DE2541285A1

DE2541285A1 - Verfahren und vorrichtung zur gasprobenentnahme fuer analysen

Info

Publication number: DE2541285A1
Application number: DE19752541285
Authority: DE
Inventors: Robert Lawson
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1974-10-28
Filing date: 1975-09-16
Publication date: 1976-04-29
Also published as: GB1500508A; BE834914A; FR2289899B1; DK483475A; IE41818L; NL7512621A; ZA756720B; JPS5185780A; IT1047246B; FR2289899A1; IE41818B1; LU73657A1

Description

für Analysen

Die Erfindung bezieht sich auf die Gasprobenentnahme zum Zwecke der Analyse. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit der Probenentnahme eines Gases, welches eine kontinuierliche Überwachung durch Analyse und eine schnelle Übertragung nach dem Analysator erfordert, der vom Gasentnahmepunkt entfernt liegt. Bei zahlreichen Verfahren, die sich mit chemischen Veränderungen befassen und eine Vergeudung oder ein Abblasen von Gasen verursachen, liefert die chemische Zusammensetzung der Abgase eine nützliche Anzeige für den Portgang der Reaktionen, die während des Prozesses stattfinden. Ein solches Verfahren ist die Umwandlung von Eisen in Stahl durch Impfen mit Sauerstoff, wobei die Entkohlungsreaktion, die bei der Umwandlung auftritt dadurch überwacht werden kann, daß man die ausströmenden Gase auf Sauerstoff, Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd untersucht.

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Bei einem derartigen System ist das Ausmaß der Überwachung, das während des Verfahrens durchgeführt werden kann, zum Teil abhängig von der Geschwindigkeit mit der die Information über das Verfahrensereignis abgezogen und der Überwachungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden kann. Ein Faktor,der die Ansprechgeschwindigkeit beeinträchtigt, ist die Zeit die erforderlich ist, um das abgezogene Gas dem Gasanalysator zuzuführen.

Bei dem Sauerstoff-Aufblasverfahren werden abgegebene Gase und Rauch in einer Haube über dem Gefäß zur Stahlherstellung bei einer Temperatur von ungefähr 1 500 Grad C gesammelt. Diese Prozeßgase werden zwecks Reinigung, Kühlung und zur Abgabe weggeleitet, um eine gute Zugänglichkeit zu erhalten und um die gesteuerte und stabile Umgebung zu erhalten,die der Gasanalysator erfordert, ist es zweckmäßig, die Analysatoren vom Stahlherstellungsgefäß und vom Abgassystem genügend weit weg zu legen. Es kann ein Gasanalysator jedoch im typischen Falle eine Gaszuführungsrate von ungefähr 1 Liter pro Minute erfordern und dies ergibt eine lange Übertragungszeit und eine entspre chend lange Zeit für den Analysator, damit er auf das Verfahrensereignis ansprechen kann.

Gemäß der Erfindung wird das Verfahren zur Entnahme und Übertragung von Gas für Zwecke der Analyse von der Gasquelle nach dem fern von der Gasquelle liegenden Gasanalysator in der Weise durchgeführt, daß eine relativ große Gasübertragungsrate von der Gasquelle über eine relativ lange erste Gasentnahmeleitung abgenommen wird, die in Verbindung eit einer relativ kurzen zweiten Gasentnahmeleitung steht und dal eine relativ geringe Gasübertragungsrate von der ersten Gesentnahmeleitung lungs der zweiten Gasentnahmeleitung und von dort nach dem Gasanalysator benutzt wird.

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Die Erfindung betrifft auch ein System zur Analyse einer Gasprobe aus einer Gasquelle, wobei erfindungsgemäß eine relativ lange erste Gasentnahmeleitung mit einer relativ hohen Rate eine Gasprobe von der Gasquelle nach einer relativ kurzen zweiten Gasentnahmeleitung überführt, welch letztere einen Teil der Gasprobe mit einer relativ geringen Rate von dem ersten Gasentnahmekanal nach dem Gasanalysetor überführt.

Des nicht nach der zweiten Leitung gelangende Gas wird beispielsweise in die Atmosphäre abgeblasen. Es ist möglich, daß die Gasmenge, die länge der zweiten Gasleitung geführt wird, größer ist als die vom Analysator erforderliche Gasmenge und in diesem Fall kann die überschüssige Gasmenge in gleicher Weise abgeblasen werden und zwar vorzugsweise von einem Punkt, der in der Nähe des Analysators liegt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung besehrieben. Die einzige Fig. der Zeichnung zeigt schematisch,nicht maßstabsgerecht ein Gefäß für das Sauerstoff-Aufblasverfahren mit seinem Abgassystem und einer Abgasentnahmeleitung, sowie e'.nein Analysator.

Das Stahlherstellungsgefäß 10 ist mit einer Haube 11 versehen und weist eine Sauerstofflanze 12 auf. Die Haube zieht die heissen Abgase in einen Abgaskanal Ι*}-, über den sie aus dem Verfahren ausgeblasen werden.

Eine Entnahmesonde 15 liegt im Abgaskanal an einer Stelle,die sich benachbart zu dem Stahlgefäß liegt, um die Gasübertragungszeit zu vermindern. Sie liegt jedoch andererseits an einer Stelle, an der eine vollständige Mischung der Abgase gewährleistet ist. Dieser Punkt kann sich etwa 25 Meter über der Haube 11 befinden, und die Gastemperatur hat sich dort auf etwa 1 JOO Grad C gesenkt.

