DE1773763C3

DE1773763C3 - Gerat zur kontinuierlichen Messung und Anzeige der Konzentration von Schwefeltrioxid in einem Gasgemisch

Info

Publication number: DE1773763C3
Application number: DE19681773763
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Chem. 4300 Essen Sieth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-07-03
Filing date: 1968-07-03
Publication date: 1973-10-11
Also published as: DE1773763A1; DE1773763B2

Description

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 45 den kanu, insbesondere im Hinblick auf wechselnde zeichnet, daß zwischen Peltierkühler (27) und Feuchtegehalte des zu untersuchenden Gases, was zu Destillaterzeuger (19) eine Verbindungsleitung unterschiedlichen Kondensatmengen führt.

(28) für abfließendes Kondensat vorgesehen ist. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Auf-

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gäbe zugrunde, durch Vermeidung vorstehender zeichnet, daß dem Reaktionskühler (7) eine von 50 Nachteile ein Gerät zu schaffen, mit dem eine kontieim.ni Gasmengenregler (31) gesteuerte Gas- nuierliche, von lösbaren Bestandteilen vollständig gepumpe (30) nachgeschaltet ist. reinigte Kondensatmenge erhalten werden kann, so

7. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn- daß die gemessene Leitfähigkeit des Kondensats ein zeichnet, daß in die Abzugsleitung hinter dem wirkliches Abbild der im untersuchten Gas enthalte-Reaktionskühler (7) ein den Druck im Gerät 55 nen Schwefeltrioxidkonzentration darstellt, überwachender Schalter (32) angeordnet ist. Es wird dabei von dem bekannten Prinzip und

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- dem bekannten Gerät unter Verwendung eines Reakzeichnet, daß das Gasgemisch über einen beheiz- tionskühlers, der von in einem Verdampfer erzeugten ten Gaseintrittsstutzen (2) zugeführt wird. Wasserdampf und dem Gasgemisch durchströmt ist,

60 sowie einer unterhalb des Reaktionskühlers angeordneten Trennsäule zur Wiederabtrennung thermisch

In Verbrcnnungsanlagen, insbesondere in Dampf- nicht resistenter Kondensatbestandteile und einer der

kesseln, treten durch die Verbrennung schwcfelhalti- Trennsäule nachgeschaltcten Leitfähigkeitsmeßzelle

ßer Brennstoffe, wie Kohle und Öl, in den P uchga- Gebrauch gemacht.

sen mehr oder weniger große Mengen an Schwefel- 65 Die Erfindung besteht dabei darin, daß die in der

Irioxid auf. Diese Gase können bei Unterschreiten senkrechten Verlängerung unterhalb des Reaktions-

aes Taupunktes innerhalb des Kessels zu schwerwie- kühlers angeordnete und in diese übergehende wär-

gendcn Schaden in Form von Korrosionen führen. meisolierte Trennsäule an ihrer Innenseite mit die

Oberfläche vergrößernden Elementen versehen ist ven^enjn der sich^eio die Uitf^igkeusme^^9 und an ihrem unteren, in die Leitfähigkeitsmeßzelle umhüllender AluminiumDiocKi _{ω(βωώώΒ}.

übergehenden Ende eine Zuführung für den aus dem 3t».i«t 12 befindet. Dadurcn w-ιiu *

Verdampfer in einstellbarer, von lineal der Leitfä- meßzelle auf konstanter Tempe™^ur S^en _K higkeitsmeßzelle nachgeschalteten Kondensatoren- 5 aus der Leitfähigkeitsmeßzelle9 ^DnieDe^^^^ genmesser regelbaren Menge zuströmenden überhitz- densat wird anschließend in e _{m Kondensal}_

ten Wasserdampf sowie am oberen Ende eine Zufüh- genmesser 13 gemessen. riini^ _{{ übef ejn A|>}

rung für dte kontinuierliche Ansaugung des zu mes- mengenmesser 13 fließt das κ _._._._,__* _{; :}—

senden Gasgemisches aufweist. laufsystem 14 zum ^Drucka"^¹^

Dadurch, daß die Trennsäule mit die Oberfläche io Niveauhalter 15, aus dem bei L vergrößernden Elementen versehen ist und überhitz- stimmten Niveaus ein Teil des ter Wasserdampf durch die gesamte Trennsäule 16 abgeführt wird, während sonst.aas strömt, erfolgt eine Desorption der im Kondensat ge- den mit einer Heizung 17 versenenei lösten, thermisch nicht resistenten Bestandteile in Dest'ia'erzeugers 19 fließt. Ahlanfsvstem

