DE2446404A1 - Verfahren und vorrichtung zur probennahme fuer analysengeraete in stroemenden abgasen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur probennahme fuer analysengeraete in stroemenden abgasen

Info

Publication number
DE2446404A1
DE2446404A1 DE19742446404 DE2446404A DE2446404A1 DE 2446404 A1 DE2446404 A1 DE 2446404A1 DE 19742446404 DE19742446404 DE 19742446404 DE 2446404 A DE2446404 A DE 2446404A DE 2446404 A1 DE2446404 A1 DE 2446404A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
mixing chamber
exhaust gas
carrier gas
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19742446404
Other languages
English (en)
Other versions
DE2446404B2 (de
DE2446404C3 (de
Inventor
Wolf-Juergen Dr Becker
Wolfram Dr Breuer
Klaus Siemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE2446404A priority Critical patent/DE2446404C3/de
Priority to CH1242375A priority patent/CH592872A5/xx
Priority to NL7511312A priority patent/NL7511312A/xx
Priority to BE160376A priority patent/BE833818A/xx
Priority to GB39309/75A priority patent/GB1520147A/en
Priority to DK435875A priority patent/DK435875A/da
Priority to FR7529649A priority patent/FR2286379A1/fr
Priority to IT27727/75A priority patent/IT1042931B/it
Priority to US05/617,219 priority patent/US4061467A/en
Priority to JP50115729A priority patent/JPS5163681A/ja
Publication of DE2446404A1 publication Critical patent/DE2446404A1/de
Publication of DE2446404B2 publication Critical patent/DE2446404B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2446404C3 publication Critical patent/DE2446404C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2258Sampling from a flowing stream of gas in a stack or chimney
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38Diluting, dispersing or mixing samples
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/24Suction devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/24Suction devices
    • G01N2001/242Injectors or ejectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25625Dilution

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Bayer Aktiengesellschaft 2446404
Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen
509 Leverkusen, Bayerwerk
2 7. Sep, 197Ί
Ki/eb
Verfahren und Vorrichtung zur Probennahme für Analysengeräte in strömenden Abgasen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Probennahme für Analysenzwecke in strömenden Abgasen. Hierbei wird aus dem Abgashauptstrom eine Probe entnommen, mit einem meßgasfreien Trägergas verdünnt und die verdünnte Probe anschließend analysiert. Weiterhin betrifft die Erfindung Gasentnahmevorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zweck und Ziel
Mit derartigenGasentnahmevorrichtungen nach dem Verdünnungsprinzip soll das zu analysierende Gas mit einem gereinigten Trägergas so gemischt bzw. so stark verdünnt werden, daß feste, flüssige und kondensierende Begleitsubstanzen in ihrer Konzentration soweit erniedrigt werden, daß diese den weiteren Analysengang - speziell bei kontinuierlich messenden, automatischen Gasanalysengeräten- nicht mehr stören. Viele kommerziell erhältliche Geräte sind nämlich gegenüber Verschmutzungen des Meßsystems sehr empfindlich. Werden verunreinigte Gase bzw. Abgase mit trockenem, sauberem Gas in einem konstanten, definierten Verhältnis verdünnt, wird ein Verschmutzen des Meßsystems wesentlich reduziert.
Stand der Technik
Die meisten kontinuierlich messenden, automatischen Gas-Analysengeräte sind empfindlich gegen Verschmutzung des Meßsystems, Le A 15 981
609815/0651
die durch feste, flüssige "oder kondensierende Stoffe hervorgerufen wird. Zahlreiche Gasentnahmesonden sind von verschiedenen Herstellernim Handel, um diese Verunreinigungen aus dem Meßgas zu entfernen (1,2). Vorwiegend werden heute keramische Filter innerhalb oder außerhalb eines Abgaskamines eingesetzt (3,4*5,6,7). Diese Filter sollen Rußflocken und grobe Staubteilchen abfiltern. Danach folgt meist unmittelbar ein nachgeschalteter Wasserkühler mit automatischem Abscheider, der den Taupunkt des Meßgases unter die im weiteren Leitungsweg auftretenden Temperaturen senkt. Das vorgetrocknete Gas kann jetzt über etliche Meter bis in einen Analysengeräteraum in Schlauchleitungen geführt werden. Zum Abfiltern von Feinstaub ist jedoch hier weiter ein Feinfilter nötig. Meist muß das vorgetrocknete Meßgas noch völlig getrocknet oder auf einen konstanten, in das Analysengerät einzueichenden Wasserdampfgehalt eingestellt werden. Gegen weitere Störkomponenten sind eventuell noch weitere Hilfsaggregate und Zusätze notwendig.
Diese Gasentnahmevorrichtungen und Zusatzaggregate haben wegen Verstopfungen usw. nur begrenzte Standzeiten und sind deshalb wartungsaktiv. Zur Überwachung der Anlage ist qualifiziertes Wartungspersonal notwendig. Werden verunreinigte Gase mit trockenem, sauberem Gas in einem konstanten, definierten Verhältnis verdünnt, vermindert man das Verschmutzen des Meßsystems wesentlich. Dieses Verfahren ist bekannt und wird auch praktiziert. Bisher wird eine Verdünnung des zu messenden Gas meistens erst nach der Entnahme in einer speziellen Vorrichtung vorgenommen. Im einfachsten Falle besteht eine solche Verdünnungsstufe aus einem Mischgefäß, in das Meßgas und trockenes, sauberes Gas mit in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehenden Durchflüssen einströmen, und aus dem das Gemisch entnommen werden kann. Dabei wird das verunreinigte Gas mit einer Entnahmesonde direkt aus einem Kamin oder einer Abgasleitung entnommen, so daß diese Entnahmesonde verschmutzen und
Le A 15 981 - 2 -
609815/0651
topfen kann und damit einer regelmäßigen Wartung bedarf. '/.uv Krniedrigung des Wartungsaufwandes und zur Erhöhung der standzeit einer Entnahmevorrichtung wurden spezielle Verfahren und Vorrichtungen zur Verbesserung entwickelt.
Aufgabe
Dor Krfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeiten von automatischen Emissions- und Betriebsanalysengeräten bei Abluftmessüngen wesentlich zu verbessern und den Einsatz von kommerziellen Immissionsanalysengeräten zu ermöglichen.
Lösung .
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verdünnung der Probe im Abgashauptstrom durch ein von außen her eingeleitetes Trägergas erfolgt. Es wird also nicht wie bisher eine Probe aus dem Hauptstrom abgezweigt und außerhalb verdünnt, sondern die Verdünnung erfolgt im Hauptstrom selbst.
Vorteile
Mit einer Gasentnahmevorrichtung, bei der direkt im Kamin das Probegas verdünnt wird, sind die oben dargelegten Schwierigkeiten der heutigen Emissionsmeßtechnik weitgehend beherrschbar. Dadurch,ist ein Großteil der heute verfügbaren Immissionsmeßgeräte für Emissionsmessungen einsetzbar. Zahlreiche weitere, heute mit Emissionsmeßgeräten nicht erfaßbare Komponenten sind jedoch mit kommerziell erhältlichen automatischen, kontinuierlichen Immissionsmeßgeräten erfaßbar. Die Gasverdünnung muß dabei so vorgenommen werden, daß ein Verschmutzen der vom Probegas durchströmten Verdünnungsanlage und Leitungen nicht mehr erfolgt. Eventuelle chemische Reaktionen von im Probegas befindlichen Komponenten werden durch eine Verdünnung erheblich vermindert; dadurch wird die Meßgenauigkeit erhöht.
Nachfolgend werden drei verschiedene Vorrichtungen zur Durch-
Le A 15' 981 - 3 -
609815/0651 BAD ORIGINAL
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 eine Verdünnungssonde nach dem Prinzip einer Strahlpumpe
Figur 2 den Strahlpumpenkopf der Verdünnungssonde nach Figur 1
Figur 3 eine Verdünnungssonde nach dem Diffusionsprinzip und
Figur 4 eine Verdünnungssonde nach dem Prinzip der periodischen Verdünnung.
1. Verdünnungssonde nach dem Prinzip einer Strahlpumpe. 1.1 Prinzip der Verdünnung
In einem ersten Verfahren wird zur Verdünnung von Abgas eine im Inneren eines Kamins angebrachte Strahlpumpe verwendet. Bekannte Anwendungsbeispiele der Strahlpumpe sind Bunsenbrenner, Wasserstrahlpumpe und Lokomotivblasrohr. Zum Betreiben der Strahlpumpe wird hier meßgasfreie Luft (Trägergas) benutzt. Die Drucksenkung in einem plötzlich erweiterten Rohr wird bei der Strahlpumpe dazu verwendet, das umgebende Gas (Abgas) anzusaugen und fortzutransportieren. Dabei wird das aus einer Düse austretende Trägergas mit dem Abgas gut durchmischt. Die Verdünnungssonde (Strahlpumpe) befindet sich im Inneren eines Kamins, so daß die Ansaugöffnungen vom Abgashauptstrom direkt umspült werden. Über eine Entnahmeleitung wird ein Teil des entstandenen Gasgemisches mit einer Pumpe abgesaugt und einem geeigneten Gasanalysengerät zugeführt. Der größte Teil des Gasgemisches wird direkt in den Kamin abgeleitet, dadurch wird erreicht, daß sich Druckschwankungen nur wenig auf den Betriebszustand (Verdünnungsgrad) auswirken.
Für viele Anwendungsfälle ist der Verdünnungsgrad einer einfachen Strahlpumpe so groß, daß durch spezielle Maß-
Le A 15 961 - 4 -
6098 15/0651
nahmen dieser wesentlich reduziert werden mußte. Die hier bevorzugte Maßnahme besteht in einer Prallplatte dicht hinter der Düsenöffnung des Luftstrahls. Dadurch wird der Luftstrahl so weit aufgefächert, daß der Verdünnungsgrad auf 1:1o bis 1:1oo reduziert werden kann, je nach dem Abstand der Prallplatte von der Düsenöffnung.