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Die Abgasprobe, die über die Sonde 15 entnommen wurde, läuft mit einer Menge von ungefähr 130 Liter pro Minute längs einer ersten Entnahmeleitung 16 durch einen Filter 17 und einen Kühler 18 nach einer Vakuumpumpe 19. Im Filter werden Dampfpartikel entfernt und im Kühler wird die Temperatur des Gases auf die normale Umgebungstemperatur erniedrigt. Hinter der Pump£ strömt das Gas weiter längs der Leitung 16 mit einem positiven Druck bis die Leitung nach einem Analyseraum 20 führt, und zwar in einem gewissen Abstand vom Entnahmepunkt. Die Leitung l6 tritt durch den Analyseraum hindurch und die größere Menge des entnommenen Gases wird bei 24 in die Atmosphäre ausgeblasen. In der Abgasleitung hinter dem Analyseraum befindet sich kein Strömungswiderstand, der einen Rückdruck erzeugen könnte, und damit die Gastransportzeit in schädlicher Weise erhöhen könnte.

Ein zweiter Entnahmekanal 25 zweigt von dem ersten Entnahmekanal l6 innerhalb des Analyseraumes ab und ein Teil des entnommenen Gases wird längs der zweiten Leitung 25 und durch einen Filter 26 mit einer Menge von ungefähr 5 Litern pro Minute durch ein Pumpe 27 gefördert. Von der Pumpe 27 führt der zweite Entnahmekanal durch einen weiteren Kühler 28, um jede Restfeuchtigkeit des Gases zu entfernen und dann nach drei Gasanalysatoren die durch einen paramagnetischen Sauerstoffanalysator 31 und Infrarotanalysatoren 32 und 33 für Kohlenstoffmonoxyd bzw. Kohlenstoffdioxyd gebildet werden. Von diesen Analysetoren wird das Gas über eine Leitung 35 abgeblasen.

Die Analysatoren 31, 32 und 33 erfordern je eine Gaszufuhr von etwa 1 Liter pro Minute. Es ist deshalb eine Abzapfleitung 36 in der zweiten Gasentnahmeleitung 25 unmittelbar stromaufwärts der Analysatoren vorgesehen, um überschüssiges Gas in die Atmosphäre abzublasen.

Es hat sich als möglich erwiesen, das Stahlhersteilungsverfahren mit einer Zeitverzögerung von nur 10 bis 15 Sekunden zwischen Ent-

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nähme des Abgases und der Herstellung einer Analyse auf SauerstoffKohlenmonoxyd-und Kohlendioxydgehalt zu beeinflussen, wenn man die erfindungsgemäße Anordnung benutzt.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Entnahme und Übertragung von Gas zu Analysezwecken von einer Gasquelle nach einem entfernt von der Gasquelle liegenden Gasanalysator durch Abziehen des Gases längs einer Entnahmeleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einer relativ großen Gasübertragunsrate von der Gasquelle (15) längs einer ersten relativ längen Gasentnahmeleitung(l$ abgezogen wird, die mit einer relativ kurzen zweiten Gasentnahmeleitung(2^ in Verbindung steht über die das Gas mit einer relativ geringen Gasübertragungsrate abgezogen wird und von wo das Gas dem Gasanalysator(j51, 32, 33) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssiges Gas, das längs der ersten G?sentnahmeleitung (ΐβ) entnommen wurde und möglicherweise auch durch die zweite Gasentnahmeleitung (25) gelangt, nach der Atmosphäre ausgeblasen wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit Abgasen aus einem Sauerstoffaufblasverfahren vermischt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas längs der Entnahmeleitungen (16, 25} mit einem Druck abgezogen wird, der größer ist als der atmosphärische Druck.
5. Anlage zur Analyse eines aus einer Gasquelle austretenden Gases, zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei der die Gasprobe von der Gasquelle nach einem Gasanalysator, der entfernt von der Gasquelle angeordnet ist, dadurch zugeführt

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daß die Gasprobe länge einer Entnahmeleitung geführt wird, dadurch gekennz e i chne t , daß eine relativ lange erste Gasentnahmeleitung (16) vorgesehen ist, um das Gas mit einer relativ hohen Rate von der Gasquelle (15^S; abzuziehen und einer relativ kurzen zweiten Gasentnahmeleitung (25} zuzuführen, wobei die zweite Gasentnahmeleitung (25^N einen Teil der Gasprobe mit einer relativ niedrigen Rate von der ersten Gasentnahmeleitung (l6) nach einem Gasanalysator (31* 32, 33^s überführt.
6. Anlage nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gasentnahmeleitung (16) und erforderlichenfalls die zweite Gasentnahmeleitung (25) Auslässe nach der Atmosphäre stromab der Verbindung mit der zweiten Gasentnahmeleitung (25; bzw. den Gssanalysatoren (3I, 32, 33; aufweist.
7. Anlage nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle einer Entnahmesonde (15; im Abgaskanal (14) eines Gefäßes (l4) zur Stahlherstellung nach dem Sauerstoff-Aufblasverfahren ist.
8. Anlage nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (l6)und/oder die zweite Gasentnahmeleitung (25) mit einem Filter (17, 26} und einer Pumpe (19, 27} ausgestattet ist.

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