DE19727969A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Lanzeitprobenahme für partikelgebundene und filtergängige metallische und metalloide Emissionen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Lanzeitprobenahme für partikelgebundene und filtergängige metallische und metalloide EmissionenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Langzeitprobenahme für
partikelgebundene und filtergängige metallische und metalloide Emissionen, wobei die
Vorrichtung ausgehend von einer Meßstelle in einem Reingas-Hauptstrom in
Strömungsrichtung gesehen folgendes aufweist, eine Entnahmesonde zum Ableiten eines
Teilstromes, ein Absaugrohr mit Heizung, ein Filtersystem zur Staubabscheidung und ein
Mittel zur Stromteilung, welches den Teilstrom in einen ersten Teilstrom und einen zweiten
Teilstrom teilt, wobei im zweiten Teilstrom in Strömungsrichtung gesehen ein zweiter
Kondensatabscheider und eine zweite Pumpe vorgesehen ist.
Aus der DE 41 15 212 C2 ist ein Verfahren zur Ermittlung der Staubemission eines
Schadstoffermitters durch Bestimmung des Staubmengenstromes im Abgas unter
isokinetischer Teilstromentnahme von Proben aus dem strömenden Medium mit Abscheiden
der Stäube oder Aerosole im Abgas durch Kuchenfiltration auf einem Filter und Abgreifen
des bei der Durchströmung desselben verursachten Druckverlustes bekannt. Dieses
Verfahren leitet direkt aus dem gemessenen Druckverlust die Menge des abgelagerten
Staubes ab und macht diesen Meßwert dadurch sofort verfügbar. Für einen kontinuierlichen
Langzeitbetrieb sind zwei mittels Hähnen manuell umschaltbare Filter vorgesehen.
Zusätzlich werden über ein Waschmodul in einem abgeleiteten Teilstrom lösliche gasförmige
Schadstoffe absorbiert bzw. ausgewaschen. Dies Anordnung hat den Nachteil, daß keine
automatischen Langzeitmessungen möglich sind und ferner eine Bestimmung der
filtergängigen Schadstoffe nur unzureichend erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein
Verfahren der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei automatisch gleichzeitig
partikelgebundene und filtergängige metallische und metalloide Stoffe gemäß der
VDI-Richtlinie 3868 Blatt 1 und 2 repräsentativ für eine Meßstelle unter Berücksichtigung der
Meßstellencharakteristika effektiv zurückgehalten und für spätere Bestimmungen verfügbar
gemacht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der o. g. Art mit den in
Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch ein Verfahren der o. g. Art mit den
Anspruch 19 angegebenen Verfahrensschritten gelöst.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß im ersten Teilstrom in Strömungsrichtung
gesehen vorteilhaft folgendes vorgesehen ist, wenigstens ein Adsorptionssystem,
wenigstens ein beheizter Raum, welcher wenigstens einen Teil des Adsorptionssystems
aufnimmt, ein erster Kondensatabscheider, ein erster Trockenturm, ein erster thermischer
Massenstrommesser und eine erste frequenzgeregelte Vakuumpumpe, wobei das
Filtersystem ein automatisches Filterwechselsystem, mit einer beheizbaren
Beströmungskammer und temperaturbeständigen Dichtungen ist.
Dies hat den Vorteil, daß eine gleichzeitige und automatische Erfassung sowohl von
partikelgebundenen metallischen oder metalloiden Emissionen als auch filtergängigen
metallischen und metalloiden Emissionen über längere Zeiträume erfolgt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Adsorptionssystem wenigstens
eine Gaswaschflasche, ein Fließsystem mit einer Schlauchpumpe für eine
Absorptionslösung und wenigstens zwei oder mehr Glaskartuschen auf, in denen geeignete
Feststoffadsorbentien, wie beispielsweise Ionenaustauscher oder Chelatbildner,
insbesondere auf anorganischen oder organischen Trägerstoffen, oder Aktivkohle oder iod
dotierte Aktivkohle eingefüllt sind. Dies ermöglicht die Anpassung des Meßsystems an
unterschiedlichste Anforderungen bezüglich der zu messenden Emissionen und ermöglicht
gleichzeitig ein Erfüllen der Kriterien gemäß der VDI-Richtlinie 3868. Je nach verwendetem
Feststoff-Adsorbenten und dessen Betriebsparameter ist wenigstens eine Glaskartusche im
beheizten Raum angeordnet.