1.2 Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel einer Verdünnungssonde nach dem Prinzip einer Strahlpumpe zeigt Figur 1. Die Verdünnungssonde wird mit dem Flanschdeckel 1 an einer geeigneten öffnung (Flansch) eines Kamins direkt in den Abgasstrom gebracht. Der Strahlpumpenkopf 2 (Figur 2) ist an einem Doppelmantelrohr 3 befestigt. Am Trägergasanschluß 4 wird das meßgasfreie Trägergas in den äußeren Teil 3a des Doppelmantelrohres 3 eingespeist und über das Trägergaszuführung sr ohr 5 in den Strahlpumpenkopf 2 am Anschluß 7 des Sondendeckels 8 zugeführt.
Die Verdünnung der Probe erfolgt im Pumpenkopf 2. Die verdünnte Probe wird durch das Innenteil 3b des Doppelmantelrohres 3 über den Meßgasanschluß 6 entnommen.
Der Strahlpumpenkopf 2 (Figur 2) besteht aus einem Zylinder 9 mit vier oder mehr Ansaugöffnungen 1o, durch die das Abgas aus dem Kamin angesaugt wird. Dieser Zylinder 9 ist in den an das Doppelmantelrohr 3 angeschweißten Flansch 11 (ähnlich Sondendeckel 8) eingeschraubt. Die Stirnseite des Strahlpumpenkopfes wird von dem auf den Zylinder 9 aufgeschraubten Sondendeckel 8 gebildet.
Das Trägergas, das durch den Anschluß 7 in den Strahlpumpenkopf 2 gelangt, strömt weiter durch die Bohrung 12 des Düsenkörpers 13. Im Innern des Strahlpumpenkopfes 2 tritt das Trägergas aus der Bohrung 12 des Düsenkörpers 13 aus. Durch die plötzliche Querschnittserweiterung wird Abgas durch die Öffnungen 1o angesaugt und mit dem Trägergas mitgerissen. Zur Begrenzung der Querschnittserweiterung
Le A 15 981 - 5 -
609815/0651
2U6404
dient die Öffnung 14 des Zylinders 15. Durch Änderung des Ansaugquerschnittes 14 kann die Ansaugmenge des Abgases und damit der Verdünnungsgrad variiert werden. Nach dieser Querschnittserweiterung strömt das Gasgemisch gegen die Prallplatte 16 des Prallplattenträgers 17» Hierdurch wird die Ansaugleistung wesentlich reduziert. Durch die Öffnung 14 zwischen Prallplatte 16 und Zylinder 15 gelangt das Gasgemisch in eine Mischkammer 18. Das Gasgemisch wird aus der Mischkammer 18 durch ca. acht Auslaßbohrungen 19 und durch die Mittelbohrung 2o des Flansches 11 in das Innenrohr 3b des Doppelmantelrohres 3 gedrückt.
Der größte Teil des Gasgemisches gelangt über das an das Innenrohr 3b angesetzte Entlüftungsrohr 21 wieder in den Kamin und wird somit verworfen (s. Figur 1). Über den Meßgasanschluß 6 des Doppeliöantelrohres 3 wird ein Teil des Gasgemisches abgepumpt und einem geeigneten Gasanalysengerät zugeführt. Durch die Entlüftung der Strahlpumpe über das Rohr 21 in den Kamin wird erreicht, daß nicht das gesamte Gasgemisch aus der Verdünnungssonde entnommen werden muß. Weiterhin wird der Einfluß von Druckschwankungen auf die Wirkungsweise wesentlich reduziert.
Der Zylinder 15 und der Prallplattenträger 17 werden vor dem Einschrauben des Strahlpumpenzylinders 9 in den Flansch 11 in der in Figur 2 gezeigten Weise zusammengesetzt und durch Anschläge in ihrer Lage fixiert. Dasselbe gilt für den Düsenkörper 13, der vor dem Einschrauben des Sondenkopfes 8 auf den Strahlpumpenzylinder 9 in ersteren eingesetzt wird.
1.3 Dimensionierungsbeispiel
In einem speziellen Ausführungsbeispiel wurde ein Verdünnungsgrad von 1:155 mit folgender Dimensionierung der Strahlpumpen-Verdünnungssonde erreicht
Le A 15 981 - 6 -
60981 5/0651
Bohrung 12 im Düsenkörper 13
Düsenkörper 13
Ansaugöffnung 14
Prallplatte 16
Tr äger ga'sdur chf luß
Meßgasentnahme
1 mm 0 1o mm 0 13 mm 0 2o mm 0 517 l/min 3o l/h
Der Düsenkörper 13 ragte um 2,9 mm über die Innenkante der Öffnung 14 von Zylinder 15 in die Mischkammer 18 hinein. Der Abstand der'Prallplatte 16 vom Düsenkörper 13 betrüg dabei 0,65 mm. Die Abmessungen wurden so optimiert, daß sich eine minimale Abhängigkeit des Verdünnungsgrades vom Trägergasdurchfluß ergab.
