DE1068916B

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Publication number: DE1068916B
Application number: DENDAT1068916D
Authority: DE
Priority date: 1954-04-23
Publication date: 1959-11-12
Also published as: GB779212A; LU37286A1; BE537518A; GB849888A; DE1000616B; FR1228772A; NL79758C; US3043668A; LU33535A1; FR1122929A

Description

DEUTSCHES

Die Messung des Anteils der brennbaren Bestandteile eines Gasstromes, insbesondere in Abgasen, erfolgt üblicherweie auf chemischem Wege nach Probenahme. Zwar sind dazu automatisch arbeitende Einrichtungen bekannt, diese sind jedoch in ihrem Aufbau verhältnismäßig kompliziert und bedürfen ebenso komplizierter Probenahmevorrichtungen, sie arbeiten endlich mit erheblichem Zeitaufwand zwischen Probenahmen und Darstellung des Meßergebnisses. Zur Durchführung regeltechnischer Aufgaben, sind diese Maßnahmen daher schon wegen zu großer Trägheit nicht zu verwenden, so daß beispielsweise eine automatische Regelung der Konverterprozesse in einem Stahlwerk mit den bekannten Maßnahmen nicht möglich ist.

Zwar ist es auch bekannt, zur Messung des Anteils ■der brennbaren Bestandteile eines Gasstromes in diesen zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas einzublasen, und zwar derart, daß in den zu prüfenden Rauch- bzw. Abgasstrom durch eine Düse ein brennbares Gas, durch eine zweite Sauerstoff bzw. Luft derart eingeführt werden, daß beide (Gas- und Luft-) Ströme aufeinanderprallen und so, einmal entzündet, eine dauernde Schmetterlingsflamme bilden bzw. unterhalten, wobei je nachdem, ob ein Überschuß an brennbarem Gas oder Luft im Abgasstrom vorhanden ist, sich von der dauernd brennenden Schmetterlingsflamme her eine Vorverbrennung nach der Luft- bzw. Gasdüse hin fortpflanzt. Auch hier sind eindeutige Meßergebnisse nicht erzielbar. Die Meßgenauigkeit hängt vielmehr von Eigenschaften des brennbaren Gases und des Verbrennungssauerstoffes bzw. der Verbrennungsluft ab. Im übrigen ist eine verhältnismäßig komplizierte Justierung der Blasdüsen erforderlich, wenn genaue Messungen durchgeführt werden sollen. Endlich läßt sich das Verhalten der Flamme kaum in regeltechnisch verwertbare Meßimpulse umformen. Zwar hat man bei der bekannten Einrichtung im Bereich der Zuflußstrahlen einen Glühkörper eingebaut und in der Flamme die Lötstelle eines Thermoelementes vorgesehen, doch lassen sich die aufgeführten Nachteile dadurch nicht vermeiden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Messung des Anteiles der brennbaren Bestandteile eines Gasstromes wesentlich einfacher und praktisch trägheitslos zu verwirklichen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des Anteils der brennbaren Bestandteile eines Gasstromes, in welchen zu deren Verbrennung Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas eingeblasen wird. Die Erfindung besteht darin, die Strahlungsintensität der Flamme als Gesamtstrahlungsintensität oder in spektraler Aufteilung mit an sich bekannten, jedoch in An-Verfahren und Vorrichtung
zur Messung des Anteils der brennbaren Bestandteile eines Gasstromes

Anmelder:
Hüttenwerk Oberhausen
Aktienges ells chaft,
Oberhausen (Rhld.), Essener Str. 66

Dr.-Ing. Ludwig von Bogdandy
und Dipl.-Ing. Heinz-Dieter Pantke₁

Oberhausen (Rhld.),
sind als Erfinder genannt worden

teilen brennbarer Bestandteile geeichten Strahlungsmeßgeräten zu messen. Dabei strahlt entweder die Flamme unmittelbar sichtbar oder unsichtbar, und/oder es strahlen im Gasstrom befindliche Staub- oder Rußteilchen. Jedenfalls erhält man eindeutige Meßergebnisse. Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen. So besteht die Möglichkeit, die Strahlung der Flamme unmittelbar zu messen oder aus der Strahlung eines in die Flamme eingebauten, durch die Flamme beheizten Körpers den Anteil •der brennbaren Bestandteile eines Gasstromes zu bestimmen. Jedenfalls empfiehlt es sich, zur Erhöhung der Meßgenauigkeit Menge und Temperatur der sauerstoffhaltigen Gase bzw. des Sauerstoffs, der zur Verbrennung in den Gasstrom eingeführt wird, konstant zu halten.

In vorrichtungsmäßiger Hinsicht läßt sich die Erfindung am einfachsten durch ein in den zu untersuchenden Gasstrom sondenartig einschiebbares, gegebenenfalls auch gekühltes Zuführungsrohr mit darin untergebrachten Strahlungsmeßgeräten verwirklichen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß erfindungsgemäß praktisch trägheitslos und wesentlich einfacher als nach bekannten Maßnahmen der Gehalt eines Gasstromes an brennbaren Bestandteilen bestimmt und der Meßwert regeltechnisch ausgenutzt werden kann. Handelt es sich um einen Abgasstrom, so erhält man durch das erfindungsgemäße Verfahren hinreichend genaue Aussagen über beispielsweise den Kohlenmonoxydgehalt, da in Rauchgasen zumeist kaum andere brennbare Be-

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Claims

standteile enthalten sind. Dabei besteht selbstverständlich die Möglichkeit, das Meßgerät nicht unmittelbar nach dem Anteil des Gasstromes an brennbaren Bestandteilen zu eichen, sondern dem Meßgerät eine Tabelle oder Kurve zuzuordnen, mit deren Hilfe in irgendeiner Teilung abgenommene Meßwerte des Meßgerätes in Anteilen des untersuchten Gasstromes an brennbaren Bestandteilen abgelesen werden können. Jedenfalls arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren mit für die Praxis weit ausreichenden, erheblichen Meßgenauigkeiten. Es eignet sich insbesondere als Geber für regeltechnische Maßnahmen. In vorrichtungsmäßiger Hinsicht ist dabei als Vorteil der einfache Aufbau des Gerätes und dessen Störungsunempfindlichkeit hervorzuheben, wobei insbesondere der Schutz der Strahlungsempfänger gegen Verunreinigung und Beeinträchtigung durch heiße Gase infolge der Anordnung dieser Elemente im Innern des Zuführungsrohres für den Sauerstoff bzw. das sauerstoffhaltige Gas zu erwähnen ist. Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlenoxydgehaltes in Gasen, Fig. 2 eine Eichkurve für die dargestellte Vorrichtung. Nach den Figuren ist in den zu analysierenden Abgasstrom ein gegebenenfalls wassergekühltes Rohr 1 eingelassen, welches zur Zuführung von sauerstoffhaltigem Gas dient. Als solches eignet sich Luft, sauerstoffangereicherte Luft und auch reiner Sauerstoff. Über der Mündung 2 des Rohres 1, die gleichsam eine Düse für die Einführung des sauerstoffhaltigen Gases darstellt, bildet sich eine Flamme 3 aus, deren Strahlungsintensität um so höher ist, je höher der Kohlenoxydgehalt des Gases ist. Um die Intensität der Flamme 3 zu messen, ist im Ausführungsbeipiel ein fotoempfindliches Gerät 4 bekannter Bauart angeordnet. Die lichtempfindlichen Zellen können an sich an beliebiger Stelle untergebracht sein, jedoch zweckmäßig so, daß die Visierrichtung auf die Flamme 3 zeigt. Im Beispiel sind dieselben in dem Rohr untergebracht, durch welches das sauerstoffhaltige Gas geblasen wird. Durch die ständige Strömung des sauer- stoffhaltigen Gases an der Meßzelle 4 vorbei wird diese vor Verschmutzungen durch Staub aus den Abgasen gesichert. Die Kurve nach Fig. 2 zeigt den nach konventioneller Methode gemessenen Gehalt eines Abgases an Kohlenoxyd gegen den Meßwert der lichtempfindlichen Zelle. Da die Kurve unter einer Steigung von 45° verläuft, ist damit eindeutig die Meßgenauigkeit im Rahmen der Genauigkeit der üblichen Geräte verifiziert. Zu erwähnen ist noch, daß das Gerät in weiten Bereichen einstellbar ist und beispielsweise einen Bereich zwischen O und 5 °/o umfassen kann. Außerdem lassen sich Nullpunktsunterdrückungen vornehmen. PATEiNTANSPROCHE:

1. Verfahren zur Messung des Anteils der brennbaren Bestandteile eines Gasstromes, in welchen zu deren Verbrennung Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsintensität der Flamme als Gesamtstrahlungsintensität oder in spektraler Aufteilung mit an sich bekannten, jedoch in Anteilen brennbarer Bestandteile geeichten Strahlungsmeßgeräten gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung eines in die Flamme eingebauten, durch die Flamme beheizten Körpers gemessen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Menge und Temperatur der sauerstoffhaltigen Gase bzw. des Sauerstoffs konstant gehalten werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein in den zu untersuchenden Gasstrom sondenartig einschiebbares, gegebenenfalls gekühltes Zuführungsrohr für Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase mit darin untergebrachten Strahlungsmeßgeräten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 903 869;
»Siemens-Zeitschrift«, 1953, S. 8 bis 18;
Rote Liste TO/8000/8. 57/Rs der Firma PIartmann Braun A. G. in Frankfurt a. M. über Pyrometer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen