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152 Mobile Kalibriervorrichtung fur HCI-EmissionsmeBgerate Dr. St. Stieler (Vortragender), Prof. Dr. W Melzer und Dipl.-Ing. J. Groflmann, Hoechst AG, TBE-Analysen- und Sondermeatechnik, D710. 6.5926 Frankfurt/M. Mullverbrennungsanlagenwerden nach der 17. BImSchV unter anderem mit HCI-Emissionsmessungen ausgestattet. Die dabei Verwendung fin- denden ProzeBanalysengeratemussen zunachst vor der Inbetriebsnahme und spater in regelmaBigen Abstanden uberpruft, d. h. insbesondere kalibriert und justiert werden. AnalysenmeBgerate weisen im allgemeinen mehr oder weniger groae Querempfindlichkeiten auf, das heiBt, sie sind aufgrund physikalischer Gegebenheiten nicht nur gegen die MeBkomponente, sondern auch gegen andere Stoffe sensitiv. Dies ist auch bei HCI-MeBsystemender Fall, bei optischen HCI-Analysatoren ist die starkste Storkomponente z. B. der Wasserdampf. Kompensiert wird dieser Effekt in Analysatoren durch eine sog. Querempfindlichkeitskorrektur, d. h. Mitmessen dieser Gaskompo- nenten und interne oder externe rechnerische Kompensation. Die beste Losung fur die Uberprufung von Analysengeraten ist eine Beaufschlagung mit Prufgasen, die aus den auch im MeBgas enthaltenen Komponenten bestehen. Damit ist nachweisbar, daB der Analysator die richtigen Konzentrationen anzeigt, insbesondere aber auch die erwahnten Querempfindlichkeiten fehlerfrei korrigiert. Die hinter der Abgasreinigungvon Mullverbrennungsanlagen installier- ten Analysengerate haben typischenveise MeBbereiche von 0 bis 40 VoL- % Wasser und 0 bis 90 mg/m3 HCI. Entsprechende Prufgase konnen in Druckgasflaschen nicht aufbewahrt werden, da sie bei Raumtemperatur kondensieren wurden und zudem als Mischung nicht langzeitstabil waren. In der Vergangenheit wurde daher die Kontrolle der HCI-EmissionsmeB- gerate rnit Vergleichsanalysen im Labor durchgefiihrt, die allerdings aufwendigsind (unter anderem aufgrund der komplizierten Probenahme). Auch beziehen sie sich immer nur auf die in der Verbrennungsanlage gerade auftretenden Konzentrationen, so daB gezielte Uberprufungen des Analysators mit vorher festgelegten Gaszusammensetzungen kaum mog- lich sind. AuBerdem gehen die MeBabweichungen der Laboranalyse in das MeBergebnis ein. Bei Hoechst wurde nun eine mobile Kalibriervorrichtung entwickelt, die geeignete heiae Prufgase unterschiedlicher Zusammensetzung gene- rieren kann. Damit sind zeit- und kostensparende Uberprufungen der EmissionsmeBgerate vor Ort bei mehreren Konzentrationswerten und insbesondere auch unter Einbeziehung der MeBgas-Transportleitung moglich. Das Funktionsprinzip der Kalibriervorrichtungist aus der Abb. ersicht- lich. Eine Salzsaure-Lijsung wird uber eine Schlauchpumpe in einen speziell konstruierten Ofen gefordert und dort verdampft. Uber einen Massendurchfluaregler wird Druckluft in einen zweiten Teil des Ofens geleitet, dort aufgeheizt und noch innerhalb des Ofens mit dem Salzsaure- Dampf gemischt. Der Ofenausgang besitzt einen direkten AnschluB fur die beheizte Entnahmeleitung des Analysators. Die Kalibriervorrichtung stellt einen primaren Standard dar. Je nach Konzentration der Salzsaure-Losung und den an Schlauchpumpe und Massendurchflubmesser eingestellten Durchflussen sind unterschiedliche Wasserdampf- und HCI-Konzentrationen einstellbar. Getestet wurden Wasserdampf-Konzentrationen bis 40 Vol.-% und HCI-Konzentrationen bis 80 mg pro m3 trockener Luft. Die Genauigkeit betragt etwa 2 % vom eingestellten Konzentrationswert. Die Vorrichtung ist in einem Koffergehause aufgebaut, wiegt ca. 25 kg und laBt sich gut transportieren. Sie hat sich uber emen langeren Zeitraum auch auBerhalb von Hoechst bewahrt, und zwar bei Querempfindlich- keitsuntersuchungen im Labor, bei Abnahmen bei Gerateherstellern und im Routineeinsatz (Kalibrationen) in der Anlage. DasVerfahren selbst ist auch fur die Erzeugung anderer heiBer Prufgase geeignet, die sich aus verdampfbaren Flussigkeiten generieren lassen. 153 Simultane Messung der Geschwindigkeitsverteilung und der Dicke eines welligen Rieselfilmes Dipl.-Ing. P Adomeit (Vortragender) und Prof. Dr.-lng. U. Renz, Lehr- stuhl fur Warmeubertragung und Klimatechnik der RWTH Aachen, Eilfschornsteinstr. 18, 52056 Aachen. Ebene Filmstromungen finden sich in vielen Apparatcn zum Warme- und Stoffaustausch mit gleichzeitigem Phasenwechsel des Arbeitsfluids, bei- spielsweise in Filmverdampfern und senkrechten Kondensatoren. Der Warme- und Stoffaustausch in diesen Apparaten hangt von der Welligkeit des Films ab, die einen Queraustausch induziert und dieTransportvorgan- ge maBgeblich beeinflufit. Auch wird vermutet. daB die Turbulenz im wesentlichen von der verstarkten Stromungsscherung im Wellenbereich angefacht wird. Der instationare mehrdimensionale Charakter einer solchen Stromung erschwert die theoretische Vorhersage der Warme- und Stoffaustauschraten, so daB man bislang auf empirische Korrelationen zuruckgreifen muB, die nur fur beschrankte Parameter-Bereiche gultig sind. Massendurgf IuBregler Feinstfilter & Waage Abb. Funktionsschema der mobilen HCI-Kalibriervorrichtung. 1251 Chem-1ng.-Tech. 66 (1994) Nr. 9. S. 1165-1276