2. Verdünnungssonde nach dem Diffusionsprinzip
2.1 Prinzip
Zur Verdünnung des Meßgases kann weiterhin der physikalische Effekt der Diffusion verwendet werden. Eine Gasdiffusion findet statt, wenn die Konzentration (Partialdruck oder Partialdichte) eines Gases von Ort zu Ort verschieden ist. Gase verhalten sich angenähert so, als ob jedes einzelne für sich allein vorhanden wäre. Die Verdünnung erfolgt nach folgendem Prinzip: Meßgasfreies Trägergas strömt unter Druck gleichmäßig durch eine Öffnung (Schlitz) in einen Kamin (o.a.). Diese Öffnung ist mit einer Mischkammer verbunden. Infolge der verschiedenen Partialdrücke der zu messenden Meßgaskomponente im Kamin und in der Mischkammer, diffundiert die Meßkomponente gegen den Trägergasstrom in die Mischkammer. Aus der Mischkammer kann jetzt ein Teilstrom des Trägergases mit der verdünnten Meßkomponente entnommen werden. Nach diesem Prinzip lassen sich sehr hohe Verdünnungsverhältnisse von 1:10·^ bis 1:10 und höher erreichen. Der Verdünnungsgrad ist proportional der Diffusionsrate und damit abhängig von dem Trägergasstrom, der Fläche der Misch-" kammeröffnung und der Differenz der Partialdrücke der Meß-
Le A 1,5 981 - 7 -
609815/0651
2U6404 Z
komponente in Meßgas (Kamin) und Trägergas.
2.2 Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel einer Verdünnungsvorrichtung nach dem Prinzip der Diffusion zeigt Figur 3. Hier ist eine Verdünnungssonde gezeigt, die an geeigneten Haltevorrichtungen direkt in den Abgasstrom gebracht wird. Im Sondenkörper 22 befindet sich eine Bohrung 23 (mit Innengewinde) zum Anschluß der Trägergasleitung. Von der Bohrung 23 wird das Trägergas über die Bohrung 24 im Sondenkörper 22 zu einem Lochring 25 geführt. Dieser Lochring hat eine halbkreisförmige Nut 26 zum gleichmäßigen Verteilen des Trägergases auf ca. 2o Bohrungen 27 (im Lochring 25). Dadurch strömt das Trägergas gleichmäßig aus allen Bohrungen 27 des Lochringes 25 in den kegelförmigen Spalt 28, der sich zum ringförmigen Austrittsspalt 29 hin verjüngt. Der Spalt 28 wird durch Sondenkörper 22 und Spaltkörper 3o gebildet und ist an seiner Austrittsstelle etwa gleich groß wie der Austrittsspalt 29. Der Spaltkörper 3o ist auf den Sondenkörper 22 aufgeschraubt. Das Trägergas strömt mit hoher Geschwindigkeit aus Spalt 28 gegen die kreisförmige Abschlußplatte 31, die mit der Schraube 32 am Sondenkörper 22 befestigt ist. Da nur wenig Gas aus der Mischkammer 33 über die Bohrungen 34,34' und 35 mit einer Pumpe abgesaugt wird, strömt der größte Teil des Trägergases mit hoher Geschwindigkeit durch den Austrittsspalt 29 in den Kamin. Dadurch wird erreicht, daß dieser Spalt möglichst von Schmutz- und Rußteilchen freigespült wird und sich der Querschnitt des Austrittsspaltes 29 nicht verändern kann. Da nur ein geringer Teil des Meßgases aus der Mischkammer abgesaugt wird, kann der Mischkammerspalt 36, gebildet aus Sondenkörper 22 und Trägerplatte 31, kleiner sein als der Austrittsspalt Ist der Raum außerhalb der Verdünnungssonde mit einer Meßkomponente angereichert, d.h. ist die Konzentration der
Le A 15 981 - 8 -
609815/0651
Meßkomponente im Außenraum (Kamin) höher als im Trägergas "bzw. in der Mischkammer 33, so diffundiert diese Meßkomponente durch den Austrittsspalt bzw. Diffusionsspalt 29 in ,die Mischkammer 33. Durch die Bohrungen 34,34' und 35 wird das Meßgas abgepumpt und einem geeigneten Gasanalysengerät zugeführt.
2.3 Dimensionierungsbeispiel
In einem Ausführungsbeispiel betrug der Trägergasstrom ca. 100 l/h und der Durchfluß des abgesaugten Meßgasstromes ca. 2o l/h. Der Austrittsspalt 29 und der Spalt 28 (Austrittsstelle) waren 0,4 mm groß, der Spalt 36 betrug 0,3 mm.
3. Verdünnungssonde nach dem Prinzip der periodischen Verdünnung
3.1 Prinzip
Bei einer weiteren Ausführung wird die periodische Vergrößerung einer Mischkammer zur Verdünnung herangezogen. Durch die periodische Vergrößerung der Mischkammer wird etwas Abgas in die Mischkammer gesaugt und mit einem' meßgasfreien Trägergas gemischt. Das Meßgas (Gemisch aus Trägergas und Abgas) wird aus der Mischkammer abgesaugt und einem geeigneten Gasanalysengerät zugeführt. Das unter Überdruck (gegenüber dem Kamin) stehende Trägergas strömt normalerweise in den Kamin. Bei einem Ansaugtakt (Vergrößerung des Mischkammervolumens) gelangt nun etwas Abgas in die Mischkammer, wenn die Volumenvergrößerung pro Ansaugtakt größer ist als die in dieser Zeit zugeführte Trägergasmenge. Um wieder die Ausgangsstellung zu erreichen, wird das Mischkammervolumen verkleinert. Erfolgt diese Reduzierung so schnell, daß die Ausströmgeschwindigkeit durch die Ansaugöffnung impulsartig erhöht wird, wird dabei die Ansaugöffnung freigespült (Spültakt). Der Verdünnungsgrad des Abgases hängt vom zugeführten Trägergasdurchfluß, vom abgesaugten Meßgas-
Le A 15 981 - 9 -
609815/0651
durchfluß und von der Mischkammer-Volumenänderung pro Ansaughub ab. Je nach Einstellung dieser Größen lassen sich Verdünnungsgrade von 1:5 bis 1:500 erreichen.
3.2 Ausführungsbeispiel
Das Ausführungsbeispiel einer Verdünnungsvorrichtung nach dem Prinzip der periodischen Verdünnung durch Verändern eines Mischkaramervolumens zeigt Figur 4. Hier ist eine Verdünnungssonde gezeigt, die an geeigneten Haltevorrichtungen direkt im Abgasstrom eines Kamins angebracht werden kann.
Im Sondenkörper 22 befindet sich eine Bohrung 23 mit Innengewinde zum Anschluß einer Trägergasleitung. Dann wird das Trägergas über die Bohrung 24 im Sondenkörper 22 zu einem Lochring 25 geführt. Dieser Lochring 25 hat eine halbkreisförmige Nut 26 zum gleichmäßigen Verteilen des Trägergases auf ca. 20 Bohrungen 27 (im Lochring 25). Dadurch strömt das Trägergas gleichmäßig aus allen Bohrungen 27 des Lochringes 25 in den kegelförmigen Spalt 28 der sich zum ringförmigen Austrittsspalt 29 (Ansaugöffnung) hin verjüngt. Der Spalt 28 wird durch Sondenkörper 22 und Spaltkörper 3o gebildet. Der Spaltkörper 3o ist auf den Sondenkörper 22 aufgeschraubt. Spalt 28 ist an seiner Austrittsstelle gleich groß oder kleiner als der Austrittsspalt 29. Das Trägergas strömt mit hoher Geschwindigkeit aus Spalt 28 gegen die kreisförmige Abschlußscheibe 31, die mit der Schraube 32 am Sondenkörper 22 befestigt ist. Bei einem Ansaughub wird das Mischkammervolumen 33 mit dem Kolben 37, der über vier bis sechs Bohrungen 38 mit der Zylinderkammer 39 in Verbindung steht, um das Volumen4 V (entsprechend des Kolbenhubes) vergrößert. Das gesamte während des Ansaughubes durch Spalt 28 strömende Trägergas und etwas Abgas sollen durch den Spalt 36 in die Mischkammer 33 gesogen werden. Deshalb muß das während des Ansaughubes angesaugte Volumen pro Zeiteinheit größer sein als der Trägergasdurchfluß
Le A 15 981 - 1o -
609815/0651
durch den Austrittsspalt 29. Aus der Mischkammer 33 wird das dort befindliche Gas (reines Trägergas oder nach einem Ansaughub Trägergas und Abgas) kontinuierlich über die Bohrungen 40 und 41 abgepumpt und einem geeigneten Gasanalysengerät zugeführt. In den Betriebszuständen zwischen den Ansaughüben strömt das Trägergas mit hoher Geschwindigkeit aus Spalt 28 durch den Austrittsspalt 29 in den Kamin und verhindert eine Ablagerung von Staub- und Rußteilchen. Ein zusätzlicher Reinigungseffekt kann, wie schon oben erwähnt, durch impulsartiges Reduzieren des Hubvolumens beim Spültakt erreicht werden.