Für einen sicheren Betrieb der Anlage und zusätzliche Meßdatenerfassung ist in vorteilhafter
Weise im zweiten Teilstrom zwischen Kondensatabscheider und Pumpe in
Strömungsrichtung gesehen ferner folgendes vorgesehen, ein zweiter Trockenturm und ein
zweiter thermischer Massenstrommesser.
Für eine einfache und betriebssichere Regelung der abgesaugten Teilströme ist die erste
und/oder zweite Pumpe eine frequenzgeregelte Vakuumpumpe.
Zweckmäßiger Weise ist für einen einfachen und kostengünstigen Aufbau der erste
Kondensatabscheider ein kontinuierlicher Kondensatabscheider in Form eines
Elektrogaskühlers.
Eine leistungsstarke und vollständige Kondensation des zweiten Teilstromes erzielt man
dadurch, daß der zweite Kondensatabscheider ein kontinuierlicher Kondensatabscheider in
Form eines Rohrbündelwärmetauschers mit Kühlwasserkreislauf ist.
Zweckmäßiger Weise ist die Heizung am Absaugrohr regelbar und die Entnahmesonde ist
vorzugsweise eine Nulldrucksonde.
Für einen optimalen Betrieb ohne vorzeitiges Kondensieren oder Ablagern von Staub ist
zwischen Absaugrohr und Filtersystem ein Heizschlauch mit austauschbarer Teflonseele
angeordnet. Ferner ist vorzugsweise ein Regler für die Heizung des Teflonschlauches
vorgesehen.
Ein einfacher und kostengünstiger Aufbau ergibt sich dadurch, daß das Mittel zur
Stromteilung ein T-Stück einer Gasführungsrohrleitung ist.
Bei einem Verfahren der o. g. Art sind erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:
- (a) Isokinetische Teilstromentnahme aus einem Reingas-Hauptstrom an einer Meßstelle,
- (b) Staubabscheidung mit einem Planfilter,
- (c) Teilen des Teilstromes in einen ersten und einen zweiten Teilstrom,
- (d) Absaugen des zweiten Teilstromes mittels einer zweiten frequenzabhängigen Vakuumpumpe, wobei der Gasstrom kondensiert, getrocknet und dessen Massenstrom gemessen wird,
- (e) gleichzeitig zu Schritt (d) Absaugen des ersten Teilstromes mittels einer ersten frequenzabhängigen Vakuumpumpe, wobei der Gasstrom zum Erfassen filtergängiger Stoffe einer Absorption und einer Adsorption unterzogen und anschließend kondensiert, getrocknet und dessen Massenstrom gemessen wird, und
- (f) automatisches Wechseln des Planfilters in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Probenahmeparameter.
Dies hat den Vorteil, daß eine gleichzeitige und automatische Erfassung sowohl von
partikelgebundenen metallischen oder metalloiden Emissionen als auch filtergängigen
metallischen und metalloiden Emissionen über längere Zeiträume mit Hilfe der Absorption
gasförmiger Stoffe in Flüssigkeiten und der Adsorption von Stoffen aus Flüssigkeiten und
Gasen an Festkörpern erfolgt.
Eine Verhinderung einer vorzeitigen Staubabscheidung wird dadurch erzielt, daß die
Strömungsgeschwindigkeit des Teilstromes vor der Staubfilterung durch den Planfilter über
20 m/s gehalten wird.
