DE3440730A1 - Gas mixture analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
: :.·'.· ": ": ' ":"\:-'· Patentanwälte ·..-·..· .:. .:. "..■ Dr. Loesenbeck (1980) 3 Dipl.-lng. Stracke:: . · '. · ":": '" : " \ : - '· Patent Attorneys · ..- · .. ·.:. .:. ".. ■ Dr. Loesenbeck (1980) 3 Dipl.-Ing. Stracke
Oy Tampeiia Ab Dipl.-lng. LoesenbeckOy Tampeiia From Dipl.-Ing. Loesenbeck
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Gasgemisch-AnalysenmethodeGas mixture analysis method
Diese Erfindung betrifft eine Methode" zum Analysipren eines eventuell staubförmigen Peststoff enthaltenden Gasgemischs durch Abtrennen einer bestimmten Menge G-asgemisch und Weiterleiten derselben über einen Probenahmekanal hin zur Analysierung,wobei dem abgetrennten Gasgemisch, um es in Flüssigkeit zu absorbieren, eine bekannte Menge Flüssigkeit untergemischt wird, wobei dann die Analyse durch Analysieren von Gasgemisch absorbierter Flüssigkeit erfolgt. This invention relates to a method "for analyzing a possibly Gas mixture containing dusty pesticides by separating it off a certain amount of gas mixture and forwarding the same via a sampling channel for analysis, the separated Gas mixture to absorb it in liquid, a known amount of liquid is mixed in, with the analysis is done by analyzing gas mixture of absorbed liquid.
Bekannt ist bereits, den Staubgehalt von Rauchgasen in der Weise zu messen, dass man den Rauchgasen in passenden Zeitabständen jeweils eine Probe entnimmt und diese auf ihren Staubgehalt analysiert. It is already known to measure the dust content of flue gases in such a way that the flue gases are measured at appropriate time intervals takes a sample and analyzes it for its dust content.
Bekannt ist auch die kontinuierliche Messung des Rauchgas-Staubgehaltes mit Hilfe von Lichtoptik, welche jedoch nur die summarische Staubmengenänderung anzeigende Daten liefert.The continuous measurement of the smoke gas dust content is also known with the help of light optics, which, however, only provide data indicating the total change in the amount of dust.
Von der deutschen Offenlegungsschrift 27 23 310 her kennt man auch ein Verfahren und eine Vorrichtung für kontinuierliche Gasanalyse durch Absorbieren von Gas in eine strömende Flüssigkeit und Messen der vom Gas in die Flüssigkeit übergegangenen Ionen mit einer ionenempfindlichen Elektrode, wobei man die Absorptionsflüssigkeit unmittelbar vor der Messung als feinen Nebel in das Gas sprüht, die flüssige Phase vom Gas trennt und in kontinuierlichem Strom durch ein mit ionenspezifischen Elektroden bestücktes Messgefäss schleust.One also knows from the German Offenlegungsschrift 27 23 310 a method and apparatus for continuous gas analysis by absorbing gas into a flowing liquid and measuring the ions transferred from the gas into the liquid with an ion-sensitive electrode, whereby the absorption liquid immediately before the measurement as a fine mist in the gas sprays, separates the liquid phase from the gas and in a continuous flow through a measuring vessel equipped with ion-specific electrodes channel.
Mit diesem bereits bekannten Verfahren und dieser bereits bekannten Vorrichtung lassen sich jedoch keine staubhaltigen Gase analysieren. In der Vorrichtung muss das Probegas über die gesamte Länge des Probenahmerohres, die in der Praxis mehrere Meter betragen kann, in trockenem Zustand zur Absorptionastelle geführt worden.With this already known method and this already known However, the device cannot analyze dust-containing gases. The sample gas must be in the device over the entire length of the sampling pipe, which in practice can be several meters, has been led to the absorption point in a dry state.
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Unter diesen Umständen setzt sich eventueller Staub während der Messung an den Kanalwänden ab, von wo er beim Messen der Staubmenge und -komponenten zwecks Analysierens in die Probe gespült werden muss und Strömungsstörungen bei der Probenahme verursacht indem er u.a. eine isokinetische Probenentnahme verhindert.Under these circumstances, any dust settles on the duct walls during the measurement, from where it is deposited when the amount of dust is measured and components has to be flushed into the sample for analysis and causes flow disturbances during sampling Among other things, it prevents isokinetic sampling.
Bei der in o.g. Schrift beschriebenen lösung erfolgt die Absorption in einer Flüssigkeitsdusehe, wobei die Probegas-Verweilzeit in der Absorption wie auch die Absorptionsfläche sehr schlecht sind, so dass die Absorption in nur sehr unvollständiger Weise erfolgt. Quantitative Stoffwerte können dabei nicht gewonnen werden, sondern man muss sich mit der blossen Angabe begnügen, ob ein gewisser Stoff im zu analysierenden Gasgemisch eventuell enthalten ist oder nicht. Dazu kommt, dass in sehr niedrigen Konzentrationen enthaltene Gase sowie schlecht absorbierbare Gase"unbemerkt bleiben, da sie wegen der kurz bemessenen Absorptionszeit nicht in wahrnehmbarer Konzentration in die Flüssigkeit gelangen können.In the case of the solution described in the above document, absorption takes place in a liquid nozzle, the sample gas residence time in the absorption as well as the absorption area being very poor, see above that the absorption takes place in only a very incomplete manner. Quantitative material values cannot be obtained, but one has to be content with simply stating whether a certain substance may be contained in the gas mixture to be analyzed is or not. On top of that, in very low concentrations contained gases as well as poorly absorbable gases "go unnoticed stay, as they cannot get into the liquid in a perceptible concentration due to the short absorption time.
Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Methode geschaffen v/erden, die sogar die kontinuierliche Messung von Komponenten eventuell staub förmigen Feststoff enthaltenden Gasgemischs sowohl qualitativ als auch quantitativ erlaubt, und insbesondere eine Methode zur kontinuierlichen Messung des Glaubersalzgehaltes von Sodakessel-Rauchgasen. The present invention is intended to create a method the gas mixture containing even the continuous measurement of components, possibly dust-like solids, both qualitatively as well as quantitatively allowed, and in particular a method for the continuous measurement of the Glauber's salt content of soda boiler flue gases.
In der Beschreibung und in den Patentansprüchen der Anmeldung ist unter Analysieren eventuell staubförmigen Feststoff enthaltenden Gasgemischs das Analysieren von gasförmigen Komponenten und/oder von in staubförmiger Form vorliegenden einzelnen Feststoffkomponenten zu verstehen. Unter dem Begriff Gasgemisch ist entsprechend eine wenigst ens zwei gasförmige Stoffe oder wenigstens einen gasförmigen Stoff und wenigstens einen Feststoff enthaltende Kombination zu verstehen.In the description and in the claims of the application is under analyzing possibly dusty solids Gas mixture analyzing gaseous components and / or individual solid components present in dusty form to understand. The term gas mixture accordingly means at least two gaseous substances or at least one To understand gaseous substance and at least one solid-containing combination.
Die Hauptmerkmale der Erfindung gehen aus den beigefügten Patentansprüchen hervor.The main features of the invention emerge from the appended claims emerged.
Gemäss der Erfindung wird vom zu analysierenden Gasstrom bzw. von einer grossen zu analysierenden Gasmenge ein kleiner Gasstrom isokinetisch in einen Probenahmekanal abgezweigt und über diesen Kanal der Analysierung zugeführt. Unmittelbar nach Abzweigung dieses kleinen Gasstroms, d.h. gleich am Anfang des ProbenahmekanalsAccording to the invention, a small gas flow becomes isokinetic from the gas flow to be analyzed or from a large amount of gas to be analyzed branched off into a sampling channel and fed to the analysis via this channel. Immediately after branching off this small gas flow, i.e. right at the beginning of the sampling channel
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wird unter den Gassstrom Flüssigkeit gemischt, was z.B. durch Einspritzen von einem die Probenahmekanalmündung umgehenden spaltförmigen Kanal aus erfolgt, wobei die flüssigkeit in Querrichtung des Probenahmekanals einen zusammenhängenden filmartigen Schleier bildet und sich auf diese Weise intensiv mit dem im Kanal strömenden ""Gasgemisch vermischt. Flüssigkeit und Gas vermischen sich zum· einen miteinander, wobei die Absorption unmittelbar einsetzt, 'bilden zum anderen im Probenahmekanal aber alternierende Abschnitte in Porm von Flüssigkeitspfropfen und dazwischen liegenden gasgefüllten Strecken. Wenn nun Gas und Flüssigkeit auf diese Weise in dem bis zu mehrere Dutzend Meter langen Probenahmekanal zur Analysenvorrichtung strömen, wird dadurch eine so vollkommene wie mögliche Absorption erzielt; gleichzeitig sorgt die im Kanal fliessende Flüssigkeit dafür, dass eventuelle Staubpartikel im Kanal vorwärtsgeschwemmt v/erden und sich nicht an der Kanalwand absetzen, den Kanal verstopfen und die Messung durcheinanderbringen.liquid is mixed under the gas flow, e.g. by injection from a gap-shaped opening bypassing the sampling channel Channel takes place, wherein the liquid forms a coherent film-like veil in the transverse direction of the sampling channel and in this way mixes intensively with the "" gas mixture flowing in the channel. On the one hand, liquid and gas mix with each other, whereby the absorption starts immediately, but on the other hand they form alternating sections in the sampling channel Porm of liquid plugs and gas-filled ones in between Stretch. If now gas and liquid in this way in the up to several dozen meters long sampling channel to the analysis device flow, absorption is as perfect as possible; at the same time, the flowing in the canal ensures Liquid to ensure that any dust particles in the canal are swept forward and do not settle on the canal wall, the Clog the duct and mess up the measurement.
Kennt man nun den Durchsatz (Menge/Zeiteinheit) der unterzumischenden Flüssigkeit und den Durchsatz des zur Analyse strömenden Gases, so lassen sich, sogar im kontinuierlichen Messverfahren, aus der Absorptionsflüssigkeit leicht jene Komponenten bestimmen, für die man ein Analysenverfahren kennt. Weiter lässt sich, gestützt auf gewisse Faktoren und als Ergebnis der Analyse erhaltene Messwerte, eine Berechnungsmethode ausarbeiten, die als Ergebnis den Gehalt der jeweiligen Komponente je Gasvolumeneinheit angibt.You now know the throughput (amount / time unit) of the to be mixed in The liquid and the throughput of the gas flowing for the analysis can be determined from the Absorbent liquid easily determine those components for which an analytical method is known. Further, based on certain factors and measured values obtained as a result of the analysis, work out a calculation method that results in the salary of the respective component per gas volume unit.
Soll der Mittelwert für einen bestimmten Zeitraum gemessen werden, kann man die gleiche Absorptionsflüssigkeit in der Anlage zirkulieren lassen, wobei die Konzentration der absorbierten Komponente in der Flüssigkeit ständig steigt. Die Gesamtmenge der absorbierten Komponente dividiert durch die gemessene Gasmenge würde somit die mittlere Konzentration im betreffenden MessungsZeitraum angeben.If the mean value is to be measured for a certain period of time, one can circulate the same absorption liquid in the system, with the concentration of the absorbed component in the liquid is constantly increasing. The total amount of absorbed component divided by the measured amount of gas would be thus indicate the mean concentration in the relevant measurement period.
Eine Anwendungsform der kontinuierlichen Konzentrationsmessung ist das Messen das Glaubersalzgehaltes von Sodakessel-Rauchgasen unter kontinuierlicher Anzeige. Gegenstand der Messung ist hier ein gut wasserlösliches Salz, dessen Konzentration im Wasser mit Hilfe eines im Flüssigkeitsstrom angeordneten Na-spezifischen Elektrodenpaares erfasst werden kann.One application form of continuous concentration measurement is measuring the Glauber's salt content of soda boiler flue gases with continuous display. The subject of measurement here is a good water-soluble salt, its concentration in water with the help of a pair of Na-specific electrodes arranged in the liquid flow can be captured.
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Die Peststoffe und Gase werden vorzugsweise vor dem Analysieren des Wasserstroms von diesem getrennt, wobei dann am Wasserstrom dessen Natriumionengehalt mit einer Natriumionen-spezifischen Elektrode gemessen werden kann.The pesticides and gases are preferably analyzed prior to analyzing of the water flow separated from this, then the sodium ion content of the water flow with a sodium ion-specific Electrode can be measured.
Das als Absorptionsflüssigkeit verwendete Wasser wird zwecks Sicherung des Offenbleibens der Probenahmeöffnung in den Probenahmeraum, etwa an die Probenahmesteile der Probenahmesonde, geleitet, und zwar so, dass infolge eines im Pr obenahme raum herrschenden Unterdrucks sämtliches Wasser in den Probenahmeraum gelangt.The water used as the absorption liquid is used for backup the opening of the sampling opening in the sampling room, for example to the sampling parts of the sampling probe, in such a way that as a result of a negative pressure prevailing in the sampling room all water enters the sampling room.
Das Analysieren des Wasserstroms kann mit einer Natriumionen-selektiven Elektrode oder mit einer anderen an sich bekannten Messvorrichtung, zum Beispiel mit einem kontinuierlich arbeitenden Plammenfotometer, oder durch turbidimetrische Sulfatanalyse erfolgen.Analyzing the water flow can be done with a sodium ion-selective Electrode or with another known measuring device, for example with a continuously operating plasma photometer, or by turbidimetric sulfate analysis.
Auf die erfindungsgemässe V/eise lässt sich das Rauchgas-Glaubersalzgehaltsprofil des Sodakessels an gewünschten Stellen des Rauchgaskanals kontinuierlich verfolgen. Mit Hilfe der Erfindung gewinnt man unmittelbar Informationen über die Glaubersalzkonzentrationen an verschiedenen Punkten des Rauchgaskanals und zum Beispiel auch über den Einfluss .des Schornsteinfegens oder des Abklopfens der Elektrofilter auf die Staubemission.The flue gas-Glauber's salt content profile can be based on the inventive method of the soda boiler continuously at desired points in the flue gas duct. With the help of the invention wins you get immediate information about the Glauber's salt concentrations at various points in the flue gas duct and, for example, about the influence of chimney sweeping or knocking the electrostatic precipitator on dust emissions.