•3.3 Dimensionierungsbeispiel
In einem speziellen Ausführungsbeispiel wurde ein Verdünnungsgrad von 1:100 mit folgender Dimensionierung der Verdünnungssonde erreicht:
Austrittsspalt 29 Spalt 28 Spalt 36 Trägergasdurchfluß Meßgasdurchfluß Durchmesser des Kolbens 37 Hub des Kolbens 37 Hubfrequenz des Kolbens 37
0,4 mm 0,1 mm 0,3 mm 1o l/h 3,3 l/h 8 mm
4o mm
1/2 U/sec.
Die Spalte 28, 29 und 36 können wesentlich vergrößert werden, wenn man den Trägergasdurchfluß entsprechend vergrößert.
Als Gasanalysengeräte werden z.B. elektrochemische Gas-. detektoren verwendet, wie sie in der deutschen Patentschrift 1773795 beschrieben sind. In anderen Anwendungsfällen sind auch nicht dispersive IR-Analysatoren geeignet. Die Auswahl des Gasanalysengerätes richtet sich im speziellen Fall nach 'den gesuchten Komponenten im Abgas. Im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen Verdünnungssonden treten jedoch keine neuen Probleme auf. Aus diesem Grund
Le A 15 981 - 11 -
809815/0651
wird hier auf eine ausführliche Beschreibung der Gasanalysengeräts verzichtet.
Le A 15 981 - 12 -
609815/0651

Claims (4)

  1. Patentansprüche;
    Verfahren zur Probennahme für Analysenzwecke in strömenden Abgasen, bei dem aus dem Abgashauptstrom eine Probe entnommen, mit einem nießgasfreien Trägergas verdünnt und die verdünnte Probe analysiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnung der Probe im Abgashauptstrom durch ein von außen her eingeleitetes Trägergas erfolgt.
  2. 2. Vorrichtung zur Gasentnahme nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentnahmesonde aus einer vom Trägergas durchströmten Strahlpumpe (2,3) besteht, deren Ansaugöffnungen (io) vom Abgashauptstrom umspült werden, so daß das Trägergas in der Strahlpumpe einen Teil des Abgases- aus dem Hauptstrom ansaugt und sich mit ihm vermischt und daß eine Entnahmeleitung (6) an die Strahlpumpe (2,3) angeschlossen ist, die das verdünnte Abgas dem Analysengerät zuführt.
  3. 3. Vorrichtung zur Gasentnahme nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    a) daß die Gasentnahmesonde eine Mischkammer (33) aufweist, die mindestens eine Öffnung (29) besitzt, durch die das Abgas vom Hauptstrom in die Mischkammer (33) eindiffundiert,
    b) daß die Mischkammer (33) mit einer Trägergaszuleitung (23;24,25,26,27,28) verbunden ist, die gegenüber dem im Hauptstrom herrschenden Druck unter Überdruck steht
    c)und daß an die Mischkammer (33) eine Gasentnahmeleitung (34,34',35) angeschlossen ist, die das verdünnte Abgas zum Analysengerät führt.
  4. 4. Vorrichtung zur Gasentnahme nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    a) daß die Gasentnahmesonde eine Mischkammer (33)
    Le A 15 981 - 13 -
    609815/0651
    aufweist, die mindestens eine Ansaugöffnung (29) besitzt, durch die Abgas aus dem Hauptstrom in die Mischkammer (33) einströmt
    b) daß die Mischkammer (33) mit einer periodisch arbeitenden Kolbenpumpe (37) verbunden ist, so daß das Mischkammervolumen zusammen mit dem Zylindervolumen (39) periodisch veränderlich ist-
    c) daß die Mischkammer mit einer Trägergaszuleitung (23,24,25,26,27,28) verbunden ist, die gegenüber dem im Abgashauptstrom herrschenden Druck unter Überdruck steht
    d) und daß an die Mischkammer (33) eine Gasentnahmeleitung (4o) angeschlossen ist, die das verdünnte Abgas zum Analysengerät führt.
    Le A 15 981 - 14 -
    609 815/065 1
DE2446404A 1974-09-28 1974-09-28 Vorrichtung zur Probenahme in strömenden Abgasen Expired DE2446404C3 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2446404A DE2446404C3 (de) 1974-09-28 1974-09-28 Vorrichtung zur Probenahme in strömenden Abgasen
CH1242375A CH592872A5 (de) 1974-09-28 1975-09-24
BE160376A BE833818A (fr) 1974-09-28 1975-09-25 Procede et dispositif de prise d'echantillons pour appareils d'analyse dans des ecoulements de gaz de fumee
GB39309/75A GB1520147A (en) 1974-09-28 1975-09-25 Process and apparatus for the dilution of samples for analysis in a stream of exhaust gas
NL7511312A NL7511312A (nl) 1974-09-28 1975-09-25 Werkwijze voor het trekken van monsters voor analyseapparaten in stromende uitlaatgassen, alsmede een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.
