine steigende gen 3 und 4 ragen. Die Teilströme 3 und 4 verlassen Zahl von Behörden erläßt daher Anordnungen, die die Meßvorrichtung 9 und vereinigen sich in einem den zulässigen Feststoffgehalt von Rauchgasen be- Ansaugtopf 14, in den eine Blende 15 eingesetzt ist. grenzen, so daß es erwünscht ist, diese Menge leicht ao Die vereinigten Teilströme gelangen dann über eine und kontinuierlich zu überwachen. Saugpumpe 16 ins Freie. Die Thermistoren 12 und

Aus der deutschen Patentschrift 841 809 ist bereits 13 bilden benachbarte Arme einer Brückenschaltung ein Gerät bekannt, mit dem es möglich ist, laufend 17, deren Ausgangsspannung in einen Schreiber 18 den Gehalt von Unverbranntem in der Flugasche von eingespeist wird.

Kohlenstaubfeuerungen anzuzeigen. Bei diesem Gerät as Eine Rauchgasprobe wird durch die Vakuumwerden die unverbrannten Kohlebestandteile zu pumpe 16 in die Probenahmeleitung 1 gesaugt und Kohlendioxid verbrannt und dieses in einem Regi- mit der durch Leitung 2 zugeführten Luft gemischt, striergerät gemessen. Das Luft-Rauchgas-Gemisch teilt sich dann in die

Nachteilig bei diesem Gerät ist, daß das Meß- Teilströme 3 und 4. Der Arbeitsteilstrom (ungefiltert) ergebnis durch die Anwesenheit von anderen zu CO₂ 3<> geht durch die Zweigleitung 4 unmittelbar in den verbrennbaren Bestandteilen, die neben dem festen elektrisch beheizten Ofen 6, der auf einer so hohen Kohlenstoff im Gas vorliegen, wie vor allem CO, ge- Temperatur gehalten wird, daß sämtliche Kohlenstört wird. Das Gerät zeigt dann einen CO₂-Gehalt Stoffteilchen mit Sicherheit zu CO₂ oxydiert werden, an, der der Summe aus Kohlenstoffteilchen und CO Der Teilstrom 4 verläßt den Ofen, wird auf eine entspricht. Man erhält in diesen Fällen also stets zu 35 Temperatur oberhalb des Säure- und 'Wassertauhohe Werte für den Gehalt des Gases an festen punktes gekühlt und geht dann durch einen korri-Kohlenstoffteilchen allein. gierenden Diffusor 10 und das Regelventil 11 zur

Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zur An- Wärmeleitfähigkeits-Meßvorrichtung 9. Die Verzeige der Konzentration festen Kohlenstoffs in Gasen, gleichsprobe geht durch die Zweigleitung 3 und mit einer Probenahmeleitung, einer Heizvorrichtung 4° durch das Filter 5 zum Ofen 6 und wird dann auf die in Form eines elektrischen Ofens zur Verbrennung gleiche Temperatur wie der Arbeitsteilstrom gekühlt, unverbrannter Bestandteile sowie einer Wärmeleit- bevor sie über das Regelventil 8 zur Wärmeleitfähigfähigkeitsmeßvorrichtung mit Thermistoren in einer keits-Meßvorrichtung 9 gelangt. Der korrigierende Brückenschaltung, das dadurch gekennzeichnet ist, Diffusor 10 ist identisch mit dem Filter 5 und stellt daß die Probenahmeleitung in zwei Zweigleitungen 45 sicher, daß bei einer Änderung des CO₂GehaIts die geteilt ist, die beide durch den Ofen geführt sind, daß Gaskonzentrationsfront sowohl im Vergleichsstrom in der einen Zweigleitung in Strömungsrichtung ge- als auch im Arbeitsteilstrom gleichzeitig in der Meßsehen vor dem Ofen ein Filter zur Entfernung von vorrichtung 9 eintrifft. Die Regelventile 8 und 11 er-Feststoffteilchen, insbesondere von festem Kohlen- möglichen es, das System dynamisch auszugleichen, stoff, und in der anderen Zweigleitung hinter dem 5° Nach dem Durchgang durch die Meßvorrichtung 9 Ofen ein Diffusor zum Ausgleich der durch das Filter vereinigen sich die Teilströme im Ansaugtopf 14, der bewirkten Zeitverzögerung, mit der Konzentrations- die Blende 15 enthält, die die Aufgabe hat, sicheränderungen des Gases durch die Vorrichtung wan- zustellen, daß die Durchflußmenge der Gasprobe dem, angeordnet ist, und daß ferner in der das Filter konstant ist.