Form einer Filmverdampfung aus der dünnen, an der 15 Durch den Niveauhalter 15 und das .™uisy_Siem Innenwandung der Trennsäule entlanglaufenden 14 wird ein Druckausgleich erreicni, so "« |

Flüssigkeilsschicht, wodurch die Desorption erheb- samte Gerät unabhängig vom ^^¹""¹"" , - _/u lieh begünstigt wird. Ferner wird durch die Regelung beiten kann. Damit ist auch 8^ev\?"ⁿ^ ,„ _{in d},.„ der erzeugten Dampf mengt in Abhängigkeit vom ab- hohem Kcsselunterdruck eine ^Ku^"f^u"& laufenden Kondensat erreicht, daß auch unterschied- an Ke«el vermieden wird. Durch den auiiuu, uc^ liehe Feuchtigkeitsgehalte des zuströmenden Gases Kondensats in den Sumpf 18 wird aas ^¹¹¹"", berücksichtigt werden können, so daß stets eine kon- Destiilators angesäuert und damit eine *"" stante Kondensatmenge erzeugt wird. abscheidung vermieden. Der aus dem sumpi ie

nte Kondensatmenge erzeugt wird. abscheidung verme

Das aus dem Kondensatmengenmesser ablaufende steigende Wasserdampf wird durch einer,'

Kondensat kann anschließend über einen Niveauhalter a₅ gekühlt, so daß sich das Destillat in un

in den Sumpf eines Destillaterzeugers für die dem Ver- mern 21 sammeln kann. Von hier aus

dämpfer zuzuführende Wassermenge geleitet wurden. stillat über eine Destillatpumpe 22 ^de™ „ .

Dem Reaktionskühler können ferner eine Filier- gerS zugeführt. Dabei steht die Destiüatpumpe .μ in

vorrichtung und ein Peltierkühler zur Auskondensie- Wirkabhängigkeit vom Kondensatmesser ij, s u

rung der Gasfeuchtigkeit des den Reaktionskühler 30 jeweils nur so viel Destillat verdampn, aais mcis ei

verlassenden Wasserdampf-Gasgemisches sowie eine konstante Kondensatmenge erzeugt wird, uer ver-

von einem Gasmengenregler geregelte Gaspumpe dämpfer 5, der gleichzeitig als Überhitzer ^a">eixe ·

nadigeschaltet sein. Dabei ist zwischen Peltierkühler besteht aus einem wärmeisoherten Uenause w mn

und Destillaterzeuger eine Verbindungsleitung für einem den eigentlichen VerdampierS umgepenaui das aus dem Peltierkühler abfließende Kondensat 35 Aluminiumbio, k 24, in den entsprechende neizsidoe

vorgesehen. 25 eingebettet ind.

Diese und andere Weiterbildungen der Erfindung Das aus dem Reaktionskühler 7 nach oben aDstro-

sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. memlc mit Wasserdampf angereicherte Gasgemisch

An Hand einer schematischen Zeichnung ist der wird anschließend in einem Frittenfiller 26 von was-

Aufbau und die Wirkungsweise eines Ausführungs- 40 sertröpfchen und Staubteilchen gereinigt, uanacn

beispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei strömt es in einen Peltierkühler 27. in aem aie

zeigt Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des Gerätes, wäh- Feuchtigkeit der Gase auskondensiert wird uieses

rend in F ig. 2 der Aufbau des Gerätes näher darge- Kondensat fließt über eine Verbindungsleitung ze

stellt ist und ein Überlaufbecken 29 in den Sumpf 18 des De-

Das /u analysierende Gasgemisch wird in konstan- 45 stillaterzeugers 19. Hinter dem Peltierkühler 27 ist

tem Strom zunächst über einen mit einer Heizung 2 eine Gaspumpe 30 angeordnet, die in Wirkabnangig-

versehc-nen Gasstutzen 1 in den oberen Teil einer keit von einem Gasmengenregler 31 steht, uieser

wärmeisolierten Trennsäule 3 eingeleitet. Im unteren Gasmengenregler 31 kann nach dem ltcntelektriscnen

Teil der Trennsäule 3 strömt über eine Zuleitung 6 Prinzip arbeiten. Hr steuert die Pumpe ΛΙ so. uaii

überhitzter Wasserdampf aus einem Verdampfer 5 50 stets eine konstante Gasmenge durch das Meßgerät

ein. Das Gemisch aus überhitztem Dampf und Gas- angesaugt wird. .

gemisch strömt anschließend in einen Reaktionsküh- In der Abzugsleitung hinter dem Reaktionskuh-

ler 7, in dem das SO₁ und der Wasserdampf zu ler 7 kann darüber hinaus noch cm Druckschalter i£

Schwefelsäure kondensieren. Da in diesem Konden- angeordnet sein, der bei einem dem Meßgerat nicht

sat jedoch auch andere Gasbcstandteile. wie z.B. 55 mehr zuträglichen Unterdruck die wichtigsten hunk-

SO, und CO.,, enthalten sein können, werden in der tionselemente im Analysator ausschaltet, um ein An-

Trennsäule 3", deren Innenwandung 4 zur Oberflü- saugen von Wasser über die Leitung 28 in die Ous-

chenvergrößerung mit Noppen, einem Trapezge- pumpe 30 zu verhindern.

winde oder ähnlichem versehen sein kann, diese Gas- Mit dem Gerät ist es also möglich, einerseits dem komponenten wieder aus dem Kondensat abgetrennt, fio /u analysierenden Gasgemisch stets eine einstellbare Die Temperatur der Trennsäule wird dabei durch Dnmpfmengc zur Einhaltung einer konstanten Konden einströmenden überhitzten Wasserdampf, der dcnsatmenge zuzuführen und andererseits eine sietwa eine Temperatur von 160 C aufweist, auf etwa chere Abtrennung der zusätzlich kondensierten Gas-140° C gehalten. Das aus der Trennsäule 3 nach un- bestandteile in der Trennsäule zu erreichen. Dabei ist ten abfließende Kondensat wird zunächst in einem 65 für die Trennsäule keine zusätzliche äußere Heizung Luftkühler 8 gekühlt und läuft von dort in eine thcr- notwendig, sondern sie wird vielmehr allein von dem mostatisierte LcitfähigkeitsmcßzelleP. Diese Leitfä- durchströmenden Wasserdumpf auf Temperatur gehigkeitsmcßzelle 9 ist mit einer Wärmeisolierung 10 halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 Patentansprüche: Der Taupunkt wird dabei wesentlich durch den An-

1. Gerät zur kontinuierlichen Messung und teil an Schwefeltrioxid in den Rauchgasen beemflußt. Anzeige der Konzentration von Schwefeltrioxid Die Menge des entstehenden bcftweieiinoxms; im von in einem Gasgemisch, dessen übrige Komponen- der Art der Verbrennung - hoher oder gennger ten in kondensierendem Wasserdampf unlöslich 5 Luftüberschuß - stark abhangig. Um sowohl de sind, beruhend auf der Umsetzung des Schwefel- Verbrennungsvorgänge besser überwachen als au., trioxids zu Schwefelsäure und Messung der Leit- Taupuaktsunterschreitungen einwandfrei und kontifähigkeit, unter Verwendung eines Reaktionsküh- nuierlich kontrollieren zu können, ist die Messung lers, der von in einem Verdampfer erzeugten und Registrierung von SO₃ von großer Bedeutung. Wasserdampf und dem Gasgemisch durchströmt w Ebenso besteht auch im Hinblick auf die festste lung ist, sowie einer unterhalb des Reaktionskühlers der schädlichen Emission aus einer Aogasquelle in angeordneten Trennsäule zur Wiederabtrennung die atmosphärische Luft ein Bedürfnis nacn einer auf thermisch nicht resistenter Kondensatbestandteile einem geeigneten Abtrennverfahren beruhenden Oe- und einer der Trennsäule nachgeschalteten Leit- rät zur Messung der SO₃-Konzentration in einem fähigkeitsmeözelle, dadurch gekenn- 13 Gasgemisch. . ' zeichnet, daß die in der senkrechten Verlän- Es sind bisher Geräte zur kontinuierlichen Anzeige gerung unterhalb des Reaktionskühlers (7) an- der Konzentration von Schwefeltrioxid in einem Gasgeordnete und in diese übergehende wärmeiso- gemisch, dessen übrige Komponenten in kondensielierte Trennsäule (3) an ihrer Innenseite mit die rendem Wasserdampf unlöslich sind, bekanntgewor-Ohfrfläche vergrößernden Elementen (4) verse- ao den (deutsche Auslegeschrift 1207 671). Dabei behen ist und an" ihrem unteren, in die Leitfähig- ruht das Abtrennverfahren des SO₁ auf der Umsetkeitsmeßzelle (9) übergehenden Ende eine Zu- zung des Schwefeltrioxids zu Schwefelsäure und führung (6) für den aus dem Verdampfer (5) in Messung der Leitfähigkeit des entstehenden Konden einstellbarer, von einem der Leitfähigkeitsmeß- sats. Bei dem bekannten Gerät sind oberhalb eines zelle (9) nachgeschalteten Kondensatmengenmes- 95 beheizten Kolbens ein Intensivkühler mit Zuführun ser (13) regelbaren Menge zuströmenden über- gen am unteren Ende für die gleichsinnige, kontinuhitzten Wasserdampf sowie am oberen Ende eine ierhche und in konstantem Strom erfolgende Einlei Zuführung (1) für die kontinuierliche Ansaugung tung des Gasgemisches und des im Kolben entstehendes zu messenden Gasgemisches aufweist. den Wasserdampfes und im Hals des Kolbens eine

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 Ablaufrinne zum Auffangen der entstandenen zeichnet, daß an den Kondensatmengenmesser Schwefelsäure mit einem seitlich angebrachten Rohr. (13) über einen Niveauhalter (15) ein Destiliater- einem daran anschließenden Kühler und einer elekzeuger (19) mil einem Sumpf (18) für das ablau- trischen Leitfähigkeitsmeßzelle angeordnet. Dieses fende Kondensat und die dem Verdampfer zuzu- Gerät weist jedoch den Nachteil auf, daß die neben führende Wassermenge angeschlossen sind. 35 dem SO₃ vom Wasserdampf absorbierten Gasbe-

3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- standteile wie SO_„ CO₂ und andere in der seitlich kennzeichnet, daß eine Destillatpumpe (22) für am Gerät angeordneten Trennsäule durch elektrische den Verdampfer (5) in Wirkabhängigkeit vom Beheizung thermisch wieder abgetrennt wurden, wo-Kondensatmengenmesser (13) steht. bei bei größeren anfallenden Kondensatmengen diese

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 40 Abtrennung nur unvollständig erfolgte und außerzeichnet, daß dem Reaktionskühler (7) eine FiI- dem die Eichung des Gerätes mit großen Schwierigtervorrichtung (26) und ein Peltierkühler (27) zur keiten verbunden ist. Darüber hinaus ergeben sich Auskondensierung der Gasfeuchtigkeit nachge- Meßungenauigkeiten dadurch, daß die dem Reakschaltet sind. ti^nskühler zugeführte Gasmenge nicht geregelt wer-