FR7529649A FR2286379A1 (fr) 1974-09-28 1975-09-26 Procede et dispositif de prise d'echantillons pour appareils d'analyse dans des ecoulements de gaz de fumees
DK435875A DK435875A (da) 1974-09-28 1975-09-26 Fremgangsmade til proveudtagelse med henblik pa analyse af strommende roggasser og apparat til udovelse af fremgangsmaden
IT27727/75A IT1042931B (it) 1974-09-28 1975-09-26 Procedimento e dispositivo per il prelievo di campioni perapparecchi di analisi in gas di scarico fluenti
US05/617,219 US4061467A (en) 1974-09-28 1975-09-26 Process and apparatus for the removal of samples for analysers from a stream of exhaust gas
JP50115729A JPS5163681A (de) 1974-09-28 1975-09-26

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2446404A DE2446404C3 (de) 1974-09-28 1974-09-28 Vorrichtung zur Probenahme in strömenden Abgasen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2446404A1 true DE2446404A1 (de) 1976-04-08
DE2446404B2 DE2446404B2 (de) 1981-02-12
DE2446404C3 DE2446404C3 (de) 1981-11-26

Family

ID=5926999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2446404A Expired DE2446404C3 (de) 1974-09-28 1974-09-28 Vorrichtung zur Probenahme in strömenden Abgasen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4061467A (de)
JP (1) JPS5163681A (de)
BE (1) BE833818A (de)
CH (1) CH592872A5 (de)
DE (1) DE2446404C3 (de)
DK (1) DK435875A (de)
FR (1) FR2286379A1 (de)
GB (1) GB1520147A (de)
IT (1) IT1042931B (de)
NL (1) NL7511312A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3514588A1 (de) * 1985-04-23 1986-10-23 Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck Gehaeuse fuer sensoren, vorzugsweise fuer den einsatz von arbeitsschutzkabinen bei kraftfahrzeugen mit geregelter und temperierter luftmenge
DE3522834A1 (de) * 1985-06-26 1987-01-08 Hoelter Heinz Sensor fuer geruchswahrnehmung
DE4125555A1 (de) * 1991-08-02 1993-02-04 Rene Dr Cousin Probenahmeverfahren zur ueberwachung von adsorbierbaren abgasemissionen ueber grosse zeitraeume

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53122482A (en) * 1977-03-31 1978-10-25 Shimadzu Corp Gas analyzer
JPS5486393A (en) * 1977-12-22 1979-07-09 Hitachi Ltd Process gas analytical method
JPS5585241A (en) * 1978-12-22 1980-06-27 Kobe Steel Ltd Sampling method for radioactive exhaust gas
US4321056A (en) * 1980-12-29 1982-03-23 Cummins Engine Company, Inc. Measurement of engine oil consumption
JPS585965Y2 (ja) * 1981-07-16 1983-02-01 株式会社島津製作所 ガス中の水分測定装置
JPS6036957A (ja) * 1983-08-10 1985-02-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スラリ−中のCaCO↓3濃度の測定方法
JPS6036955A (ja) * 1983-08-10 1985-02-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スラリ−中のCaCO↓3の濃度の測定方法
JPS6036956A (ja) * 1983-08-10 1985-02-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd CaCO↓3及びCaSO↓3の濃度の測定方法
JPH0650279B2 (ja) * 1986-08-07 1994-06-29 三菱自動車工業株式会社 排出ガス分析装置
DE58903466D1 (de) * 1989-04-01 1993-03-18 Kugelfischer G Schaefer & Co Sonde zur entnahme von aggressiven gasen aus kanaelen, insbesondere rauchgaskanaelen.
GB2259982A (en) * 1991-09-28 1993-03-31 Inst Of Occupational Medicine Sampling a fluid to determine its contaminant content
US6497156B2 (en) 1999-12-28 2002-12-24 Horiba Instruments, Inc. Method for collecting exhaust gases
CN102081017B (zh) * 2011-01-18 2012-10-10 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种气体在线监测系统
CN106092663A (zh) * 2016-06-12 2016-11-09 上海大学 燃煤燃烧源排放的羰基化合物采样装置
CN108387434B (zh) * 2018-03-05 2021-05-18 中国农业大学 一种针对民用炉具性能测试的烟气稀释装置
CN108548700B (zh) * 2018-03-16 2019-07-23 华中科技大学 一种无水冷高温气溶胶定量稀释取样探头
CN109696332A (zh) * 2018-03-16 2019-04-30 中电华创电力技术研究有限公司 一种单元组合式烟气均流系统
JP7408521B2 (ja) 2020-09-23 2024-01-05 株式会社日立製作所 混合システムおよび測定システム
CN116338218A (zh) * 2022-06-13 2023-06-27 深圳市帝迈生物技术有限公司 样本分析仪及样本分析仪的控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3106843A (en) * 1960-09-30 1963-10-15 Leeds & Northrup Co Atmosphere sampling probe
DE6804417U (de) * 1968-10-28 1969-04-10 Kloeckner Werke Ag Vorrichtung zur ermittlung der zusammensetzung von gasgemischen
US3680388A (en) * 1968-11-01 1972-08-01 Pilkington Brothers Ltd Sampling of gaseous atmospheres
US3803920A (en) * 1972-11-15 1974-04-16 Environmental Protection Agenc Sample dilution device-disc diluter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3249403A (en) * 1962-11-02 1966-05-03 Beckman Instruments Inc Liquid sample reactor and evolved gas detector
GB1300108A (en) * 1969-08-28 1972-12-20 Kernforschung Gmbh Ges Fuer Apparatus for the analysis of foreign substances contained in hot steam
US3819330A (en) * 1972-02-07 1974-06-25 Itt Fluid monitoring system and fluid sampling method and apparatus for use therewith
US3741001A (en) * 1972-03-20 1973-06-26 Nasa Apparatus for sampling particulates in gases
GB1451632A (en) * 1973-02-02 1976-10-06 Analytical Instr Ltd Method for the qualitative and quantitative detection of vapours from low volatility compounds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3106843A (en) * 1960-09-30 1963-10-15 Leeds & Northrup Co Atmosphere sampling probe
DE6804417U (de) * 1968-10-28 1969-04-10 Kloeckner Werke Ag Vorrichtung zur ermittlung der zusammensetzung von gasgemischen
US3680388A (en) * 1968-11-01 1972-08-01 Pilkington Brothers Ltd Sampling of gaseous atmospheres
US3803920A (en) * 1972-11-15 1974-04-16 Environmental Protection Agenc Sample dilution device-disc diluter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3514588A1 (de) * 1985-04-23 1986-10-23 Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck Gehaeuse fuer sensoren, vorzugsweise fuer den einsatz von arbeitsschutzkabinen bei kraftfahrzeugen mit geregelter und temperierter luftmenge
DE3522834A1 (de) * 1985-06-26 1987-01-08 Hoelter Heinz Sensor fuer geruchswahrnehmung
DE4125555A1 (de) * 1991-08-02 1993-02-04 Rene Dr Cousin Probenahmeverfahren zur ueberwachung von adsorbierbaren abgasemissionen ueber grosse zeitraeume

Also Published As

Publication number Publication date
FR2286379A1 (fr) 1976-04-23
GB1520147A (en) 1978-08-02
IT1042931B (it) 1980-01-30
DE2446404B2 (de) 1981-02-12
NL7511312A (nl) 1976-03-30
BE833818A (fr) 1976-03-25
CH592872A5 (de) 1977-11-15
DE2446404C3 (de) 1981-11-26
DK435875A (da) 1976-03-29
US4061467A (en) 1977-12-06
JPS5163681A (de) 1976-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2446404A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur probennahme fuer analysengeraete in stroemenden abgasen
AT391556B (de) Verfahren und einrichtung zur stetigen entnahme einer teilmenge aus einem gasstrom
EP0291630B1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Aufbereitung eines zu analysierenden Gases
DE1909843C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen quantitativen Analyse eines in Flüssigkeitsproben enthaltenen gasförmigen Bestandteils
DE2225802C3 (de) Verfahren nebst Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration eines Bestandteils in einem gasförmigen Probengemisch
EP1467194B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Detektion, Charakterisierung und/oder Elimination von Schwebeteilchen
DE1954426A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Pruefen von gasfoermigen Atmosphaeren
EP3492900B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verdünnen eines aerosols
DE3440729A1 (de) Duese zur kontinuierlichen entnahme repraesentativer probe von staubhaltigem gas zwecks analysierens desselben
DE1117901B (de) Kolorimeter-Durchflusskuevette
EP3492901B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum verdünnen eines aerosols
DE3339073A1 (de) Verfahren zum analysieren von gasgemischen
AT509557A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur analyse des abgases von verbrennungskraftmaschinen, sowie abgas-kühler für diese vorrichtung
DE2438857A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum reinigen einer gasstroemung
DE1950989A1 (de) Analysiergeraet
DE3024847A1 (de) Vorrichtung zur kolorimetrischen messung von gasspuren
WO1992014130A1 (de) Einrichtung in aggregaten zur messgasaufbereitung für die gasanalyse
AT514381A1 (de) Venturiverdünner
EP0344618B1 (de) Vorrichtung zur Entnahme einer Gasprobe
EP3112845A1 (de) Vorrichtung zur optischen in-situ analyse eines messgases
DE2029959A1 (de) Gasbehandlungsvorrichtung
CH682524A5 (de) Vorrichtung zur Ueberwachung der Atmosphäre innerhalb des Sicherheitsbehälters einer Reaktoranlage.
AT1571U1 (de) Anordnung zur probenentnahme
DE202016101286U1 (de) Vorrichtung zur optischen In-Situ Analyse eines Messgases
DE3928081C2 (de) Vorrichtung zur Erfassung der Trübung von Gasen

Legal Events

Date Code Title Description
OF Willingness to grant licences before publication of examined application
OGA New person/name/address of the applicant
OGA New person/name/address of the applicant
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee