DE1947325C3 - Vorrichtung zum Entfernen von partikelförmigen und flüssigen Verunreinigungen aus einer Gasprobe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Enternen partikelförmiger und flüssiger Verunreinigun- ;en aus einer Gasprobe mit mehreren durch Rohrlciungen hintereinander geschalteten Einheiten, wie inem Zyklon mit einer unten offenen Kammer und inem Elektroabscheider sowie mit einer Austrittsöfflung, durch die die gereinigte Gasprobe einem Anaysengerät od. dgl. zugeführt wird, und mit einer 'umpe, die die zu reinigende Gasprobe in das Gerät insauöt. durch die verschiedenen Einheiten befördert

und aus der Vorrichtung ausstößt.

Gasproben werden häufig analysiert oder anderweitig weiter behandelt. Häufig enthalten solche Gasproben partikelartige und/oder flüssige Verunreinigungen, die vor der Weiterbshandlung der Gasprobe aus dieser entfernt werden sollen. Wenn beispielsweise Rauch, insbesondere Rauch aus einem Schornstein, auf die Anwesenheit eines bestimmten Bestandteils hin, 2. B. auf Schwefeldioxyd, untersucht wird, müssen Verunreinigungen und Fremdgase, z. B. Ascheteilchen und Wasserdampf, nach Möglichkeit aus der Gasprobe vor deren Eintritt in den Analysengang aus der Probe entfernt werden, weil die Verunreinigungen das Analysenergebnis beeinflussen können und sie sich sowohl in den Zuleitungsrohren, die in das Analysengerät führen, als auch im Inneren des Analysators absetzen und dadurch die Wirkung des Analysengerätei beeinträchtigen können. Ferner können die Verunreinigungen das im Analysengerät benutzte Reagenz verschmutzen, wodurch sowohl das richtige Arbeiten des Reagenzes während des Analysenvorganges beeinträchtigt als auch das Analysenergebnis verfälscht würde. Um eine Störung der Analyse zu vermeiden, sollte die Gasprobe konditioniert werden, damit partikelartige und/oder flüssige Verunreinigungen entfernt werden können.

Aus der USA.-Patentschrift 2 368 828 ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Beseitigung solcher Verunreinigungen bekannt. Nun können aber beim Betrieb einer solchen Konditioniervorrichtung zum Entfernen partikelförmiger und flüssiger Verunreinigungen aus Gasproben insofern Schwierigkeiten auftreten, als diese Verunreinigungen sich auch auf den Rohrleitungen der Konditioniereinrichtungen selbst niederschlagen und damit deren Strömungswiderstand erhöhen. Hierdurch verringert sich der Gasdurchfluß durch die Konditioniereinrichtung fortlaufend, so daß an der Austrittsöffnung der Konditioniereinrichtung immer geringere Gasprobenmengen, z. B. für Analysenzwecke zur Verfügung stehen

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entfernen partikelförmiger und flüssiger Verunreinigungen aus einer Gasprobe anzugeben, welche über einen längeren Zeitraum an der Austrittsöffnung eine gleichbleibende Gasprobenmenge liefert, also seltener gereinigt werden muß und die selbsttätig anzeigt, wenn eine solche Verstopfung der Rohre erreicht ist, daß eine Reinigung vorgenommen werden muß.

Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß erfindungsgemäß ein unten offenes Ende der Kammer in einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Behälter eintaucht, wobei die Flüssigkeit feste oder flüssige Verunreinigungen abscheidet, daß die Sau^- seite der Pumpe mit der Ausgangsleitung des Zyklons verbunden ist, derart, daß in der Kammer ein Unterdruck erzeugt wird und die Flüssigkeit bis zu einer Höhe, die dem Unterdruck proportional ist, in die Kammer aufsteigt und daß zwischen die Druckseite der Pumpe und die Austrittsöffnung ein Strömungsmittelteiler geschallet ist. der einen Einlaß und zwei Auslässe aufweist, von denen einer mit der Austrittsöffnung und der andere mit der Atmosphäre verbunden ist.

Der Strömungsmittelteiler sorgt dafür, daß an der Austrittsöffnung der Konditionietvorrichtung stets

:ine gleichbleibende Ga^r.probenmenge austritt, während der Rest der Atmosphäre zugeführt wird. Auch bei zunehmender Verstopfung der Rohrleitungen =>nkt lediglich der der Atmosphäre zugeführte Anteil des Gases, während der an der Austrittsöffnung auft-etende Anteil konstant bleibt. Nimmt i;ie Verstopfung der Rohrleitungen noch weiter zu, kann dies an dem verminderten Druck in der Zykionkammer und dem damit verbundenen Anstieg der Flüssigkeit in dieser Kammer festgestellt werden und die nun fällige Reinigung der Rohre durchgeführt werden.

