DE2428046B2

DE2428046B2 - Gasentnahmeeinrichtung

Info

Publication number: DE2428046B2
Application number: DE19742428046
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing 2210 Nordoe Paulsen
Original assignee: Alsen-Breitenburg Zement- Und Kalkwerke Gmbh, 2000 Hamburg
Priority date: 1974-06-11
Filing date: 1974-06-11
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2428046C3; DE2428046A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entnahme von Gäsproben aus einer staubhaltigen Ofenatrnosphare und zur Zufuhr in ein Gasanalysegerät, die einen im Inneren des Ofens angeordneten Staubfilter und eine h^r> Gaszuführleitung zu dem Gasanalysegerät aufweist.

Es sind Staubfilter zur Einschaltung in die Gaszuführleitung von Gasanalysengeräten bekannt, bei denen eine sog. Filterkerze als Filterelement verwendet wird (DT-OS 19 49 082). Ein Problem bei solchen Staubfiltern besteht darin, daß das Filterelement von Hand gereinigt oder von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden muß, weil der anfallende Staub das Filterelement verstopft.

Bei einer bekannten Entnahmevorrichtung für Gase hoher Temperatur aus der staubhaltigen Atmosphäre von Zementöfen (DT-PS 11 87 398) wird versucht, das Problem des Staubanfalles dadurch zu lösen, daß der Staub durch mechanische Hilfsmittel aus dem Entnahmerohr von Zeit zu Zeit entfernt wird. Dabei läßt sich jedoch nicht verhindern, daß der Staub die Poren des Filterelementes verstopft und es dadurch im Laufe der Zeit unbrauchbar macht.

Es ist ferner eine Einrichtung zum Reinigen von Gasproben bekannt (US-PS 25 56 832), bei dem das Gas vor der Aufgabe an das Gasanalysengerät durch einen Elektrofilter gereinigt wird. Wie bei der obenerwähnten bekannten Anordnung (DT-OS 19 49 082) wird das Gas aus der Ofenatmosphäre durch ein Filterelement, das im Innern des Ofens angeorndet ist und als Staubfilter wirkt, entnommen. Es ist nachteilig, daß praktisch zwei Filter notwendig sind und daß das Filterelement gepeinigt oder ausgetauscht werden muß. Bei dieser bekannten Einrichtung wird das Gas erst nach einer Vorreinigung durch den im Ofeninnern angeordneten Staubfilter in den Elektrofilter aufgegeben, da ein großer Staubanfall in solchen geschlossenen Elektrofiltern unerwünscht ist, und da Verstopfungen in der Zuleitung zu dem Elektrofilter vermieden werden müssen. Obwohl bei dem Elektrofilter der bekannten Einrichtung eine Leitung vorgesehen ist, durch die der in dem Elektrofilter abgeschiedene Staub abgeführt werden soll, muß der Elektrofilter häufig gereinigt werden, wozu erforderlich ist, daß der Filter zerlegt und die Gasanalyse unterbrochen wird. Diese Abschaltzeiten sind besonders nachteilig, wenn eine kontinuierliche Gasanlayse, z.B. wegen CO₂-Gefahr, erwünscht ist. Schließlich bildet der in dem Elektrofilter anfallende Staub auch ein Abfallproblem, da sowohl der dauernd aus dem Elektrofilter entnommene Staub als auch der Staub beim Reinigen sauber beseitigt werden muß.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Gasentnahmeeinrichtung im Hinblick auf die genannten Mängel derart zu verbessern, daß der verwendete Stoffilter soweit wie möglich wartungsfrei ist.

Dazu ist gemäß der Erfindung die eingangs genannte Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Staubfilter ein Elektrofilter ist, dessen Abscheideraum von einem Entnahmerohr gebildet ist, in dem eine Sprühelektrode isoliert angeorndet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung stellt eine wesentliche Verbesserung der bekannten Einrichtungen in bezug auf die diskutierten Mangel dar. Durch den Elektrofilter können Gasproben für das Analysengerät kontinuierlich aus der zu analysierenden Gasatmosphäre entnommen werden, wobei feine, in dem Gas enthaltene Stäube in dem Elektrofilter abgeschieden werden. Der Elektrofilter als solcher ist annähernd wartungsfrei. Aufgrund des einfachen Aufbaus des Elektrofilters ist es auch in vorteilhafter Weise möglich, den abgeschiedenen Staub durch .Abklopfen, kontinuierliches Erschüttern oder Rütteln aus dem Entnahmerohr zu entfernen. Es ist somit ersichtlich, daß die bei der Reinigung bekannte Einrichtung auftretende Probleme und auch die Probleme der Verstopfung von Zufuhrleitungen nicht mehr auftreten. Es hat sich überraschend

, daß es möglich ist, mit dem als Elektrofilter '«bildeten Entnahmerohr tatsächlich die Staubantei-

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I aus dem Gasstrom zu entfernen, die bei der rasanalyse störend sind. Daher ist es bei der

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f. dungsgemäßen Einrichtung auch nicht mehr erfor- !Trlich den Gasstrom durch ein Filterelement vcczurei-

I bevor das Gas in den Elektrofilter aufgegeben

^W'im einfachsten Fall ist die Sprühelektrode ein mittig • dem Entnahmerohr angeordneter Draht, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Entnahmerohrs erstreckt.

Alternativ kann die Gaszuführleitung in das Entnahmerohr hineingeführt sein, sich mittig in den Entnahmerohr im wesentlichen über die gesamte Länge desselben erstrecken und als Sprühelektrode geschaltet sein.

Bei dem erfindungsgemäßen Elektrofilter ist vorzugsweise die Gaszuführleitung durch die Ofenwandung drehbar und schwingungsfägig durchgeführt, damit das bereits erwähnte Ausklopfen des Elektrofilters erleichtert wird. , ■ λ r-

Wenn die zu analysierende Gasatmosphare eine bevorzugte Strömungsrichtung hat, ist es vorteilhaft, daß das Entnahmerohr mit seiner Längsachse senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases angeorndet ist. Dadurch wird die Strömung innerhalb des Elektrofilters praktisch nur durch das Absaugen des Gases in das Analysengerät und nicht durch die Strömung der Gasatmosphäre bestimmt, so daß der Wirkungsgrad beim Abscheiden der Staubbestandteile aus dem Gas optimiert wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind im Ansaugbereich des Elektrofilters eine oder mehrere Wasser-Sprühdüsen angeordnet. Die Spriihdüsen zerstäuben Wasser oder blasen Wasserdampf in der Nähe des Ansaugbereiches ein, wodurch der Abscheidegrad des Elektrofilters verbessert wird.

Schließlich ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß um den Elektrofilter ein Drahtkäfig angeordnet ist. Dadurch kann bei explosiven oder brennbaren Gasen verhindert werden, daß das Gas durch Überschläge gezündet wird. Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektrofilters, wobei die zugehörigen Versorgungsgeräte in Blockform dargestellt sind,

Fig. 2 einen Detailschnitt durch Entnahme! ohr und Gaszuführleitung des in F i g. 1 gezeigten Elektrofilters, Fig.3 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung ähnlich Fig. 1 von einer alternativen Ausführungsform der Erfindung und

Fig.4 eine Darstellung ähnlich Fig.? von einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Der Elektrofilter gemäß Fig. 1 besteht aus einem Entnahmerohr 2, in dem eine drahtförtnigc Sprühelektrode 4 mittig angeorndet ist. Das Entnahmcrohr 2 ist an beiden Enden offen, wobei sternförmig Isolierteile 6, (s. auch Fig. 2) vorgesehen sind, um den Draht der Sprühelektrode 4 zu halten. Die Gaszuführleitung mündet in der Mitte des Entnahmerohres 2 in dieses ein.

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die Pfeile in Fig. 1 angedeutete Strömung des zu analysierenden Gases. Die Strömung beruht im wesentlichen auf dem Absaugen des Gases durch die Gaszuführleitung 10 zu dem Gas-Analysengcrät 11 und ist daher sehr gering.

Die Gaszuführleitung 10 ist durch eine Wandung 12 einei Ofens drehbar und schwingungsfähig, beispielsweise mit Hilfe einer Balgdichtung 14 hindurchgeführt. Aufgrund dieser Durchführung ist es möglich, den Elektrofilter durch eine geeignete Vorrichtung (nicht gezeigt) kontinuierlich in Schwingungen zu versetzen, wie durch den Doppelpfeil S angedeutet ist. Alternativ kann man den Elektrofilter auch durch Schläge auf die Gaszuführleitung 10 ausklopfen, damit der in dem Elektrofilter angesammelte Staub aus dem Entnahmerohr 2 herausfällt.

Die für den Betrieb des Elektrofilters erforderliche Spannung wird von einer Spannungsquelle 16 geliefert, die über eine isolierte Leitung 18 mit der Sprühelektrode 4 verbunden ist. Die Leitung 18 ist mit Hilfe einer Durchführung 20 durch die Ofenwand 12 hindurchgefiihrt. Das Entnahmerohr und die Gaszuführleitung 10 sind bei 22 geerdet.

Zum Einsprühen von Wasserdampf oder -nebel in den Ansaugbereich des Entnahmerohres 2 sind zwei Düsen 30,32 (F i g. 1) vorgesehen, die von dem Versorgungsgerät 34 versorgt werden. Die Zuleitung 36 für die Düsen ist mit einer Durchführung 38 durch die Ofenwand 12 hindurchgeführt, von der ein Schlauch 40 zu einem starren Zuleitungsrohr 42 führt, das die Düsen 30, 32 trägt. Da ein bewegliches Schlauchstück 40 zwischen der Durchführung 38 und dem starren, an dem Entnahmerohr befestigten Rohr 42 vorgesehen ist und da die Leitung 18 zu dem Sprühelektrodendraht 4 zwischen der Durchführung 20 und dem Entnahmerohr 2 ebenfalls flexibel ist, kann das Entnahmerohr 2 jeweils in die bevorzugte Lage gedreht werden, bei der seine Längsachse senkrecht zur Strömungsrichtung der zu analysierenden Gasatmosphäre ist.

Ein Drahtkäfig 44 (F i g. l)ist an der Gaszuführleitung 10 befestigt und umgibt den Elektrofilter vollständig, um eine Zündung von explosiven oder brennbaren Gasen, die gegebenenfalls in der zu analysierenden Gasatmosphärc vorhanden sind, zu verhindern. Der Drahtkäfig 44 wird so beim Abklopfen des Filters mit gereinigt.

F i g. 2 ist ein Schnitt senkrecht zur Zeichcnebene von F i g. 1 durch den dort gezeigten Elektrofilter, wobei einige Teile zur Vereinfachung weggelassen sind. Ferner ist dargestellt, wie das Entnahmerohr 2 senkrecht zu der durch die Pfeile 46 angedeuteten Strömungsrichtung der Gasatmosphäre angeordnet ist. Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrofilters, wobei die Gaszuführleitung 60 in das Entnahmerohr 62 hineingeführt ist, sich mittig in dem Entnahmcrohr 62 im wesentlichen über die gesamte Länge desselben erstreckt und als Sprühelektrode geschaltet ist. Die Gaszuführleitung ist an ihrem äußeren Ende 64 verschlossen und hat etwa in der Mitte der in dem Entnahmerohr 62 verlaufenden i Länge eine Entnahmeöffnung 66. Das Entnahmerohr ist durch sternförmige Isolierteile 68 an der Gaszuführleitung 60 befestigt. Das Entnahmerohr 62 ist zur Erdung mit der (metallischen) Ofenwand 70 durch eine elektrische Leitung 72 verbunden oder anderweitig i geerdet. Die Gaszuführleitung 60 führt zu dem Analysengeräi 74. ist jedoch elektrisch von diesem isoliert, damit die erforderliche Spannung für den Elektrofilter Hurch das Steuergerät 76 an den elektrisch leitenden, gegenüber der Umgebung, insbesondere der ·, Ofenwand 70. isolierten Teil der Gaszuführleitung angelegt werden kann. Die Gaszuführleitung 60 ist wiederum durch eine Balgdichtung 78 durch die Ofenwand 70 durchgeführt.

An den in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen des Elektrofilter, bei denen die Gasentnahme in der Mitte des Entnahmerohres erfolgt, sollte während des Klopfvorganges bzw. der Reinigung des Elektrofilter kein Gas abgesaugt werden, da der fallende Staub ^r> sonst mit in das Analysengerät abgesaugt wird.

Fig.4 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Elektrofilters, wobei das Entnahmerohr 80 an einem Ende 82 verschlossen ist. An dem verschlossenen Ende 82 mündet die Gaszuführleitung 84 in das Entnahmerohr 80. Durch diese Anordnung ergibt sich ein längerer Weg für das zu analysierende Gas von der Eintrittsöffnung des Entnahmerohrs 80 zu der Mündung der Gaszuführleitung 84 als bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 is bei gleicher Länge des Entnahmerohrs 80. In dem Entnahmerohr 80 ist als Sprühelektrode ein Draht 86 mittig ausgespannt, der an dem verschlossenen Ende des Entnahmerohrs 80 durch eine isolierende Durchführung 88 und am anderen Ende durch einen sternförmigen Isolierteil 90 gehalten wird. Die elektrische Zuleitung zu dem Sprühelektrodendraht 86 führt von einem Steuergerät 92 über eine Leitung 94, eine Durchführung 96 durch die Ofenwand 98 zu der isolierenden Durchführung 88 an dem Entnahmerohr 80. Das Entnahmerohr r, 80 und die Gaszuführleitung 84 sind bei 100 geerdet. Die Gaszuführleitung 84 ist mit Hilfe einer Balgdichtung 102 durch die Ofenwand 98 hindurchgeführt und beweglich mit dem Analysengerät 104 verbunden, damit das Entnahmerohr 80 ausgeklopft werden kann.

Selbstverständlich ist es erwünscht, daß der Elektrofilter mit den daran angeordneten Zusatzeinrichtungen ganz aus dem Ofensystem zur Durchführung von Wartungsarbeiten abgezogen werden kann. Eine entsprechende Durchführung an der Ofenwand wurde in den Zeichnungen jedoch zur Vereinfachung weggelassen. Ferner ist es erwünscht, daß, was ohne weiteres möglich ist, die im Ofeninnern befindlichen Teile des Geräts aus Materialien hergestellt sind, die Temperaturen bis zu 900° C standhalten.

Es sind Abwandlungen von den beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Elektrofilters möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So können der Drahtkäfig 44 und die Wasser-Sprüheinrichtung der in F i g. 1 gezeigten Art auch bei den Ausführungsbeispielen von F i g. 3 und 4 angewendet werden. Ferner ist es möglich, das in F i g. 3 gezeigte Entnahmerohr 62 an einem Ende zu verschließen und die Mündung in die Gaszuführleitung in die Nähe des verschlossenen Endes des Entnahmerohres zu legen, so daß sich der im Zusammenhang mil Fig.4 erwähnte Vorteil des längeren Gasweges ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Entnahme von Gasproben aus einer staubhaltigen Ofenatmosphäre und zur Zufuhr

in ein Gasanalysegerät, die einen im Innern des ^r> Ofens angeordneten Staubfilter und eine Gaszuführleitung zu dem Gasanalysegerät aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubfilter ein Elektrofilter ist, dessen Abscheideraum von einem Entnahmerohr (2, 62, 80) gebildet ist, in dem ι ο eine Sprühelektrode (4, 60, 86) isoliert angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühelektrode (4,86) ein mittig in dem Entnahmerohr (2, 80) angeordneter Draht ist, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Entnahmerohrs erstreckt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmerohr (2, 62) an beiden Enden offen ist und daß die Gaszuführleitung (10,60) in der Mitte des Entnahmerohres in dieses einmündet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführleitung (60) in das Entnahmerohr (62) hineingeführt ist, sich mittig in dem Entnahmerohr (62) über die gesamte Länge desselben erstreckt und als Sprühelektrode geschaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmerohr (80) an einem Ende offen und am anderen Ende verschlossen ist und daß die Mündungen der Gaszuführleitung (84) an dem verschlossenen Ende des Entnahmerohres liegt.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch κ gekennzeichnet, daß die Gaszuführleitung (60) an ihrem Ende (64) verschlossen ist und etwa in der Mitte der in dem Entnahmerohr verlaufenden Länge eine Entnahmeöffnung (66) hat.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden in Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführleitung (10, 60, 84) durch die Ofenwandung (12, 70, 98) drehbar und schwingungsfähig durchgeführt ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zu analysierende Gasatmosphäre eine bevorzugte Strömungsrichtung hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmerohr (2, 62, 80) mit seiner Längsachse senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases angeordnet ist. ή>

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugbereich des Elektrofilters Wasser- oder Wasserdampfsprühdüsen (30, 32) angeordnet sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um den Elektrofilter ein Drahtkäfig (44) angeordnet ist.