152. Mobile Kalibriervorrichtung für HCI-Emissionsmeßgeräte

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Mobile Kalibriervorrichtung fur HCI-EmissionsmeBgerate

Dr. St. Stieler (Vortragender), Prof. Dr. W Melzer und Dipl.-Ing. J. Groflmann, Hoechst AG, TBE-Analysen- und Sondermeatechnik, D710. 6.5926 Frankfurt/M.

Mullverbrennungsanlagen werden nach der 17. BImSchV unter anderem mit HCI-Emissionsmessungen ausgestattet. Die dabei Verwendung fin- denden ProzeBanalysengerate mussen zunachst vor der Inbetriebsnahme und spater in regelmaBigen Abstanden uberpruft, d. h. insbesondere kalibriert und justiert werden.

AnalysenmeBgerate weisen im allgemeinen mehr oder weniger groae Querempfindlichkeiten auf, das heiBt, sie sind aufgrund physikalischer Gegebenheiten nicht nur gegen die MeBkomponente, sondern auch gegen andere Stoffe sensitiv. Dies ist auch bei HCI-MeBsystemen der Fall, bei optischen HCI-Analysatoren ist die starkste Storkomponente z. B. der Wasserdampf. Kompensiert wird dieser Effekt in Analysatoren durch eine sog. Querempfindlichkeitskorrektur, d. h. Mitmessen dieser Gaskompo- nenten und interne oder externe rechnerische Kompensation.

Die beste Losung fur die Uberprufung von Analysengeraten ist eine Beaufschlagung mit Prufgasen, die aus den auch im MeBgas enthaltenen Komponenten bestehen. Damit ist nachweisbar, daB der Analysator die richtigen Konzentrationen anzeigt, insbesondere aber auch die erwahnten Querempfindlichkeiten fehlerfrei korrigiert.