Die genannten Erfindungsmerkmale und noch weitere Besonderheiten werden durch die nachstehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand von Zeichnungen verdeutlicht, die folgendes darstellen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Schemazeichnung;

Fig. 2 eine Ansicht einer gemäß der Erfindung aufgebauten Vorrichtung von vorn;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2, gesehen in Richtung der Pfeile 3.

Übereinstimmende Bauteile in den verschiedenen Figuren sind mit der gleichen Bezugszah! versehen. Die Fig. 2 und 3 lassen erkennen, daß die in Fig. 1 schematisch gezeichnete Vorrichtung, die nachfolgend auch als Konditioniergerät bezeichnet wird, in einem kompakten und leicht mitführbaren Gehäuse untergebracht werden kann.

Die Vorrichtung, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, dient zum Entfernen von partikelartigen und flüssigen Verunreinigungen aus Gasproben. Die zu konditionierenden Proben stammen aus dem Schornstein 10, aus dem Rauch abströmt, der die Gasprobe und verschiedene feste und flüssige Verunreinigungen, darunter auch Asche und Wasser, enthält. Es können auch andere Gasprobenquellen benutzt werden. Die Probe gelangt in die Vorrichtung, die die festen und flüssigen Verunreinigungen entfernt, und anschließend strömt die Probe in einen Apparat (Analysengerät 12), in dem sie weiterbehandelt wird.

Es kann z. B. gefordert werden, den Schwefeldioxydgehalt des aus dem Schornstein 10 abströmenden Rauchs zu bestimmen. Der Apparat 12 würde dann ein Analysengerätfürdie Untersuchung der Gasprobe aus Schwefeldioxyd darstellen. Ein derartiges Analysengerät ist in der deutschen Patentanmeldung P 1773881.7 vom 22. Juli 1968 beschrieben. Das Analysengerät darf nicht mit partikelartigen oder flüssigen Fremdkörpern verunreinigt werden, die sich auf den Wänden der Gefäße und Leitungen des Analysators absetzen und deren einwandfreies Arbeiten beeinträchtigen oder sich auch mit der Gasprobe oder dem für die Analyse erforderlichen Reagenz vermischen und die Reaktion verfälschen könnten.

Das erfindungsgemäße Konditioniergerät weist gemäß Fig. 2 und Fig. 3 ein Gehäuse 13 auf, in dem alle für das Konditionieren erforderlichen Organe und alle zwischen diesen Organen verlaufenden Rohrleitungen untergebracht sind.

Indem Konditioniergerät befindet sich eine Pumpe 14, die Gasproben in das Gerät einsaugt und in Richtung auf die Pumpe und durch sie hindurch fördcri und schließlich aus dem Konditioniergerät austößt. Die Pumpe 14 kann an beliebiger Stelle innerhalb des Strömungswegs durch das Konditioniergerät zwischen der noch zu beschieibenden ersten Stufe 56 des Konrlitionierpcräts und dem noch zu beschreibenden Strömungsteiler 130 angebracht sein. Je weiter stromab in dem Strömungsweg die Pumpe angeordnet ist, um so weniger ist sie den von der Gasprobe mitgeführten Fremdstoffen und der dadurch verursachten Verunreinigung ausgesetzt. Da die Pumpe nicht dazu bestimmt ist, Verunreinigungen zu entfernen, sollte sie so weit stromab angeordnet werden, daß eine Verunreinigung nicht mehr eintreten kann. Die Pumpe saugt die Gasprobe durch die in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Organe des Kondhioniergeräts und drückt die Gasprobe durch diejenigen Organe, die in Strömungsrichtung unterhalb angeordnet sind.

Die Pumpe 14 kann als handelsübliche Pumpe zum Fördern von gasförmigen Proben ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist sie ihrer Bauweise nach darauf eingerichtet, eine Berührung zwischen der sie durchsetzenden Gasprobe und der Pumpenmechanik zu verhindern, die sonst die Gasprobe durch Fremdstoffe, wie Schmiermittel oder Abrieb von den Pumpenteilen, verunreinigen könnte. Pumpe 14 ist als Membranpumpe angedeutet; die luftdicht verschlossene Kammer 16 der Pumpe weist eine Wand in Form einer biegsamen, undurchlässigen Membran 18 auf. An der Membran befindet sich eine außerhalb der Kammer liegende Haltestange 20, an die bei 22 drehbar ein Kurbelarm 24 angelenkt ist, der seinerseits bei 26 drehbar exzentrisch mit einer Scheibe 28 verbunden ist, die mit einer Antriebswelle 30 umläuft. Ein Antriebsmotor 31 versetzt Welle 30 und Scheibe 28 in Drehung, wodurch über den Kurbelarm 24 und das Gelenk 22 die Membran 18 aufwärts und abwärts bewegt wird (Fig. 1); der Rauminhalt der Kammer 16 wird dadurch im Wechsel verkleinert und vergrößert. Durch Kugelrückschlagventile 34 bzw. 40 im Pumpeneinlaß bzw. -auslaß wird erreicht, daß in der Pumpe 14 nur eine stromab gerichtete Strömung entstehen kann. Das Ventil 34 besitzt einen durchbohrten Ventilsitz 35, durch den Probengas in die Kammer 16 gelangen kann. Die Kugel 36 wird von einem durch Verminderung des Kammervolumens entstehenden Überdruck gegen ihren Sitz 35 gedrückt, weswegen kein in der Kammer 16 befindliches Probengas in Richtung stromauf zurückströmen kann. Ein für Probengas durchlässiges Netz 37 hält die Kugel in der Nähe ihres Ventilsitzes 35 zurück, wenn das Volumen der Kammer 16 zunimmt und die Probe in die Pumpe eingesaugt wird.

Das Ventil 40 weist einen Ventilsitz 42 auf, der im Vergleich zu dem Sitz 35 in die entgegengesetzte Richtung zeigt, sowie eine auf dem Sitz 42 ruhende Kugel 44. Wenn die Membran 18 sich abwärts bewegt und der Inhalt der Kammer 16 zunimmt, wird die Kugel 44 gegen den Sitz 42 gezogen und verhindert, daß unterhalb der Pumpe befindliches Probengas stromaui gesaugt wird. Ein Netz 46, das für Probengas durchlässig ist, hält die Kugel 44 in der Nähe ihres Sitze; 42 fest.

Am oberen Ende des Konditioniergeräts befinde sich ein Einlaß 5C, der mit dem Schornstein 10 in Ver bindung steht und einen Teil des von dem Schornsteii weggleileten Rauchs in das Konditioniergerät zieht Wenn die Pumpe 14 arbeitet, durchlaufen die emit tierten Substanzen den Finlaß des Konditioniergeräts die Rohrleitung 51, das Verbindungsstück 52 an de Wand des Gehäuses 13. die Rohrleitung 53 im Ge hause 13 und den Ausgang 54 der Rohrleitung 5; in das Vorkonditioniergerät 200. Wie bereits oben er wähnt, kann der Meßtechniker das Vc.rkonditionier

gerät nach Bedarf verwenden, um die aus der Probenquelle emittierte Substanz zu kühlen. Wegen der Wärme im Schornstein befindet sich die Gasprobe in den Rohrleitungen 51, 53 auf erhöhter Temperatur. Dem Meßtechniker steht es ferner frei, bei Verwendung des Vorkonditioniergeräts 200 die Rohrleitungen 51 und/oder 53 durch Heizeinrichtungen 202 und/oder 204 zu erwärmen und dadurch die aus dem ais Probenquelle wirkenden Schornstein 10 heraustretende Probe aufzuheizen oder auf der erreichten Temperatur zu halten.

Die heiße Probe durchläuft die Rohrleitung 53 und tritt aus ihr durch den Auslaß 54 in die leere Kammer 206 des Vorkonditioniergeräts 200 aus. Am Boden der leeren Kammer 206 findet sich aus noch näher zu beschreibenden Gründen ein Gefäß mit Öl 208 oder einem anderen Stoff zum Auffangen von Wasser und sonstigen Verunreinigungen. Der Raum 206 wird von der Wand 210 umschlossen, um die wiederum ein geschlossener Mantel 212 führt, der Wasser oder ein anderes Kühlmittel enthält. Die in dem Mantel 212 befindliche Substanz bleibt immer getrennt vom Inhalt der Kammer 206, so daß keine Verunreinigungen möglich sind. Wird Wasser als Kühlmittel benutzt, so mündet ein Einlaß 214 für gewöhnliches Kühlwasser in den Mantel 212. Der Mantel füllt sich mit Kühlwasser. Das benutzte Kühlwasser tritt aus dem Mantel 212 durch die Auslaßleitung 216 nach draußen in das Abwasser. Das Kühlwasser erniedrigt die Innentemperatur der Kammer 206 und kühlt auf diese Weise die in der Kammer befindliche Gasprobe. Wenn die Probe gekühlt wird, kondensieren etwas Wasser und einige flüssige Verunreinigungen in der Probe und werden von dem Gefäß mit Öl 208 aufgefangen. Das dichte Wasser gelangt durch das Öl 208 und bildet einen getrennten Wassersumpf 220 unterhalb des Öls. Eine Auslaßleitung 222 steht mit dem Boden der Kammer 206 in Verbindung, und das Verunreinigungswasser im Sumpf 220 kann periodisch über die Leitung 222 aus der Kammer 206 abgezogen werden. Einige schwerere feste Verunreinigungen werden sich in der Kammer 206 absetzen und werden im öl 208 aufgefangen. Wenn die Probe im Raum 206 gekühlt ist und einige der flüssigen und festen Verunreinigungen aus ihr entfernt sind, wird die Probe infolge der von der Pumpe 14 ausgeübten Saugwirkung durch die Austrittsleitung 224 des Vorkonditioniergeräts 200 weggefördert.

Die erste Konditionierstufe enthält eine erste Kammer 58. Die obere hohlzylindrische Kammer 58 ist an ihrem oberen Ende 60 verschlossen und weist ein offenes unteres Ende 62 auf. Unmittelbar unter der zylindrischen Kammer 58 befindet sich eine nach unten konisch zusammenlaufende Hohlkammer 64, deren oberes offenes Ende 66 bei 68 dichtend mit dem unteren offenen Ende 62 der Kammer 58 verbunden ist; ein offenes unteres Ende 70 ist ein kurzes Stück weit in die Flüssigkeit 72 in der Verunreinigungsfalle 74, die weiter unten beschrieben wird, eingetaucht. Die Kammer 58, 64 wird üblicherweise als Zyklon bezeichnet.

Die Auslaßleitung 54 mündet in die obere Kammer 58 in der Nähe ihres oberen Endes 60 und ist so gerichtet, daß sic die eintretende Gasprobe im wesentlichen tangential gegen die Innenwand 76 der Kammer 58 bläst. Ferner ist die Auslaßleitung so gerichtet, daß die Probe ein wenig abwärts geblasen wird. Die Probe mit den in ihr suspendierten Verunreinigungen beschreibt daher längs der Wandung 76 eine abwart; führende Spirale.

Wenn die Verunreinigungen durch die Kammer 64 abwärts wirbeln, werden sie sowohl längs der Innenwand als auch abwärts wegen des sich vermindernder Durchmessers der Kammer 64 beschleunigt. Schließlich treffen die Verunreinigungen auf die als Fangmedium dienende Flüssigkeit 72 in der Falle 74 und werden in der Flüssigkeit festgehalten. Die Flüssigkeit 72 ίο ist vorzugsweise durch ein Ölbad verwirklicht, welches partikelartige Verunreinigungen auffängt. Flüssige Verunreinigungen, die meistens Wasser enthalten, werden in dem Öl eingefangen. Da sie schwerer und dichter sind als Öl, wandern sie durch das Öl und bilden einen Sumpf 80 unter diesem. Die Wirksamkeil des Ölbads als Falle wird daher nicht durch darin befindliche wäßrige Verunreinigungen verringert. An das untere Ende der Falle 74 kann eine Auslaßleitung 82 angeschlossen werden. Die Auslaßleitung kann das Wasser kontinuierlich abziehen, es kann aber auch ein Absperrhahn 84 in der Leitung vorgesehen sein, der periodisch geöffnet wird und die Leitung 82 freigibt, so daß der Sumpf 80 aus Wasser und sonstigen flüssigen Verunreinigungen abgezogen wird. Der Grund, weswegen die Verunreinigungsfallc 74 mit einem flüssigen Auffangmedium, etwa mit öl, gefüllt wird, besteht darin, daß die erste Stufe 56 des Konditioniergeräts als Manometer oder Gasdruckmesserwirkensoll. Wenn die Pumpe 14 arbeitet, saugt sie Gasproben durch die erste Stufe 56 und damit aus der Kammei 58, 64. In der Kammer 58, 64 herrscht ein im Vergleich zum Außendruck leicht verminderter Druck, sonst würde keine Probe aus dem Schornstein 10 in die Kammer gesaugt werden. Wie oben erwähnt taucht das untere Ende 70 der konischen Kammer 64 in die Flüssigkeit 72. Infolge des niedrigeren Drucks in der Kammer 58, 64 muß sich der Spiegel 90 des Bades 72 in der konischen Kammer 64 über den Flüssigkeitsspiegel im übrigen Teil der Falle 74 heben. Der obenerwähnte Druckunterschied ist der Grund hierfür. Wenn die Druckdifferenz zunimmt wird der Flüssigkeitsspiegel 90 angehoben.

Die Pumpe 14 fördert Gasproben mit gleichbleibender Fördermenge. Die Rohrleitungen 51, 53 werden unmittelbar durch den Ausstoß des Schornstein« 10 beeinflußt, und die Rohrleitung 224 wird, wenn das Vorkonditioniergerät 200 verwendet wird, wenigerstark beeinflußt. Diese drei Rohrleitungen werden mit größter Wahrscheinlichkeit durch Ablagerungen von partikelartigen Verunreinigungen beschmutzt und schließlich verstopft und blockiert. In dem Maße, wie die Leitungen 51, 53, 224 fortschreitend verengt werden, wird die in die Kammer 58,64 einströmende Probengasmenge, d. h. der Probengasdurchsatz, kleiner. Die gleichbleibende Fördermenge der Pumpe 14 führt im Verein mit dem zunehmenden Verschluß dei Leitungen 51,53 dazu, daß der Gasdruck in der Kammer 56 ständig abnimmt und dadurch der Flüssigkeitsspiegel 90 in der konischen Kammer 64 ständig nach oben getrieben wird.

In der konischen Kammer 64 ist ein Höhenmessci 92 für den Flüssigkeitsspiegel 90 vorgesehen. Bestehl die Kammer 64 aus transparentem Werkstoff, so kann der Höhenmesser als eine Folge von mit dem Auge erkennbaren Skalcnstrichen auf der Kammeraußenseite ausgeführt sein. Im übrigen kann jeder gebräuchliche Höhenmesser verwendet werden. Sinkl der Druck in der Druckkammer 58, 64 unter einen

vorgegebenen Wert, wie er durch die Spiegelhöhe an 92 gemessen wird, so ist die Verengung der Leitungen 51, 53 zu weil fortgeschritten, als daß das Konditioniergerät noch einwandfrei arbeiten könnte. Jetzt kann das Konditioniergerät abgeschaltet und können die Leitungen 51, 53 gereinigt werden. Die Leitungen 51, 53 sollten so weit sein, daß eine längere Zeit vergeht, ehe sie so sehr durch Verunreinigungen verengt sind, daß sie das einwandfreie Funktionieren des Konditioniergeräts verhindern. Daher ist dann das Konditioniergerät während längerer Zeit funktionsfähig, ohne daß die Leitungen gereinigt werden müssen.

Durch das obere geschlossene Ende 60 der oberen zylindrischen Kammer 58 führt eine Auslaßleitung 94, die nach unten bis in das Zentrum der Kammer 58 reicht. Die partikelförmigen und flüssigen Verunreinigungen bewegen sich längs der Innenwand 76 der Kammer 58,64. Infolgedessen befindet sich der Auslaß bei seiner zentrischen Lage nicht im Bereich der Verunreinigungen, so daß aus der Kammer 58, 64 ein weniger stark verunreinigtes Probengas abgesaugi werden kann. Der Druck im Zentrum der Kammer 58, 64 ist wegen des spiralig abwärts gerichteten Stroms von Gas und Verunreinigungen niedriger als an der Kammerperipherie. Die Pumpe 14 vermag jedoch ausreichende Mengen Probengas aus der ersten Stufe 56 des Konditioniergeräts abzusaugen, damit das Gerät einwandfrei arbeitet.

Die aus der ersten Stufe 56 abgezogene Gasprobe strömt durch die Leitung 96 in die Einlaßleitung 98 am oberen Ende der zweiten Stufe 100 des Konditioniergeräts. Die zweite Stufe 100 besteht aus einem elektrostatischen Abscheider zum Abscheiden aller restlichen partikelartigen Verunreinigungen aus der Gasprobe und zum Zerstäuben und damit zum Beseitigen der flüssigen Verunreinigungen. Der Abscheider enthält einen Hohlzylinder 101, dessen oberes bzw. unteres Ende 102 bzw. 103 geschlossen sind. Damit ist ein Abscheideraum hergestellt.

In dem Zylinder 101 sind zwei Elektroden 104,105 angeordnet, an denen ein starkes Potentialgefälle besteht. Die partikclartigen Verunreinigungen werden in dem von der auf hohem Potential befindlichen Elektrode 104 erzeugten elektrischen Feld geladen, werden von der auf niedrigerem Potential befindlichen Elektrode 105 angezogen, haften an ihr und werden dadurch aus der Gasprobe entfernt. Die Elektrode 104 wird weiter unten noch genauer beschrieben. Die flüssigen Verunreinigungen stellen in dem die auf hohem Potential befindliche Elektrode umgebenden Feld elektrische Widerstände dar und werden in dem hohen Potential verdampft und zerstäubt, so daß ihre weitere Wirkung auf die Gasprobe zu vernachlässigen ist.

Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, besteht die als Elektrode 105 dienende Innenwand des Zylinders 101 aus elektrisch leitendem Material; die Wand ist bei 106 geerdet und wirkt in dem Abscheider als auf niedrigem Potential befindliche Elektrode, an der die geladenen Verunreinigungspartikel anhaften.

In der. zentralen Bereich des Zylinders 101 und ein Stück weit abwärts reicht die Hochspannungselektrode 104, die als einfache Kohleelektrode oder auch als wirksamere Elektrode, wie sie anschließend beschrieben wird, ausgebildet sein kann. Die Hochspannungselektrodc steht über einen Leiter 107 mit einer Hochspannungsquelle 108 in Verbindung, so daß in und um die Elektrode 104 und in dem Zylinder 101 ein Hochspannungsfuld erzeugt wird.

Die bevorzugte und wirkungsvollere Ausführung der Hochspannungselektrode ist in Fig. 1 dargestellt. Die Elektrode 104 weist eine hohle, vorzugsweise zylindrische Hülse 109 auf. die aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht. In der Hülse 109 ist eine lilektrodenkammer ausgebildet. Das obere Ende 110 der Hülse ist dicht verschlossen. Durch das verschlossenu obere Ende führt die von der Hochspannungsquelle 108 herkommende Leitung 107, die mit der Hülse 109 leitend verbunden ist. Ferner durchsetzt das Ausgangsende der Einlaßleitung 98 für die zweite Stufe das verschlossene Ende 110 und öffnet sich zum oberen Ende der Elektrodcnkammer in der Hülse

109. Die teilweise konditionierte Gasprobe aus der ersten Stufe des Konditioniergeräts erreicht somit zunächst die Elektrodenkammer im Zylinder 109. Die Hülse 109 ist an ihrem unteren Ende durch einen Schließstopfen 111 verschlossen.

Eine Anzahl enger Schlitze 112, die mit Abstand voneinander angeordnet sind, durchsetzen die Hülse 109 vollständig. Die Schlitze 112 beginnen nahe dem oberen Ende der Hülse 109, sind am gesamten Umfang des Zylinders angeordnet und reichen abwärts am oberen Teil der Hülse entlang. Die Schlitze verlaufen jedoch aus noch näher zu erläuternden Gründen vorzugsweise nicht über den gesamten unteren Abschnitt der Hülse.

Eine mit flüssigen und partikelartigen Verunieinigungen beladene Gasprobe tritt in die Elektrodenkammer in der Hülse 109 ein. Die flüssigen und wäßrigen Verunreinigungen werden in dem Hochspannungsfeld verdampft und verteilen sich. Das gesamte, diese Kammer in Partikelform erreichende Material wird infolge des hohen Potentials der Elektrode 104 ionisiert. Die schwereren Teilchen bewegen sich abwärts durch die Elektrodnnkammer an den Schlitzen 112 vorbei und sinken schließlich auf die Oberseite des Verschlußstopfens 111 ab. Wenn die schwereren Partikel erst einmal an den am tiefsten angebrachten Schlitzen 112 vorbeibewegt sind, können sie die Elektrodenkammer nicht mehr verlassen. Durch die Anbringung der Schlitze 112 längs des oberen Teils der Hüise 109 wird verhindert, daß schwerere Vcrunreinigungsteilchcn aus der Hülse 109 herauswandern; sie können also von dem Probengasstrom nicht mehr weiter mitgenommen werden.

Wenn die Gasprobe in die Elektrodenkammer in der Hülse 109 strömt, kann sie sie nur durch den einzig

5c verfügbaren Ausgang, nämlich durch die Reihe der Schlitze 112 verlassen, wodurch dann die Abscheidekammer im Zylinder 101 mit Probengas gefüllt wird Die leichteren, elektrisch geladenen Teilchen untei den Verunreinigungspartikeln, die nicht an der Schlitzen 112 vorbeifallen, werden von dem hoher Potential der Elektrode 104 abgestoßen und von derr niedrigen Potential der Elektrode 105 angezogen. Di« einzige Austrittsmöglichkeit für diese Teilchen wire von den engen Schlitzen 112 der Elektrodenkamme; gebildet. Da diese Teilchen eine starke Ladung tragei und der Elektrodenkammer fortlaufend zufließen werden sie, wenn sie in die Nähe der schmalen Schlitz« 112gelangen, mit großer Geschwindigkeit und Stärk« hinausgetrieben. Die Verunreinigungspartikel werdei daher aus der van der Hülse 109 gebildeten Elektro denkammer hinausgeschleudert, die sich aus dei kombinierten Wirkungen der Abstoßung durch dl· Elektrode 104, der Anziehung durch die eine inner

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Zylindcrwand bildende Elektrode 105, der Kraft der ausströmenden Gasprobe und der engen und in kleiner Zahl vorhandenen Austrittswege ergibt. Die durch die Schlitze austretenden Abfallpartikel werden gegen die Elektrode 105 geschleudert und bleiben an dieser auf niedrigem Potential befindlichen Elektrode haften. Auf diese Weise entfernt der elektrostatische Abscheider wirkungsvoll die Abfallteilchen aus einer Gasprobe.

Der hier beschriebene elektrostatische Abscheider ist nicht nur in dem hier zur Debatte stehenden speziellen Konditioniergerät verwendbar, er kann vielmehr bei jeder Einrichtung eingesetzt werden, in der Abfallpartikel aus einer Gasprobe entfernt werden müssen.

Der im einzelnen vorstehend beschriebene elektrostatische Abscheider 100 mit seiner Hochspannungselektrode ist wirksamer als ein üblicher elektrostatischer Abscheider mit massiver Hochspannungselektrode. Es hat sich z. B. erwiesen, daß der elektrostatische Abscheider, wenn er bei Verwendung in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasproben-Konditioniergeräts mit einer massiven Kohle-Hochspannungselektrode betrieben werden soll, an eine Spannung von ungefähr 12000 Volt gelegt werden muß. Ein Probenkonditioniergerät mit dem oben beschriebenen elektrostatischen Abscheider arbeitet wirkungsvoll mit einer Spannung von ungefähr 7000 bis 8000 Volt.

Die konditionierte Gasprobe in dem Zylinder 101 wird von der Pumpe 14 durch die Auslaßleitung 114 und in die Pumpeneinlaßieitung 116 gesaugt. Die Auslaßleitung 114 liegt zer.trisch im unteren Ende 103 des Zylinders 101. Die zentrische Anordnung hat zur Folge, daß die Leitung Abstand von der Zylinderwand 105 des Abscheiders hat und damit von der Fläche, an der die Verunreinigungspartikel anhaften; die Leitung 114 kann auf diese Weise eine sauberere Gasprobe aus dem Zylinder 101 entnehmen.

Die Gasprobe strömt durch die Pumpeneinlaßieitung 116, durch die Pumpe 14, die oben beschrieben worden ist, und schließlich durch die Pumpenauslaßleitung 118. Dann passiert die Gasprobe einen Strömungsmengenregler, z. B. ein Nadelventil 120, welches die Leitung 118 teilweise oder vollständig absperren und dadurch das Volumen einstellen kann, das in den Apparat 12 gelangt. Die Leitung 118 setzt sich stromab in das Leitungsstück 122 des Strömungsmengenreglers fort.

Die Leitung 122 führt an den Einlaß 124 des Strömungsteilers 130, der den Strom der konditionierten Gasprobe so aufteilt, daß dem Apparat 12 geeignete Mengen der Gasprobe zuströmen. Der Einlaß 124 mündet, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in eine hohlzylindrische obere Kammer 132 an deren oberem Ende; die Kammer 132 bildet zusammen mit einer konisch abgeschrägten unteren Hohlkammer 134 einen einzigen Hohlraum.

Ein großes Gasprobenvolumen strömt durch die Leitung 122 und in den Strömungsteiler 130. Der Apparat 12 kann mit einer (nicht gezeichneten) Hilfseinrichtung zum Abzweigen der benötigten Gasmenge aus dem Strömungsteilerstrom versehen sein. Die S Pumpe 14 unterstützt durch ihre Pumparbeit das Einholen der Gasprobe in den Apparat 12. Der für den Apparat 12 benötigte Teil der Gasprobe tritt durch die Auslaßleitung 136 heraus, welche in die Kammer 132, 134 hineinragt. Die Teilprobe strömt durch das

ίο Verbindungsstück 138 am Gehäuse 13 und durch die Leitung 139 in den Apparat 12.

Es ist zu erwarten, daß während des Betriebs des Konditioniergeräts bestimmte Leitungen und Bauteile mit Verunreinigungen bedeckt werden, die das Strömen der Gasprobe in immer stärkerem Maße behindern, wodurch die Menge der strömenden Gasprobe zunehmend verkleinert wird. Daher ist das Konditioniergerät so aufgebaut, daß die Gasprobenmenge, die in den Strömungsteiler 130 einfließt, größer als die Strömungsmenge ist, die für den Apparat erforderlich ist. So könnte das Konditioniergerät beispielsweise eine Strömungsmenge von 5 l/min liefern, wenn es mit Höchstausstoß arbeitet, wogegen der Apparat nur Proben in einer Strömungsmenge von 0,2 l/min benö-

tigt. Die von dem Konditioniergerät erzeugte, aber im Apparat 12 nicht verwendete überschüssige Gasmenge verringert sich immer mehr, wenn die Verstopfung im Konditioniergerät zunimmt. Da aber ein Überschuß an Probengas produziert wird, kann die

Strömungsmenge, die dem Apparat 12 zufließt, konstant bleiben. Indem auf diese Weise ein Probengasüberschuß erzeugt wird, kann das Konditioniergerät eine lange Zeitspanne hindurch arbeiten, ohne daß es von dem Meßtechniker geprüft oder gesäubert wer-

den muß; auf diese Weise wird viel Arbeitszeit gespart.

Da ein Probengasüberschuß erzeugt wird, kann ein Teil des in den Strömungsteiler 130 einfließenden Probengases nicht durch die Auslaßleitung 136 ent-

weichen. Die Kammer 132, 134 wird durch die Leitung 140 nach außen oder in einen verschlossenen Behälter, der auf oder nahe an Atmosphärendruck gehalten wird, entlüftet, so daß in der Kammer 132 134 kein Überdruck entstehen kann, dei einen da;

richtige Funktionieren des Konditioniergeräts beeinträchtigenden Gegendruck hervorrufen könnte. Dei Apparat 12 läßt in konstanter Strömungsmenge die Gasproben entweichen, die er für seinen Betrieb braucht. Somit wird nur der ProbengasübcrschuC

durch die Leitung 140 nach außen geführt.

Vorstehend ist ein Konditioniergerät für eine gas förmige Probe beschrieben worden, mit dem partikel artige und flüssige Verunreinigungen aus der Gas probe entfernt werden können, ehe diese in einei

55, Apparat weitergeleitet wird, der die entstandene ver unreinigungsfreie Probe verwendet oder weiterverar beitet. Das Konditioniergerät verwendet wahlweisf einen elektrostatischen Abscheider, der ebenfalls be schrieben worder, ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entfernen partikelförmiger und flüssiger Verunreinigungen aus einer Gasprobe mit mehreren durch Rohrleitungen hintereinander geschalteten Einheiten, wie einem Zyklon mit einer unten offenen Kammer und einem Elektroabscheider sowie mit einer Austrittsöffnung, durch die die gereinigte Gasprobe einem Analysengerät od. dgl. zugeführt wird, und mit einer Pumpe, die die zu reinigende Gasprobe in das Gerät einsaugt, durch die verschiedenen Einheiten befördert und aus der Vorrichtung ausstößt, dadurch ge ken η ze ich net ,daß ein unten offenes Ende (70) der Kammer (58,64) in einen mit einer »5 Flüssigkeit (72) gefüllten Behälter (74) eintaucht, wobei die Flüssigkeit feste oder flüssige Verunreinigungen abscheidet, daß die Saugseite der Pumpe (14) mit der Ausgangsleitung (94) des Zyklons verbunden ist, derart, daß in dessen Kammer (58, 64) ein Unterdruck erzeugt wird und die Flüssigkeit bis zu einer Höhe, die dem Unterdruck proportional ist, in die Kammer (64) aufsteigt und daß zwischen die Druckseite der Pumpe und die Austrittsleitung (136) ein Strömungsmittelteiler (130) geschaltet ist, der einen Einlaß (124) und zwei Auslässe (136, 140) aufweist, von denen einer (136) mit der Austrittsöffnung und der andere (140) mit der Atmosphäre verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmittelteiler (130) ein geschlossenes oberes Ende und ein offenes unteres Ende aufweist, daß sein Einlaß (124) und der mit dem Analysengerät (12) bzw. dessen Einlaß (139) verbundene eine Auslaß (136) im Bereich des oberen Endes des Strömungsmittelteilers angeordnet sind, und daß dei andere Auslaß (140) mit dem oberen unteren Ende des Strömungsmittelteilers verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar stromaufwärts von der Kammer (58,64) eine Vorkonditionierkühlvorrichtung (200) angeordnet ist mit einer Kühlkammer (206), durch die die Gasprobe geleitet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts von der Vorkonditionierkühlvorrichtung (200) Heizeinrichtungen (202, 204) vorgesehen sind, die die Gasprobe vor ihrem Eintritt in die Vorkonditionierkühlvorrichtung erhitzen.