Im folgenden wird eine nähere Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gegeben, die in schematiseher Darstellung eine Vorrichtung zur Anwendung der erfindungsgemässen Methode auf die Messung des Glaubersalzgehaltes von Sodakessel-Rauchgasen zeigt.In the following, a more detailed description of the invention is given with reference to the accompanying drawings, which are shown schematically Representation of a device for applying the method according to the invention to the measurement of the Glauber salt content of soda boiler flue gases shows.
In der Zeichnung trägt der Rauchgaskanal die Bezugszahl 1. Probegas 2 wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch eine besondere Probenahmesonde 4 hindurch angesaugt. Die Innenfläche der Sonde wird durch einen kontinuierlichen Wasserstrahl gespült; das Wasser wird dabei über die Leitung 5 so in den Probenahmekopf der Sonde 4 geleitet, dass zwecks Waschens des Probegases und Sauberspülens der Sondeninnenfläche mit einer genau abgemessenen Wassermenge sämtliches Wasser ins Innere der Probenahmesonde 4 gelangt. Danach wird dieses V/asser über die Leitung 6 in die Trennvorrichtung 7 geleitet, wo die wasserunlöslichen FeststoffteilchenIn the drawing, the flue gas duct bears the reference number 1. Sample gas 2 is sucked in through a special sampling probe 4 at a certain speed. The inner surface of the The probe is rinsed by a continuous jet of water; the water is thereby via the line 5 so in the sampling head of the Probe 4 passed that for the purpose of washing the sample gas and rinsing it clean the inside of the probe with a precisely measured amount of water, all of the water gets into the interior of the sampling probe 4. This water is then fed into the separating device via line 6 7 passed where the water-insoluble solid particles
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8 vom Wasserstrom 9 abgetrennt werden, welcher dann in die folgende Trennvorrichtung 10 geleitet wird, wo die Gase 12 vom Wasserstrom 13 getrennt^ und von der Pumpe 11 abgeführt werden. Der Wasserstrom 13 gelangt nun in die Messzelle 14, wo mit Hilfe einer ITatriumionen-spezifischen Elektrode eine kontinuierliche Messung der Natriumionenkonzentration erfolgt. Die Natriumionenkonzentration wird als Elektrodenpotential mit Hilfe eines Schreibers sichtbar gemacht. An Hand der Probegasmenge 2, der Waschlösungsmenge 5 und der gemessenen Natriumionenkonzentration lässt sich für jeden Zeitpunkt die Glaubersalzkonzentration der Rauchgase berechnen.8 are separated from the water flow 9, which then into the following Separation device 10 is passed where the gases 12 from the water flow 13 separated ^ and discharged from the pump 11. The flow of water 13 now reaches the measuring cell 14, where a continuous measurement is carried out with the aid of an ITsodium ion-specific electrode the sodium ion concentration takes place. The sodium ion concentration is made visible as an electrode potential with the aid of a pen. Using the sample gas quantity 2, the washing solution quantity 5 and the measured sodium ion concentration, the Glauber's salt concentration of the smoke gases can be calculated for each point in time.
Zum Schluss wird der ¥ass er strom 15 in den Abwasserkanal geleitet oder rezirkuliert.Finally, the ¥ aster stream 15 is fed into the sewer or recirculated.
Die Erfindung beschränkt sich in keiner Beziehung auf das obige Beispiel sondern eignet sich zum Analysieren verschiedenartigster Gase, wie zum Beispiel zur Untersuchung der Stadtluftverschmutzung sowie zur Erfassung des Aufkommens an diversen Stoffen und Gaskomponenten und zur kontinuierlichen Überwachung u.a. an Stellen, an denen eine bestimmte Komponente oder bestimmte Komponenten von wesentlichem Einfluss sein können.The invention is in no way limited to the above For example, it is suitable for analyzing a wide variety of gases, such as for examining city air pollution as well as for recording the amount of various substances and gas components and for continuous monitoring, among other things, at locations on which a certain component or certain components can have a significant influence.
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| EP0213031A3 (en) * | 1985-08-07 | 1989-04-05 | Commissariat A L'energie Atomique | Method and device for the continuous measurement of the concentration of aerosols in a gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| FI834209A0 (en) | 1983-11-17 |
| SU1540665A3 (en) | 1990-01-30 |
| FI70327B (en) | 1986-02-28 |
| FI70327C (en) | 1986-09-15 |
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