Die hinter der Abgasreinigung von Mullverbrennungsanlagen installier- ten Analysengerate haben typischenveise MeBbereiche von 0 bis 40 VoL- % Wasser und 0 bis 90 mg/m3 HCI. Entsprechende Prufgase konnen in Druckgasflaschen nicht aufbewahrt werden, da sie bei Raumtemperatur kondensieren wurden und zudem als Mischung nicht langzeitstabil waren. In der Vergangenheit wurde daher die Kontrolle der HCI-EmissionsmeB- gerate rnit Vergleichsanalysen im Labor durchgefiihrt, die allerdings aufwendigsind (unter anderem aufgrund der komplizierten Probenahme). Auch beziehen sie sich immer nur auf die in der Verbrennungsanlage gerade auftretenden Konzentrationen, so daB gezielte Uberprufungen des Analysators mit vorher festgelegten Gaszusammensetzungen kaum mog- lich sind. AuBerdem gehen die MeBabweichungen der Laboranalyse in das MeBergebnis ein.

Bei Hoechst wurde nun eine mobile Kalibriervorrichtung entwickelt, die geeignete heiae Prufgase unterschiedlicher Zusammensetzung gene- rieren kann. Damit sind zeit- und kostensparende Uberprufungen der EmissionsmeBgerate vor Ort bei mehreren Konzentrationswerten und insbesondere auch unter Einbeziehung der MeBgas-Transportleitung moglich.

Das Funktionsprinzip der Kalibriervorrichtung ist aus der Abb. ersicht- lich. Eine Salzsaure-Lijsung wird uber eine Schlauchpumpe in einen speziell konstruierten Ofen gefordert und dort verdampft. Uber einen Massendurchfluaregler wird Druckluft in einen zweiten Teil des Ofens geleitet, dort aufgeheizt und noch innerhalb des Ofens mit dem Salzsaure- Dampf gemischt. Der Ofenausgang besitzt einen direkten AnschluB fur die beheizte Entnahmeleitung des Analysators.

Die Kalibriervorrichtung stellt einen primaren Standard dar. Je nach Konzentration der Salzsaure-Losung und den an Schlauchpumpe und Massendurchflubmesser eingestellten Durchflussen sind unterschiedliche Wasserdampf- und HCI-Konzentrationen einstellbar. Getestet wurden Wasserdampf-Konzentrationen bis 40 Vol.-% u n d HCI-Konzentrationen bis 80 mg pro m3 trockener Luft. Die Genauigkeit betragt etwa 2 % vom eingestellten Konzentrationswert.

Die Vorrichtung ist in einem Koffergehause aufgebaut, wiegt ca. 25 kg und laBt sich gut transportieren. Sie hat sich uber emen langeren Zeitraum auch auBerhalb von Hoechst bewahrt, und zwar bei Querempfindlich- keitsuntersuchungen im Labor, bei Abnahmen bei Gerateherstellern und im Routineeinsatz (Kalibrationen) in der Anlage. DasVerfahren selbst ist auch fur die Erzeugung anderer heiBer Prufgase geeignet, die sich aus verdampfbaren Flussigkeiten generieren lassen.

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Simultane Messung der Geschwindigkeitsverteilung und der Dicke eines welligen Rieselfilmes

Dipl.-Ing. P Adomeit (Vortragender) und Prof. Dr.-lng. U. Renz, Lehr- stuhl fur Warmeubertragung und Klimatechnik der RWTH Aachen, Eilfschornsteinstr. 18, 52056 Aachen.

Ebene Filmstromungen finden sich in vielen Apparatcn zum Warme- und Stoffaustausch mit gleichzeitigem Phasenwechsel des Arbeitsfluids, bei- spielsweise in Filmverdampfern und senkrechten Kondensatoren. Der Warme- und Stoffaustausch in diesen Apparaten hangt von der Welligkeit des Films ab, die einen Queraustausch induziert und dieTransportvorgan- ge maBgeblich beeinflufit. Auch wird vermutet. daB die Turbulenz im wesentlichen von der verstarkten Stromungsscherung im Wellenbereich angefacht wird. Der instationare mehrdimensionale Charakter einer solchen Stromung erschwert die theoretische Vorhersage der Warme- und Stoffaustauschraten, so daB man bislang auf empirische Korrelationen zuruckgreifen muB, die nur fur beschrankte Parameter-Bereiche gultig sind.

Massendurgf IuBregler

Feinstfilter

& Waage

Abb. Funktionsschema der mobilen HCI-Kalibriervorrichtung.

1251 Chem-1ng.-Tech. 66 (1994) Nr. 9. S. 1165-1276