DE3918154A1

DE3918154A1 - Gasentnahmesonde

Info

Publication number: DE3918154A1
Application number: DE19893918154
Authority: DE
Inventors: Cetin Goekcek
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1989-06-03
Filing date: 1989-06-03
Publication date: 1990-12-06

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasentnahmesonde zur meß sicheren Erfassung gasförmiger Schadstoffe nach dem Oberbegriff des Anspruches.

Gasentnahmesonden zur meßsicheren Erfassung gasförmiger Schadstoffe bestehen aus Titan oder Edelstahl, um auch bei korrosiven Abgasen und erhöhten Temperaturen eine repräsentative Entnahme der Konzentrationen zu erhal ten. Die Probenahme kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen, um die Emission - und Immission aggresiver Schadstoffe zu überwachen. Ein be sonders wichtiges Einsatzgebiet ist die Überwachung von Großfeuerungsanlagen.

Eigene Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß sich bei der Verwendung handelsüblicher Entnahme sonden aus Titan, austenitischem Stahl oder emaillierten Stahl verfälschte Meßwerte bei der quantitativen Erfas sung von Gas- bzw. dampfförmigen Emissionen und Immissionen ergeben. Die verfälschten Meßwerte gehen zwar nicht ausschließlich auf Gasentnahmesonden aus diesen Werkstoffen zurück, aber es hat sich gezeigt, daß der überwiegende Anteil der meßtechnischen Probleme bei der Emissions- und Immissionsanalytik durch die Gasentnahmesonden verursacht werden. Die Ursachen hier für sind vor allem Wechselwirkungen, die zwischen dem strömenden Meßgas und der metallischen Oberfläche auf treten. Hierzu gehören Adsorptions- und Desorptionsvor gänge sowie Reaktionen von der Chemisorption bis zur chemischen Bindung. Aufgrund dieser Vorgänge ist eine sichere und zuverlässige Übertragung und Erfassung von Meßwerten nicht gewährleistet. Dies kann aber beispiels weise bei der Beurteilung der Rechtsfrage ob, bestimm te Grenzwerte eingehalten oder überschritten worden sind, entscheidend sein. Dies gilt in besonderem Ausmaß für die quantitative Erfassung von gasförmigen, aggres siven Komponenten, wie Chlor-, Fluor-, Stickstoff- und Kohlenstoffverbindungen.

Da grundsätzlich jede metallische Oberfläche in eine Wechselwirkung mit anderen Stoffen eintreten kann, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Gas entnahmesonde aus einem Werkstoff zu finden, der als möglicher Reaktionspartner bei hohen Temperaturen in Anwesenheit von Wasserdampf, wie es metallische Ober flächen sind, nicht infrage kommmt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Gasentnahmesonde aus gesintertem Aluminiumoxid. Die einzelnen Teile der erfindungsgemäßen Gasentnahme sonde lassen sich komplett aus gesintertem Aluminium oxid, Al₂O₃, herstellen und lassen sich beispielsweise miteinander verschrauben. Ohne nachteiligen Einfluß auf die erfindungsgemäße Wirksamkeit ist es, wenn das ge sinterte Aluminiumoxid gewisse Anteile von SiO₂ oder ZrO₂ aufweist. Diese Anteile liegen bei technischen Qualitäten in der Regel zwischen 5 und 10%, können je doch auch spürbar größer sein. Die Gasentnahmesonden gemäß der Erfindung besitzen eine chemisch und physikalisch völlig inerte Oberfläche und sind hitze und kälteschockbeständig. Sie können daher sowohl bei Raumtemperatur als auch bei extrem hohen Temperaturen, beispielsweise bis über 1200°C, eingesetzt werden. Die Eignung der erfindungsgemäßen Gasentnahmesonde zur repräsentativen Entnahme von Abgasproben mit aggressi ven Komponenten wurde an einer Vielzahl von Gasen unter sucht. Hierzu gehören z.B.

- Cl₂, HCl, COCl₂, BCl₃
- F₂, HF, BF₃
- HCN, ClCN, (CN)₂
- NO, NO₂, N₂O
- NH₃
- SO₂, SO₃, H₂S, CS₂, COS
- CO, CO₂

In allen Fällen konnten völlig unverfälschte Meßwerte erhalten werden.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt. Dargestellt ist der Kamin 1 einer Großfeuerungsanlage, deren Abgas überwacht werden soll. In den Kamin 1 ragt eine Gasentnahmesonde 2 aus gesintertem Aluminiumoxid gemäß der Erfindung. Die Gasentnahmesonde 2 ist mittels der Verschraubung 3 an das außerhalb des Kamins 1 befindliche Sondenrohr 4 an geschraubt. Auch die Verschraubung 3 und das Sondenrohr 4 bestehen gemäß der Erfindung aus gesintertem Alu miniumoxid. Die Befestigung des Sondenrohres 4 am Kamin 1 erfolgt durch einen Flansch 5. Das Sondenrohr 4 kann durch eine Heizung 8 beheizt werden, um die entnommene Abgasprobe auf der Entnahmetemperatur zu halten.

Mittels eines weiteren Flansches 7 ist an das Sonden rohr 4 ein Rohr 8 mit freiwählbarer Länge angeschlossen, welches ebenfalls gemäß der Erfindung aus gesintertem Aluminiumoxid besteht. Auch das Rohr 8 mit wählbarer Länge kann mittels einer Heizung 9 auf der Temperatur der entnommenen Abgasprobe gehalten werden. Das Rohr 8 endet in einer Filterhülse 10, welche ebenfalls gemäß der Erfindung aus gesintertem Aluminiumoxid besteht. Die Filterhülse 10 enthält ein Staubfilter. Von der Filterhülse 10 führt eine flexible Leitung aus PTFE zum Analysengerät. Dieses kann auch direkt an die Filter hülse 10 angeschlossen sein. Die Leitung 12 dient zur Zufuhr eines Spülgases zum Staubfilter. Durch die Lei tung 13 kann ein Kalibriergas eingeleitet werden, um die einwandfreie Funktion der erfindungsgemäßen Gas entnahmesonde zu überprüfen. Die Strömungsrichtung der Gase ist durch nicht mit Bezugsziffern versehene Pfeile wiedergegeben.

Claims

Gasentnahmesonde (2) zur meßsicheren Erfassung gas förmiger Schadstoffe in strömenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den gasförmigen Schadstoffen in Berührung kommenden Teile (2, 3, 4, 8, 10) der Sonde aus gesintertem Aluminiumoxid bestehen.