enthaltenden Zweigleitung der Vergleichsthermistor, 55 Ein auf die Verbrennung von Kohlenstoffteilchen in der anderen Zweigleitung der Meßthermistor der zurückzuführender Anstieg des CO₂-Gehalts im Wärmeleitfähigkeitsmeßvorrichtung angebracht ist. Arbeitsteilstrom wird als Änderung der Wärmeleit-

Ein Anstieg des Kohlendioxidgehalts als Folge der fähigkeit durch den Thermistor 13 erfaßt, dessen AusVerbrennung von nicht festem, bei der Verbrennung gangssignal mit dem des Thermistors 12 in der aber ebenfalls CO₂ liefernden Material, wie Kohlen- 60 Brückenschaltung 17 verglichen wird. Die Ausgangsoxid, ist beiden Teilströmen gemeinsam, und der Ein- spannung der Brücke wird in den Schreiber 18 einfluß auf die Wärmeleitfähigkeit während des Ver- gespeist, der in Gramm Kohlenstoff pro Liter Rauchgleichs wird dadurch aufgehoben. gas geeicht ist.

Das Gerät eignet sich besonders zur Überwachung Die in der Abbildung dargestellte Vorrichtung

von Rauchgasen. Dabei kann das Rauchgas bereits 65 kann wie folgt geeicht werden: so viel Sauerstoff enthalten, daß die Verbrennung Ein Anstieg des CO„-Gehalts des Arbeitsteilstroms

stattfinden kann. Ist dies jedoch nicht der Fall, kann um 0,01 %> des Gesamtvolumens des Rauchgases zusätzlicher Sauerstoff oder zusätzliche Luft in die drückt sich in einem Ausgangssignal von 0,015 mV

aus. Die Dichte von CO₂ bei Standard-Temperatur- und Druckbedingungen beträgt 1,977 g/l. Bei normalen Arbeitsbedingungen, d. h. 150° C und Normaldruck, beträgt die Dichte von CO₂

273 · 1,977
150 + 273

= 1,276 g/l.

Bei einer Rauchgasprobemenge von 1 1 gibt das Instrument ein Signal von 0,015 mV für einen auf verbrannten Kohlenstoff
Gehalt von

zurückzuführenden CO₂-

0,01 · 1
100

= 0,00011.

Das Signal des Instruments von 0,015 mV entspricht somit einem CO₂-Gewicht von 0,0001276 g/l, und dies entspricht einem Gewicht des Kohlenstoffs im Rauchgas von

12
44

0,0001276 = 0,000035 g/l.

Vorzugsweise wird die Temperatur der Thermistören auf dem niedrigsten möglichen Wert oberhalb des Taupunktes des Gases gehalten, beispielsweise im Bereich um 150° C.

Claims

Patentanspruch:

Gerät zur Anzeige der Konzentration festen Kohlenstoffs in Gasen, mit einer Probenahmeleitung, einer Heizvorrichtung in Form eines elektrischen Ofens zur Verbrennung unverbrannter Bestandteile, sowie einer Wärmeleitfähigkeitsmeßvorrichtung mit Thermistoren in einer Brückenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenahmeleitung (1) in zwei Zweigleitungen (3, 4) geteilt ist, die beide durch den Ofen (6) geführt sind, daß in der Zweigleitung (3) in Strömungsrichtung gesehen vor dem Ofen (6) ein Filter (5) zur Entfernung von Feststoffteilchen, insbesondere von festem Kohlenstoff, und in der Zweigleitung (4) hinter dem Ofen (6) ein Diffusor (10) zum Ausgleich der durch das Filter (5) bewirkten Zeitverzögerung, mit der Konzentrationsänderungen des Gases durch die Vorrichtung wandern, angeordnet ist, und daß ferner in der Zweigleitung (3) der Vergleichsthermistor (12), in der Zweigleitung (4) der Meßthermistor (13) der Wärmeleitfähigkeitsmeßvorrichtung (9) angebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen