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Verfahren zur fortlaufenden-Prüfung von Rauchgas. Die fortlaufende
Prüfung von Verbren-. nungsvorgängen durch anzeigende oder schreibende Rauchgasprüfer
geschieht im allgemeinen durch unmittelbare oder mittelbare Messung des Gehalts
der trocknen Rauchgase an verbrannten Bestandteilen. Bei vollkommener Verbrennung
mit der theoretisch nötigen Luftmenge wird der Sauerstoff, der 2i \-olumprozente
der Luft einnimmt, aufgebraucht und zum Teil durch gasförmig verbrannte meßbare
Bestandteile ersetzt. Deshalb ist, sofern bei Verbrennung von reinem Kohlenstoff
oder reinem Schwefel zu CO., und SO., nur die theoretisch erforderliche Luftmenge
benutzt wird, der Gehal t an verbrannten Gasen 2i Prozent, und verminderter Kohlensäuregehalt
ist ein eindeutiger 'Maßstab für den Luftüberschuß. Bei anderen Verbrennungsvorgängen
kann aber der Gehalt an verbrannten Bestandteilen nicht mehr zur eindeutigen Bestimmung
des Luftül:erschusses benutzt werden, und zwar aus folgenden Gründen: Mitunter werden
aus dein verbrannten Gemenge Gase frei, die sich mit dem Rauchgas vermischen. So
wird z. B. beim Brennen von Kalk durch Abscheidung gleichfalls CO, in wechselnder
:Menge entwickelt, so daß bei \"erlirennung ohne Luftüberschuß ein Kohlensäuregehalt
von 30 bis 38 Prozent entsteht. Bei der 'Messung des CO,-Gehaltes ist also
nicht erkennbar, ob etwaige Veränderungen der als zweckmäßig erachteten Menge auf
veränderten Luftüberschuß oder veränderte Kohlensäureentwicklung zurückzuführen
ist. Beim Glasschmelzen in Hafenöfen tritt während der Rauchschmelze eine starke
Gasentwicklung (CO, und S0_) auf, so daß eine Einstellung der Luftzufuhr nach dem
Gehalt an CO= -f- SO., gerade in der wirtschaftlich wichtigsten Betriebszeit
unmöglich ist. An der Verbrennung ist ferner zuweilen ein Stoff mit festem (nicht
gasförmigem Verbrennungsprodukt beteiligt. So bindet z. B. beim Röten von Eisenkies
(Fe S,,), der finit Schwefel gemischt ist, das Eisen Sauer.. Stoff, was (las Rauchgas
um eine entsprechende Stickstoffmenge bereichert und den SO_-Gehalt der Rauchgase
bei theoretischer Verbrennung vermindert. Der Höclistgeli.-ilt an S0_ ändert sich
also je nach dem Mischungsverhältnis von Eisenkies und Schwefel. -Häufig enthält
der Brennstoff Wasserstoff, der zu Wasserdampf verbrennt. Dieser vermischt sich
mit dem aus der Brennstofffeuchtigkeit stammenden Wasserdampf und läßt sich deshalb
nicht nachweisen. Die Verwendung von Brennstoffen mit sehr verschiedenem Wasserstoffgehalt,
von dein bekanntlich der CO.-Gehalt abhängig ist, in wechselndem 'Mischungsverhältnis
ist aber häufig. So wird z. B. gemischte Kesselfeuerung mit Hochofen- oder Generatorgas
(2o bis 2.1. Prozent höchster CO.-Gehalt) und Leuchtgas lio bis 12 Prozent höchster
CO.,-Gehalt) bei Hüttenbetrieb mit Kolzsöfen angewendet, wobei eine Bestimmung des
Luftüberschusses nach dem CO..-Gehalt ganz ausgeschlossen ist.
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Die Messung des Gehaltes an Verbranntem im Rauchgas durch Betriebsinstrumente
in Metallausführung macht ferner bei stark schwefelhaltigem Brennstoff große Schwierigkeit
wegen der zerstörenden Wirkung von SO= und S03 auf Apparat und Rauchgasleitung.
Derartige Apparate versagen ini Betrieb nach kurzer Zeit.
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Alle diese Mißstände werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß
die gasförmigen Verbrennungsprodukte aus lein Rauchgas absorbiert werden und daß
die Prüfung des Luftüberschusses durch 1Messung
des zurückbleibenden
Gasrestes mit Hilfe eines selbsttätigen Gasprüfers durchgeführt wird. Der Gasrest
besteht aus Sauerstoff und Stickstoff -E- Edelgasen (Luft minus Sauerstoff, «-as
mit Luftrest bezeichnet «-erden möge). Das Verhältnis von Sauerstoff zu Luftrest
ist ein eindeutiger, von den früher geschilderten Verhältnissen unabhängiger Maßstab
für die Bestimmung des Luftüberschusses.
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Die Benutzung von Absorptionsgefäßen bei Rauchgasprüfern ist an sich
bekannt. Bei den bekannten Rauchgasprüfern dient die Absorptionsvorrichtung aber
in der eingangs erwähnten Weise zur Messung des Gehalts an verbrannten Bestandteilen,
um aus dieser Feststellung einen Schluß auf die richtige Bemessung des Luftüberschusses
ziehen zu können, während die Absorption bei dem Verfahren nach der Erfindung in
bekannter Weise nur die Beseitigung gewisser Bestandteile Lezweckt und die zur Beurteilung
des Luftüberschtises-erforderliche Messung umgekehrt an dein verbleibenden Gasrest
vorgenommen wird.
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Ein besonders zweckmäßiges Mittel zur Prüfung des Gasrestes ist die
Anwendung eines selbsttätigen Gasdichte,nessers. Die Luftrestdichte ist um 2,8 Prozent
geringer als die Dichte von Luft. Dieser Dichteunterschied genügt, um den jeweiligen
Zustand zwischen reinem Luftrest (Luftiiberschuß entsprechend 21 Prozent
CO., bei reinem Kohlenstoff) und reiner Luft (Luftüberschuß ==entsprechend
o Prozent CO.,) kenntlich zu machen.
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In Abb. I ist eine Anordnung zur Prüfung der Verbrennung von Schwefel
(z. B. Stilfit-. zellstoffabriken) dargestellt. Das im Rauchgas enthaltene SO, und
SO; zerstört erfahrungsgemäß metallene Rauchgasprüfer in kurzer Zeit. Das Rauchgas,
«-elches vom Gasdichtemesser I selbsttätig angesaugt wird, durchströmt den Spülfilter
2, in dem S(>_ und SO,; durch Wasser, das aus einer Brause 3 ztistr ömt, vollständig
absorbiert «erden. Dabei findet gleichzeitig eine Reinigung, Kühlung und Sättigung
des Gasrestes statt, der durch eine gewöhnliche eiserne, nicht säurefeste Rauchgasleitung
d. strömt. Der Gasdichtemesser arbeitet nach dem bekannten Verfahren mit gegenläufigen
Windflügeln und bringt das Dichteverhältnis des Gases in der einen Kammer j und
der V ergleichsluft in der anderen Kammer 6 zur Anzeige. Um den Einfluß eines Unter
schiedel ini Wasserdampfgehalt von Gas und V ergleichsluft auszuschalten, können
in (lern tnit Wasserfüllung versehenen geteilten Behälter 7 Gas und Vergleichsluft
bei der gleichen Temperatur gesättigt «-erden. Die Skala ist unmittelbar in Prozenten
Luftüberschuß von o bis cxo geeicht.
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Abb. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung für Kalk-, Zement-
und Glasöfen. Aus dem Rauchgas ist im wesentlichen CO, zu absorbieren, was im allgemeinen
nur auf chemischem Wege restlos möglich ist. Um den chemischen Stoff (z. B. KOH
in flüssiger oder fester Form) möglichst selten erneuern zu müssen, ist erstens
eine Vorabsorption durch Wasser im Spülfilter 2 vorgesehen. Weiter saugt eine Hilfspumpe
8 das Gas mit großer Geschwindigkeit in die Nähe des Meßappar ates 1, der
selbst nur ganz geringe Gasmengen durch das chemische Absorptionsgefäß 9 saugt,
das sich dadurch nur langsam erschöpft. Um den Einfluß von unverbrannten Gasen auf
die Anzeige zu verhindern, ist ferner eine (z. B. elektrische) Vorrichtung I o angebracht,
in welcher eine 'Nachverbrennung stattfindet.