Für eine bezüglich des Reingas-Hauptstromes möglichst repräsentative Messung wird die
isokinetische Bedingung durch Regeln der Frequenz der zweiten frequenzabhängigen
Vakuumpumpe aufrechterhalten, wobei die Regelgröße eine Druckdifferenz zwischen dem
statischen Druck des Reingas-Hauptstromes und des Teilstromes an der Meßstelle ist.
In vorteilhafter Weise ist dabei der Probenahmeparameter in Schritt (f) ein Teilstromvolumen
oder die Zeit. Bei der Wahl der Frequenz der Vakuumpumpe im zweiten Teilstrom als
Probenahmeparameter ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß diese Frequenz der Leistung
der zweiten Vakuumpumpe entspricht und somit ein Maß für den Druckabfall am Filter und
somit ein Maß für die auf dem Filter bereits abgelagerte Staubmenge ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt ein Blockschaltbild einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt in einem Reingaskamin 10 eine Null
druck-Entnahmesonde 12 zur Probenahme eines für den Reingas-Hauptstrom 13 repräsentativen
Teilstromes 11 mit verschieden wählbaren Absaugdurchmessern.
Das Gasführungssystem umfaßt von der Sonde 12 aus in Strömungsrichtung gesehen
folgende Komponenten: Einen Krümmer 14 mit beispielsweise 90°-Biegeradius, Absaugrohr
16, welches regelbar beheizt ist, Kaminwand-Absaugrohr-Halterung 18, einen regelbar
beheizten Heizschlauch 19 mit austauschbarer Teflonseele, ein Filterwechslersystem 20
zum automatischen Ein- und Auswechseln von beispielsweise 15 Filterhaltern/Filtern mit
einem Durchmesser von 150 mm, wobei 140 mm beströmt sind, eine Beströmungskammer
21, die von außen regelbar beheizt ist und Dichtungen aus temperaturbeständigem Material
aufweist, einen Vorrat noch nicht beströmter Filterhalter bzw. Filter 22 mit einem
Durchmesser von 150 mm bzw. einem beströmten Durchmesser von 140 mm, einen
momentan eingewechselten, zur Zeit beströmten Filterhalter bzw. Filter 23, eine Ablage
ausgewechselter, bereits beströmter Filterhalter bzw. Filter 24 und ein T-Stück 31 zur
Abzweigung eines zur Erfassung filtergängiger Stoffe dienenden Gasstromes bzw. ersten
Teilstromes 32 aus dem isokinetisch geregelten Teilstrom 11 und zum weiterleiten eines
zweiten Teilstromes 33 aus dem isokinetisch geregelten Teilstrom 11.
Im zweiten Teilstrom 33 sind in Strömungsrichtung gesehen folgende Komponenten
angeordnet: Ein zweiter kontinuierlicher Kondensatabscheider 34 in Form eines
Rohrbündelwärmeaustauschers mit Kühlwasserkreislauf und Kondensatauslaß 35, ein
zweiter "Sicherheits"-Trockenturm 36 und ein zweites Absaugmodul 37, bestehend aus
einem zweiten thermischen Massenstrommesser 38 sowie einer zweiten frequenzgeregelter
Vakuumpumpe 39.
Im ersten Teilstrom 32 sind in Strömungsrichtung gesehen folgende Komponenten
angeordnet: Eine Gaswaschflasche mit Gaseinleitrohr/Fritte aus Glas und zwei
eingeschmolzenen Glasstutzen 42, an denen ein Fließsystem für eine Absorptionslösung mit
wenigstens einer mit Sorbens gefüllten Glaskartusche 43 und einer Schlauchpumpe 44 zur
Förderung einer Absorptionslösung gekoppelt ist. Die dargestellte Ausführungsform umfaßt
beispielhaft zwei Sorbentien in Glaskartuschen 43. In Strömungsrichtung gesehen wird der
Teilstrom 32 zweckmäßigerweise zurück in einen regelbar beheizten Raum 40 unterhalb des
Filterwechslers 20 geführt, in dem wenigstens ein, in der dargestellten Ausführungsform ein
zu beheizendes Sorbens in einer Glaskartusche 43 untergebracht ist. Hieran schließt sich
ein erster kontinuierlicher Kondensatabscheider 46 in Form eines Elektrogaskühlers ein
erster "Sicherheits"-Trockenturm 48 und ein erstes Absaugmodul 50, bestehend aus einem
ersten thermischen Massenstrommesser 51 sowie einer ersten frequenzgeregelter
Vakuumpumpe 53 an.
Die Anlagensteuerung und Meßwerterfassung umfaßt folgende Komponenten: Einen Fühler
52 für die Reingas-Temperatur im Hauptstrom 13, eine Meßeinheit 54 für die Reingas-Temperatur
im Hauptstrom 13, eine Druck-Überleitungsverbindungen 56, einen
Differenzdrucktransmitter mit Isokinetik-Regelelektronik 58, einen Meßsignalverstärker 60,
62 zur Verstärkung der Massenstromsignale, einen externer A/D-Wandler 68, eine
Beheizungsregeleinheit 64 zur Steuerung der Heizung des Absaugrohres, des
Heizschlauches, der Beströmungskammer 21 und des Sorptionsraumes 40, eine
Filterwechsel-Steuerelektronik 66 zur Synchronisation des Filterwechslers 20 und der
Pumpen 53 und 53 und ein Notebook 70 zur Hauptsteuerung, Meßwerterfassung
und -bearbeitung.
Das erfindungsgemäße Probenahmesystem entnimmt einem Reingas-Hauptstrom 13 an
einer dafür vorgesehenen Meßstelle den Teilstrom 11. Die Entnahme erfolgt
geschwindigkeitsgleich, d. h. isokinetisch, mit einer Nulldrucksonde 12, so daß der
entnommene Teilstrom 11 für das Reingas 1 3 repräsentativ ist. Das System ist für
Meßstellen mit einer Reingas-Strömungsgeschwindigkeit zwischen 20 und 38 m/s und einer
Temperatur von bis zu 150 Grad Celsius geeignet. Das abgesaugte Teilstromvolumen 11
beträgt dabei zwischen 2 und 5 Nm3/h.
Der Teilstrom 11 wird in regelbar beheizten Rohren 16 und Schläuchen 19 aus
wechselwirkungsarmen Materialien einem Staubabscheider 20 zugeführt. Die
Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Zuleitungssystems liegt über 20 m/s, um vorzeitige
Staubabscheidung zu verhindern.
Die Staubabscheidung wird mit einem außenliegenden Planfilter 22, 23, 24 durchgeführt.
Hierzu wird ein speziell für die Besonderheiten von Emissionsmessungen umgerüstetes
Filterwechslersystem 20 aus der Immissionsmeßtechnik verwendet. Der Filterwechsler 20 ist
in der beispielhaft dargestellten Ausführungsform mit 15 Filtern mit einem Durchmesser von
150 mm (140 mm beströmt) ausgestattet, die nacheinander automatisch ein- und
ausgewechselt werden können. Im Unterschied zum Originalgerät wird hierbei die
Beströmungskammer 21 des Filterwechslers 20 von außen regelbar beheizt. Eine
Absaugeinheit des Originalgerätes wird nicht verwendet. Die Filterhalter/Filter 22, 23, 24 sind
mit hitzebeständigen Dichtungen versehen, die die Beströmungskammer 21 während des
Probenahmevorganges abdichten. Die Dichtungen dienen gleichzeitig zur Dichtung der in
Stapeln gelagerten nicht beströmten 22 und bereits beströmten 24 Filterhalter/Filter, um sie
gegen äußere Einflüsse zu schützen. Die Filtermedien sind frei wählbar.
Nach Passieren des Staubsammlers 22 wird dem entstaubten Teilstrom 11 ein zur
Erfassung filtergängiger Stoffe zeitlich volumenkonstanter Gasstrom bzw. zweiter Teilstrom
33 regelbar zwischen 50 und 300 Ndm3/h entnommen. Ein erster Teilstrom läuft weiter. Im
folgenden wird zwischen Teilstrom bzw. erstem Teilstrom 32 und Gasstrom bzw. zweitem
Teilstrom 33 unterschieden. Der Abzweig ist vorzugsweise ein T-Stück 31 und befindet sich
unterhalb des Filterwechslers 20 in dem regelbar beheizten Raum 40.
Der Teilstrom 33 dient zur Regelung der isokinetischen Absaugung. Er wird zunächst zum
Schutz der nachfolgenden Einrichtungen mit Hilfe eines Rohrbündel-Wärmeaustauschers 34
zur kontinuierlichen Kondensatabführung und eines zusätzlichen zweiten Trockenturmes 36
getrocknet. Der entstaubte und getrocknete Teilstrom 33 gelangt von dort in den zweiten
thermischen Massenstrommesser 38, der das abgesaugte Teilstromvolumen registriert. Die
Absaugung wird mit der zweiten frequenzgeregelten Vakuumpumpe 39 durchgeführt.
Der zur Erfassung filtergängiger Stoffe dienende Gasstrom bzw. erste Teilstrom 32 wird
zunächst durch eine Gaswaschflasche mit Gaseinleitrohr/Fritte aus Glas 42 geleitet. In
dieser Gaswaschflasche 42 befindet sich eine Absorptionslösung, die durch an der
Gaswaschflasche eingeschmolzene Glasstutzen frisch zugeführt (Stutzen oben an der
Flasche angeordnet) und abgeführt (Stutzen unten an der Flasche angeordnet) wird. In der
Absorptionslösung werden erfindungsgemäß filtergängige metallische und metalloide
Komponenten des Gasstromes bzw. ersten Teilstromes angereichert. Durch die geregelte
Zu- und Abführung einer Absorptionslösung mit Hilfe einer Schlauchpumpe 44 kann ein
Überlaufen der Gaswaschflasche 42 durch anfallendes Kondensat oder ein Austrocknen der
Gaswaschflasche 42 durch Verdunstung der Absorptionslösung verhindert werden. Die
Schlauchpumpe 44 dient ebenfalls dazu, die angereicherte Absorptionslösung im Unterdruck
durch eine oder mehrere Glaskartuschen 43 zu saugen. Die Glaskartuschen enthalten
geeignete Feststoff-Adsorbentien (Ionenaustauscher, Chelatbildner o. ä. auf anorganischen
oder organischen Trägerstoffen), an denen sich die in der Absorptionslösung gelösten
filtergängigen metallischen und metalloiden Komponenten anreichern, während die
Absorptionslösung abgereichert wird. Die Anreicherung kann beispielsweise durch Wiegen
der Adsorbentien ermittelt werden. Anschließend wird der Gasstrom bzw. erste Teilstrom 32
zweckmäßigerweise zurück in den regelbar beheizten Raum 40 unterhalb des
Filterwechslers 20 durch wenigstens eine weitere Glaskartusche 43 geleitet, in denen
geeignete Feststoff-Adsorbentien (Aktivkohle, iod-dotierte Aktivkohle) eingefüllt sind, an
denen extrem flüchtige filtergängige metallische und metalloide Komponenten aus dem
Gasstrom 32 adsorbiert werden. Die Betriebstemperatur der Glaskartuschen 45 richtet sich
nach den eingesetzten Adsorbentien Der Gasstrom wird hiernach zum Schutz der
nachfolgenden Einrichtungen in einem Elektrokühler 44 mit kontinuierlicher
Kondensatabführung und dem ersten Trockenturm 48 getrocknet. Der getrocknete Gasstrom
33 gelangt von dort in den thermischen Massenstrommesser 51, der das abgesaugte
Teilstromvolumen registriert. Die Absaugung wird mit der ersten frequenzgeregelten
Vakuumpumpe 53 durchgeführt.
Während der Probenahme werden im Sinne des Nulldrucksondenprinzips die statischen
Drücke des Hauptstromes 13 und des Teilstromes 11 an der Sondenöffnung im
Reingaskanal 10 abgegriffen und über Schläuche 56 einem Differenzdrucktransmitter 58
zugeführt. Durch Regelung des Teilvolumenstromes wird die Differenz der beiden statischen
Drücke zu Null gebracht. Die Absaugung erfolgt dann geschwindigkeitsgleich. Die Regelung
des Volumenstromes erfolgt durch Variation der Absaugleistung der Vakuumpumpe.
Die statischen Drücke werden zusammen mit der sich mittelbar daraus ergebenden
Strömungsgeschwindigkeit im Hauptstrom 13 computergestützt erfaßt. Die Temperatur im
Reingas-Hauptstrom 13 wird an der Sondenöffnung gemessen und wie die gemessenen
Volumenströme des Teil- 33 und Gasstromes 32 ebenfalls als Meßsignal an den Computer
70 weitergeleitet.
Die Heizungen des Absaugrohres 16, des Heizschlauches 19, der Beströmungskammer 21
des Filterwechslers 20 und des Raumes 40 unterhalb des Staubabscheiders 22 werden
zentral in der Steuereinheit des Probenahmesystems unabhängig voneinander geregelt. Zur
Regelung wird vorzugsweise ein Pt 100-Meßwiderstand verwendet.
Der Filterwechsel läßt sich durch verschiedene Probenahmeparameter auslösen:
Teilstromvolumen, Zeit, Frequenz (Leistung) der Vakuumpumpe Teilstrom, d. h. Erreichen
eines bestimmten Druckverlustes am Filter. Nach Erreichen des Sollwertes werden die
Vakuumpumpen ausgeschaltet. Gleichzeitig erhält der Filterwechsler das Signal für den
Filterwechsel. Nach erfolgreicher Aus- und Einwechslung gibt der Filterwechsler das Signal
für den erneuten Start der Probenahme an die Steuerung aus oder nach einer Fehlfunktion
eine entsprechende Fehlermeldung.
10
Reingaskamin
11
Teilstrom
12
Nulldruck-Entnahmesonde zur Probenahme eines für den Reingas-Hauptstrom
repräsentativen Teilstromes mit verschieden wählbaren Absaugdurchmessern
13
Reingas-Hauptstrom
14
Krümmer mit 90°-Biegeradius
16
Absaugrohr, regelbar beheizt
18
Halterung Kaminwand-Absaugrohr
19
Heizschlauch mit austauschbarer Teflonseele, regelbar beheizt
20
Filterwechslersystem zum automatischen Ein- und Auswechseln von
15
Filterhaltern/Filtern mit einem Durchmesser von 150 mm (140 mm beströmt)
21
Beströmungskammer, von außen regelbar beheizt, Dichtungen aus
temperaturbeständigem Material
22
Vorrat noch nicht beströmter Filterhalter/Filter (∅ 150 mm/l 40 mm beströmt)
23
eingewechselter, zur Zeit beströmter Filterhalter/Filter
24
Ablage ausgewechselter, bereits beströmter Filterhalter/Filter
31
T-Stück zur Abzweigung eines zur Erfassung filtergängiger Stoffe dienenden
Gasstromes aus dem isokinetisch geregelten Teilstrom
32
erster Teilstrom
33
zweiter Teilstrom
34
kontinuierlicher Kondensatabscheider in Form eines
Rohrbündelwärmeaustauschers mit Kühlwasserkreislauf
35
Kondensatauslaß
36
"Sicherheits"-Trockenturm
37
Absaugmodul, bestehend aus:
38
thermischer Massenstrommesser
39
frequenzgeregelter Vakuumpumpe
40
regelbar beheizter Raum zur Unterbringung einer Sorptionseinrichtung (hier
skizziert: ein zu beheizendes Sorbens in Glaskartusche, Variation siehe
Beschreibung des Probenahmesystems)
42
Gaswaschflasche mit Gaseinleitrohr und Fritte aus Glas, zusätzlich
eingeschmolzen zwei Glasstutzen zur Abführung der beladenen
Absorptionslösung (unten angebracht) und zur Zuführung frischer
Absorptionslösung (oben angebracht)
43
Glaskartuschen
44
Schlauchpumpe zur Förderung der Absorptionslösung
46
kontinuierlicher Kondensatabscheider in Form eines Elektrogaskühlers
47
Kondensatauslaß
48
"Sicherheits"-Trockenturm
50
Absaugmodul, bestehend aus:
51
thermischer Massenstrommesser
52
Fühler der Reingas-Temperatur im Hauptstrom
53
frequenzgeregelter Vakuumpumpe
54
Meßeinheit der Reingas-Temperatur im Hauptstrom
56
Druck-Überleitungsverbindungen
58
Differenzdrucktransmitter und Isokinetik-Regelelektronik
60
und
62
Meßsignalverstärker zur Verstärkung der Massenstromsignale
64
Beheizungsregeleinheit zur Steuerung der Heizung des Absaugrohres, des
Heizschlauches, der Beströmungskammer und des Sorptionsraumes
66
Filterwechsel-Steuerelektronik zur Synchronisation des Filterwechslers und der
Pumpen
68
externer A/D-Wandler
70
Notebook zur Hauptsteuerung, der Meßwerterfassung
und -bearbeitung
Claims (22)
1. Vorrichtung zur Langzeitprobenahme für partikelgebundene und filtergängige
metallische und metalloide Emissionen, wobei die Vorrichtung ausgehend von einer
Meßstelle in einem Reingas-Hauptstrom (13) in Strömungsrichtung gesehen folgendes
aufweist, eine Entnahmesonde (12) zum Ableiten eines Teilstromes (11), ein
Absaugrohr (16), ein Filtersystem (20) zur Staubabscheidung mit einem automatischen
Filterwechselsystem (22, 23, 24) und ein Mittel (31) zur Stromteilung, welches den
Teilstrom (11) in einen ersten Teilstrom (32) und einen zweiten Teilstrom (33) teilt,
wobei ferner zur Unterstützung der Teilströme (11, 31,32) mindestens eine
Absaugvorrichtung (39, 53) vorgesehen ist, und wobei in mindestens einem der
Teilströme eine Sorption der filtergängigen Emissionen erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem der
Teilströme eine Entfeuchtungseinrichtung (34, 36; 46, 48) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Filterwechselsystem (20) und/oder das Absaugrohr (16) und/oder zumindest ein Teil
des Sorptionssystems (43) beheizbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß in mindestens einem der Teilströme ein Massenstrommesser (38, 51) vorgesehen
ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
daß zumindest ein Teilstrom über ein Waschsystem (42) geführt ist dessen
Waschflüssigkeit zumindest in einem Teilstrom über ein Sorptionsmittel (43) geführt
ist.
6. Vorrichtung zur Langzeitprobenahme für partikelgebundene und filtergängige
metallische und metalloide Emissionen, wobei die Vorrichtung ausgehend von einer
Meßstelle in einem Reingas-Hauptstrom (13) in Strömungsrichtung gesehen folgendes
aufweist, eine Entnahmesonde (12) zum Ableiten eines Teilstromes (11), ein
Absaugrohr (16), ein Filtersystem (20) zur Staubabscheidung und ein Mittel (31) zur
Stromteilung, welches den Teilstrom (11) in einen ersten Teilstrom (32) und einen
zweiten Teilstrom (33) teilt, wobei ferner zur Unterstützung der Teilströme (11, 31, 32)
mindestens eine Absaugvorrichtung (39, 53) vorgesehen ist, und wobei in mindestens
einem der Teilströme ein Sorption der filtergängigen Emissionen erfolgt, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest ein Teilstrom über ein Waschsystem (42) geführt ist,
dessen Waschflüssigkeit zumindest in einem Teilstrom über ein Sorptionsmittel (43)
geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilstrom (32)
nach dem Waschsystem (42) über ein weiteres Sorptionsmittel (43) geführt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere
Sorptionsmittel (43) beheizbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Waschvorrichtung (42) an ein Fließsystem gekoppelt ist und die entnommene
Waschflüssigkeit vorteilhaft über zwei Adsorptionssysteme (43) geführt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
daß die Sorptionssysteme (43) Feststoff-Adsorbentien, wie Ionenaustauscher oder
Chelatbildner, insbesondere auf anorganischer oder organischen Trägerstoffen, oder
iod-dotierte Aktivkohle eingewogen enthalten.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einer der Teilströme über einen Kondensatabscheider (34, 46)
und/oder einen Trockenturm (36, 48) geführt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der
Kondensatabscheider ein Gaskühler ist, insbesondere der Kondensatabscheider (46)
im ersten Teilstrom (32).
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einer der Kondensatabscheider ein kontinuierlicher
Kondensatabscheider in Form eines Rohrbündelwärmetauschers mit Kühlkreislauf ist,
insbesondere der Kondensatabscheider (34) im zweiten Teilstrom (31).
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizung am Absaugrohr (16) regelbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entnahmesonde (12) eine Nulldrucksonde ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Absaugrohr (16) und Filtersystem (22) ein Heizschlauch (20) mit
austauschbarer Teflonseele angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (66) für die
Heizung des Teflonschlauches vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilströme (32, 33) definierte Teilmengen des Teilstroms (11) sind.
19. Verfahren zur Langzeitprobenahme für partikelgebundene und filtergängige
metallische und metalloide Emissionen,
mit folgenden Schritten,
- (a) isokinetische Teilstromentnahme aus einem Reingas-Hauptstrom an einer Meßstelle,
- (b) Staubabscheidung mit einem Filter, insbesondere Planfilter,
- (c) Teilen des Teilstromes in einen ersten und einen zweiten Teilstrom,
- (d) Absaugen des zweiten Teilstromes mittels einer Pumpe, wobei der Gasstrom kondensiert, getrocknet und dessen Massenstrom gemessen wird,
- (e) gleichzeitig zu Schritt (d) Absaugen des ersten Teilstromes mittels einer Pumpe, wobei der Gasstrom zum Erfassen filtergängiger Stoffe einer Sorption, insbesondere einer Absorption und einer Adsorption, unterzogen und anschließend kondensiert, getrocknet und dessen Massenstrom gemessen wird, und
- (f) automatisches Wechseln des Planfilters in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Probenahmeparameter.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strömungsgeschwindigkeit des Teilstromes über 20 m/s gehalten wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die
isokinetische Bedingung durch Regeln des zweiten Teilstromes, insbesondere der
Frequenz einer frequenzabhängigen Vakuumpumpe, aufrechterhalten wird, wobei die
Regelgröße vorzugsweise eine Druckdifferenz zwischen dem statischen Druck des
Reingas-Hauptstromes und des Teilstromes an der Meßstelle ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der
Probenahmeparameter in Schritt (f) ein Teilstromvolumen, die Zeit oder die
Förderleistung, insbesondere die Frequenz der Vakuumpumpe, im zweiten Teilstrom
ist.
Priority Applications (1)
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DE1997127969 DE19727969A1 (de) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Vorrichtung und Verfahren zur Lanzeitprobenahme für partikelgebundene und filtergängige metallische und metalloide Emissionen |
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DE1997127969 DE19727969A1 (de) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Vorrichtung und Verfahren zur Lanzeitprobenahme für partikelgebundene und filtergängige metallische und metalloide Emissionen |
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DE1997127969 Withdrawn DE19727969A1 (de) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Vorrichtung und Verfahren zur Lanzeitprobenahme für partikelgebundene und filtergängige metallische und metalloide Emissionen |
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DE (1) | DE19727969A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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