WO2012167914A2 - Vorrichtung zur oxidation der oxidierbaren anteile einer brenngasprobe zur qualitätsbestimmung des brenngases - Google Patents

Vorrichtung zur oxidation der oxidierbaren anteile einer brenngasprobe zur qualitätsbestimmung des brenngases Download PDF

Info

Publication number
WO2012167914A2
WO2012167914A2 PCT/EP2012/002388 EP2012002388W WO2012167914A2 WO 2012167914 A2 WO2012167914 A2 WO 2012167914A2 EP 2012002388 W EP2012002388 W EP 2012002388W WO 2012167914 A2 WO2012167914 A2 WO 2012167914A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel gas
oxidation chamber
gas sample
hollow cylinder
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/002388
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012167914A3 (de
Inventor
Bernhart STRANZINGER
Reiner THÜLIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BFI VDEH Institut fuer Angewandte Forschung GmbH
Original Assignee
BFI VDEH Institut fuer Angewandte Forschung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BFI VDEH Institut fuer Angewandte Forschung GmbH filed Critical BFI VDEH Institut fuer Angewandte Forschung GmbH
Priority to MX2013014250A priority Critical patent/MX2013014250A/es
Publication of WO2012167914A2 publication Critical patent/WO2012167914A2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Publication of WO2012167914A3 publication Critical patent/WO2012167914A3/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F23D99/002Burners specially adapted for specific applications
    • F23D99/004Burners specially adapted for specific applications for use in particular heating operations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/12Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using combustion
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels; Explosives
    • G01N33/225Gaseous fuels, e.g. natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2207/00Ignition devices associated with burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2400/00Pretreatment and supply of gaseous fuel
    • F23K2400/20Supply line arrangements
    • F23K2400/201Control devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2221/00Pretreatment or prehandling
    • F23N2221/10Analysing fuel properties, e.g. density, calorific

Definitions

  • the invention relates to a device for oxidizing the oxidizable components of a fuel gas sample for quality determination of the fuel gas from which the fuel gas sample was taken, according to the preamble of claim 1 and a furnace with a burner with a fuel gas supply line and a combustion air supply line and a method for determining the quality of a fuel gas a fuel gas sample taken from the fuel gas.
  • process and natural gases of different quality are used.
  • measuring systems for determining the fuel gas quality are installed at the combustion plants.
  • the composition and quality of these fuel gases changes over time, often spontaneously.
  • the current combustion properties must be known.
  • CONFIRMATION COPY Calorimeters gas analyzers, gas chromatographs or calorimeters.
  • gas analyzers gas analyzers
  • gas chromatographs gas chromatographs
  • calorimeters calorimeters
  • the fuel gas to be measured is burned using a small-scale burner in the device.
  • a small-scale burner in the device.
  • weak gases or spontaneous changes in the gas group eg gout, converter, coke oven, natural gas, biogas or landfill gas
  • stable combustion can not be ensured.
  • a determination of the fuel gas quality is therefore not possible.
  • the object of the invention is to provide a measuring system for determining the quality of the fuel gas, which does not have at least one of the disadvantages of measuring systems known from practice.
  • the invention is based on the basic concept of not necessarily burning the fuel gas sample and the combustion air in the oxidation chamber with an open flame.
  • the device of the invention solves the problem that such an open flame at low gas or a spontaneous change in the gas group may be extinguished and possibly re-ignited, with even conditions are conceivable in which when using lean gas or spontaneous changes in the gas group a re-ignition of an open flame is not possible.
  • the invention proposes the use of a heating device which is suitable for at least a portion of the combustion gas sample located in the oxidation chamber and / or at least a portion of the combustion air located in the oxidation chamber and / or at least a portion of a mixture of fuel gas sample located in the oxidation chamber and heating combustion air to a temperature of more than 400 ° C, particularly preferably more than 600 ° C and most preferably of more than 850 ° C, and which is designed such that the heating of the at least a part of the in the oxidation chamber located fuel gas, or at least part of the combustion air in the combustion chamber, or the at least a part of the in the Heat produced oxidation chamber located in the combustion gas and combustion air mixture does not originate from the oxidation of the oxidizable components of the fuel gas sample in the oxidation chamber.
  • a heating device which is suitable for at least a portion of the combustion gas sample located in the oxidation chamber and / or at least a portion of the combustion air located in the oxidation
  • Fuel gas and combustion air to a temperature of more than 850 ° C conditions are created in which the combustion gas located in the oxidation chamber is substantially always and substantially completely oxidized.
  • the device according to the invention thus enables a complete combustion of any kind of combustion gases in the oxidation chamber, in particular also of
  • the inventive device for oxidizing the oxidizable fractions of a fuel gas sample for quality determination of the fuel gas, from which the fuel gas sample was taken has an oxidation chamber with a first
  • Inlet via which the fuel gas sample can be introduced into the oxidation chamber, and a second inlet, via which an at least partially oxygen-containing combustion air can be introduced into the oxidation chamber, and an outlet from which a gas, or a gas mixture from the oxidation chamber can, up.
  • the heating device provided in the device according to the invention is suitable for at least a portion of the combustion gas sample located in the oxidation chamber and / or at least a portion of the combustion air located in the oxidation chamber and / or at least a portion of a mixture of fuel gas sample and combustion air in the oxidation chamber Temperature of more than 850 ° C to heat.
  • the heating device is designed such that it at least a portion of an at least through the first inlet, the second inlet and the outlet, the oxidation chamber delimiting outer wall at least at a part of the
  • Oxidation chamber interior facing surface to a temperature of more than 550 ° C, more preferably of more than 750 ° C and most preferably of more than 950 ° C can heat. If a part of the surface facing the oxidation chamber interior is heated to a temperature of more than 550 ° C., at least part of the combustion gas sample in the oxidation chamber and / or at least part of the combustion air located in the oxidation chamber and / or at least part of a heated in the oxidation chamber mixture of fuel gas sample and combustion air to a temperature of more than 400 ° C.
  • the heating device may be configured such that it has a heating surface arranged inside the oxidation chamber interior and thus formed in that the heating surface can be heated to a temperature of more than 550 ° C at least on a part of its surface.
  • the heating device is particularly preferably designed such that it is for heating the at least one part of the located in the oxidation chamber
  • the heating device by a separate chemical
  • Reaction generates the heat required for heating, so not by the oxidation of the oxidizable portions of the fuel gas sample in the oxidation chamber, but by a carried out in a separate chamber, or in a separate system chemical reaction generates the heat required for heating, for example by the oxidation chamber heated with a flame from the outside. It is likewise conceivable to heat the fuel gas sample supplied to the oxidation chamber or the combustion air supplied to the oxidation chamber or both the fuel gas sample and the combustion air to a corresponding temperature and thereby introduce the heat into the oxidation chamber.
  • the oxidation chamber is bounded by an outer wall, at least through the first inlet, the second inlet and the outlet.
  • This outer wall may be formed in several parts, in particular preferably be composed of the walls of different geometric body, for example from the one
  • Hollow cylinder forming, tubular wall and the circular end openings of such a hollow cylinder occlusive circular plates exist outside of the outer wall and / or in the outer wall.
  • a resistance body forming part of the heating device is arranged, which is electrically conductive and gives off heat when it is flowed through by a current.
  • the outer wall is formed of a metal and the resistance body applied from the outside to this outer wall forming metal, for example glued. If the resistance body is arranged outside the outer wall, it is advisable to connect the resistance body as directly as possible to the outer wall or to connect it to the outer wall via particularly good thermally conductive intermediate elements, in particular also a particularly good thermally conductive adhesive.
  • a ceramic adhesive can be used. Additionally or alternatively, it is provided in a preferred embodiment, in the oxidation chamber a part of the To arrange heating device forming resistive body which is electrically conductive and gives off heat when it is traversed by a current.
  • the resistor body has, in particular, an electrically conductive heating wire and a sheath of Inconell material surrounding the heating wire, with ceramic powder being arranged between the heating wire and the Inconell sheath. This prevents oxygen from reaching the heating wire, which prevents the heating wire from self-oxidizing.
  • the oxidation chamber at its
  • outside perimeter insulation for example, an insulation with ceramic fibers, particularly preferably with ceramic fiber mats.
  • the heat loss from the oxidation chamber is reduced to the outside, whereby at the same time the amount of energy required to at least a portion of the located in the oxidation chamber fuel gas sample and / or the at least a portion of the located in the oxidation chamber combustion air and / or the to heat at least a portion of a mixture of fuel gas sample and combustion air in the oxidation chamber at a temperature of more than 850 ° C.
  • the resistance body arranged outside the outer wall and / or in the outer wall, or the resistance body arranged in the oxidation chamber is designed to be helical. Such an arrangement allows a particularly homogeneous and energy-efficient heating of the gases in the oxidation chamber.
  • the oxidation chamber is formed at least in part by a first hollow cylinder with a larger diameter and an open at its ends hollow cylinder with a smaller diameter, wherein the hollow cylinder with a smaller diameter concentric with the hollow cylinder arranged with larger diameter and so in the Hollow cylinder is pushed with a larger diameter, that the one end of the hollow cylinder with a smaller diameter in the hollow cylinder is arranged with a larger diameter, the hollow cylinder of smaller diameter pierces one of the end-side closures of the hollow cylinder with a larger diameter and the other end of the hollow cylinder with a smaller diameter outside the
  • Hollow cylinder is arranged with a larger diameter. This arrangement results in a compact design of the oxidation chamber to a longer passage path of the gases through the oxidation chamber when they are introduced into the space between the hollow cylinder of larger diameter and the hollow cylinder with a smaller diameter and arranged on the outside of the hollow cylinder with a larger diameter end of the hollow cylinder with a smaller one Diameter left the oxidation chamber.
  • the extension of the passageway can be used to increase the residence time of the gases in the oxidation chamber and thus lead to the most complete oxidation of the oxidizable fractions of the fuel gas sample.
  • the first inlet is formed by a first inlet tube connected end-to-end to a boundary wall of a first inlet opening of the oxidation chamber and / or the second inlet formed by a second inlet tube connected end-to-end to a boundary wall of a second inlet opening of the oxidation chamber is.
  • the longitudinal axis of the first inlet tube, or the longitudinal axis of the second inlet tube at an angle greater than 0 ° and less than 180 ° to the longitudinal axis of the larger diameter cylinder arranged and the first inlet opening, or the second inlet opening in the area arranged the peripheral surface of the hollow cylinder.
  • the longitudinal axis of the first inlet pipe, or the longitudinal axis of the second inlet pipe is arranged at an angle of 120 ° to the longitudinal axis of the hollow cylinder with a larger diameter. This type of arrangement can lead to turbulence or twisting of the gases flowing into the oxidation chamber.
  • the first inlet pipe is relative to the longitudinal axis of the
  • the device according to the invention has a thermocouple with a measuring end, which is arranged within the oxidation chamber.
  • a thermocouple By means of such a thermocouple, the temperature in the interior of the oxidation chamber can be determined and the heater can be controlled so that by means of the heater, a predefined temperature is generated in the oxidation chamber.
  • the combustion plant according to the invention with a burner with a fuel gas supply line and a combustion air supply line is characterized by a sampling line, one end for continuous or discontinuous removal of a fuel gas sample from the fuel gas flowing in the fuel gas supply line is connected to the fuel gas supply line and the other end to the first inlet of a device for the oxidation of the oxidizable portions of a fuel gas sample for quality determination of the fuel gas is connected according to one of claims 1 to 7.
  • the use of the apparatus for the oxidation of the oxidizable fractions of a fuel gas sample for quality determination of the fuel gas can be used in conjunction with combustion systems of the type according to the invention particularly well to the To regulate firing system and to allow a good combustion of the fuel gas in the furnace.
  • the device for oxidizing the oxidizable components of a fuel gas sample for quality determination of the fuel gas the quality of the fuel gas and the amount necessary for complete combustion of the fuel gas amount of combustion air can be determined. Based on these
  • the combustion air supply to the burner can be controlled so that the fuel gas in the burner is essentially completely burned.
  • the inventive method for quality determination of a fuel gas due to a fuel gas sample, which was taken from the fuel gas is under
  • a device for oxidizing the oxidizable fractions of a fuel gas sample wherein the fuel gas sample is mixed in the oxidation chamber with the combustion air and at least partially oxidized to a reaction product, wherein at least a portion of the reaction product leaves the oxidation chamber via the outlet and a measuring device is supplied, based on at least one
  • Part of the reaction product determines the combustion air required for combustion of a certain amount of the fuel gas from which the sample was taken.
  • Quality determination of a fuel gas based on a fuel gas sample, which was obtained from the fuel gas, which is carried out using the inventive apparatus for oxidizing the oxidizable portions of a fuel gas sample provides that the oxidation chamber through at least through the first inlet, the second inlet and the outlet broken outer wall is limited and outside of the outer wall and / or in the outer wall a part of the heater forming resistance body is arranged, which is electrically conductive and gives off heat when flowing through a current and / or in the oxidation chamber is a part of the heater forming resistive body is arranged, which is electrically conductive and gives off heat when it is flowed through by a current, wherein the resistance body is acted upon by a pulsating current. It has been found that the application of a pulsating current to the resistor body leads to a particularly long life of the resistor body.
  • the device according to the invention, the firing system according to the invention and the method according to the invention are particularly preferred in small and large-scale furnaces of the iron and steel industry, the chemical industry, power plant boilers and biogas and landfill gas extraction plants, and other plants, the gas mixtures with calorific values of approx. 2.5 - 47 MJ / m3i. N. and their mixtures or individual components, in particular gout, converter, coke oven, natural gas, used.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the oxidation chamber of the device according to the invention in a sectional side view
  • the oxidation chamber 1 shown in FIG. 1 has a first inlet 2 formed by a first inlet pipe for a fuel gas sample. Further, the oxidation chamber 1 has a second inlet 3 formed by a second inlet pipe.
  • the oxidation chamber 1 is formed by a closed end first hollow cylinder 4 with a larger diameter and an open at its ends hollow cylinder 5 with a smaller diameter, the hollow cylinder 5 is arranged with a smaller diameter concentric to the hollow cylinder 4 with a larger diameter and so in the hollow cylinder 4 with is inserted larger diameter that one end of the hollow cylinder 5 is arranged with a smaller diameter in the hollow cylinder 4 with a larger diameter, the hollow cylinder of smaller diameter pierces one of the end closures 6 of the hollow cylinder 4 with a larger diameter and the other end of the hollow cylinder 5 with smaller Diameter outside the hollow cylinder 4 is arranged with larger diameter and forms the outlet.
  • the larger diameter hollow cylinder 4 is closed at the opposite end by a Swagelok fitting 7. Through this Swagelok screw 7, a thermoelement, not shown, can be guided so that its measuring end is disposed within the oxidation chamber.
  • the longitudinal axis of the first inlet tube, which forms the first inlet 2 is arranged at an angle of 120 ° to the longitudinal axis of the hollow cylinder 4 with a larger diameter.
  • the longitudinal axis of the second tube of the second inlet 3 is arranged at an angle of 120 0 to the longitudinal axis of the hollow cylinder 4 with a larger diameter.
  • the smaller diameter hollow cylinder 5 is held in the hollow cylinder 4 of larger diameter by means of spacers 8 distributed around its circumference. In FIG. 1, only one such spacer 8 is shown. Outside the outer wall 10 of the hollow cylinder 4 with a larger
  • Diameter is arranged a helically shaped resistance body 9 and connected by means of ceramic adhesive to the outer wall 10 of the hollow cylinder 4 with a larger diameter.
  • the helical resistance body 9 is electrically conductive and gives off heat when it is flowed through by a current.
  • the oxidation chamber according to the invention is a fuel gas sample, which was taken from the fuel gas to be examined, fed via the first inlet pipe. At the same time, the oxidation chamber is supplied with combustion air via the second inlet pipe. Due to the arrangement of the longitudinal axes of the inlet pipes relative to
  • FIG. 2 shows the combustion chamber 11 according to the invention and symbolizes by means of the symbol Q that heat is supplied to the combustion chamber from the outside. Furthermore, it is to be appreciated that the combustion chamber is supplied with fuel gas via a first line 12 and combustion air via a second line 13.
  • the fuel gas sample pipe 12 is branched from a fuel gas supply pipe 14. After the branch, the volumetric flow of the fuel gas sample is determined by means of the measuring device 15, and the density and the temperature of the fuel gas sample are determined in the measuring unit 16. By means of the measuring device 17, the volume flow of the combustion air is determined.
  • the measuring device 18 determines the excess of oxygen in the exhaust gas zirkondioxidsonde leaving the combustion chamber.
  • the volume flow of the burner 20 supplied fuel gas flow is determined.
  • the burner 20 is further supplied via the line 21 combustion air.
  • the volume flow of the sensor unit 20 supplied combustion air flow is measured.
  • the Sensor unit 20 measures the content of the sum of the higher hydrocarbons in the total volume in volume% and the volume percentage of carbon monoxide, the volume percentage of hydrogen and the percentage by volume of methane.
  • the measurement results of the measuring devices are fed to an evaluation unit 23.
  • the evaluation unit determines the percentage by volume of CO, H 2 , CH, C N H Nl the density, the calorific value and the minimum amount of air required for the complete combustion of the fuel gas sample.
  • a fixed ratio of combustion air flow to fuel gas sample flow can be set by the targeted insertion of diaphragms and the adjustment of the diaphragm openings to one another.
  • a diaphragm can be arranged in the second line 3 and a diaphragm can also be arranged in the first line 12 at the measuring location of the measuring device 15, the diameter of the diaphragms being matched thereto, only a specific one Ratio of combustion air flow to the fuel gas flow to flow into the combustion chamber.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases, aus dem die Brenngasprobe genommen wurde, mit einer Oxidationskammer mit einem ersten Einlass, über den die Brenngasprobe in die Oxidationskammer eingebracht werden kann, und einem zweiten Einlass, über den eine zumindest teilweise Sauerstoff enthaltende Brennluft in die Oxidationskammer eingebracht werden kann, und einem Auslass, aus dem ein Gas, bzw. ein Gasgemisch aus der Oxidationskammer austreten kann, wobei eine Heizeinrichtung, zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brenngasprobe und/oder zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft und/oder zumindest einen Teil eines in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus Brenngasprobe und Brennluft auf eine Temperatur von mehr als 400°C zu erwärmen, und die derart ausgebildet ist, dass die von der Heizeinrichtung zum Erwärmen des zumindest einen Teils des in der Oxidationskammer befindlichen Brenngases, bzw. des zumindest einen Teils der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft, bzw. des zumindest einen Teil des in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus Brenngas und Brennluft erzeugte Wärme nicht der Oxidation der oxidierbaren Anteile der Brenngasprobe in der Oxidationskammer entstammt.

Description

"Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur
Qualitätsbestimmung des Brenngases"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases, aus dem die Brenngasprobe genommen wurde, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Feuerungsanlage mit einem Brenner mit einer Brenngaszufuhrleitung und einer Brennluftzufuhrleitung sowie ein Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Brenngases anhand einer Brenngasprobe, die aus dem Brenngas genommen wird.
An klein- und großtechnischen Feuerungsanlagen der Eisen- und Stahlindustrie, der chemischen Industrie, an Kraftwerkskesseln sowie an Biogas- und Deponiegewinnungsanlagen, die jeweils einen möglichen Einsatzort der vorliegenden Erfindung darstellen, werden Prozess- und Erdgase unterschiedlicher Qualität eingesetzt. Zur effizienten Verbrennung der Prozess- und Erdgase werden Messsysteme zur Ermittlung der Brenngasqualität an den Feuerungsanlagen installiert. Die Zusammensetzung und Qualität dieser Brenngase ändert sich jedoch zeitlich, häufig auch spontan. Zur optimalen Nutzung der unterschiedlichen Brenngase in derartigen Feuerungsanlagen müssen die aktuellen verbrennungstechnischen Eigenschaften bekannt sein.
Derzeit sind aus der Praxis verschiedene Systeme zur Bestimmung der verbrennungstechnischen Eigenschaften bekannt, wie Wobbezahlmessgeräte,
BESTÄTIGUNGSKOPIE Kalorimeter, Gasanalysatoren, Gaschromatographen oder Heizwertmessgeräte. Bei diesen Systemen besteht jedoch teilweise das Problem, dass eine kontinuierliche Regelung von Feuerungsanlagen mit Hilfe derartiger Systeme entweder nur für bestimmte höher kalorische Gasgruppen oder gar nicht durchgeführt werden kann.
Bei Wobbezahlmessgeräten, Kalorimetern oder Heizwertmessgeräten wird das zu messende Brenngas mit Hilfe eines kleintechnischen Brenners im Gerät verbrannt. Bei Schwachgasen oder spontanen Änderungen der Gasgruppe, (z. B. Gicht-, Konverter-, Koksofen-, Erd-, Bio- oder Deponiegas) kann keine stabile Verbrennung sichergestellt werden. Eine Ermittlung der Brenngasqualität ist somit nicht möglich. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Messsystem zur Qualitätsbestimmung des Brenngases bereitzustellen, das zumindest einen der Nachteile der aus der Praxis bekannten Messsysteme nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung zur Oxidation der oxidterbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases, aus dem die Brenngasprobe genommen wurde, gemäß Anspruch 1 sowie durch die Feuerungsanlage mit einem Brenner mit einer Brenngaszufuhrleitung und einer Brennluftzufuhrleitung gemäß Anspruch 8 sowie durch die Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Brenngases anhand einer Brenngasprobe, die aus dem Brenngas genommen wurde, gemäß den Ansprüchen 9 oder 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und der hiernach folgenden Beschreibung wiedergegeben.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die Brenngasprobe und die Brennluft in der Oxidationskammer nicht zwingend mit einer offenen Flamme zu verbrennen. Damit löst die erfindungsgemäße Vorrichtung das Problem, dass eine derartige offene Flamme bei Schwachgas oder einer spontanen Änderung der Gasgruppe möglicherweise erlischt und ggf. neu gezündet werden muss, wobei sogar Bedingungen denkbar sind, bei denen bei Einsatz von Schwachgas oder bei spontanen Änderungen der Gasgruppe eine erneute Zündung einer offenen Flamme nicht möglich ist. Vielmehr schlägt die Erfindung den Einsatz einer Heizeinrichtung vor, die dazu geeignet ist, zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brenngasprobe und/oder zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft und/oder zumindest einen Teil eines in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus Brenngasprobe und Brennluft auf eine Temperatur von mehr als 400°C, insbesondere bevorzugt mehr als 600°C und ganz besonders bevorzugt von mehr als 850°C zu erwärmen, und die derart ausgebildet ist, dass die von der Heizeinrichtung zum Erwärmen des zumindest einen Teils des in der Oxidationskammer befindlichen Brenngases, bzw. des zumindest einen Teils der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft, bzw. des zumindest einen Teil des in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus Brenngas und Brennluft erzeugte Wärme nicht der Oxidation der oxidierbaren Anteile der Brenngasprobe in der Oxidationskammer entstammt. Durch das Erwärmen des (Teils des) Brenngases, bzw. des zumindest einen Teils der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft, bzw. des zumindest einen Teils des in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus
Brenngas und Brennluft auf eine Temperatur von mehr als 850°C werden Bedingungen geschaffen, in denen das in der Oxidationskammer befindliche Brenngas im Wesentlichen stets und im Wesentlichen vollständig oxidiert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit eine vollständige Verbrennung jedwelcher Art von Brenngasen in der Oxidationskammer, insbesondere auch von
Schwachgasen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases, aus dem die Brenngasprobe genommen wurde, weist eine Oxidationskammer mit einem ersten
Einlass, über den die Brenngasprobe in die Oxidationskammer eingebracht werden kann, und einem zweiten Einlass, über den eine zumindest teilweise Sauerstoff enthaltende Brennluft in die Oxidationskammer eingebracht werden kann, und einem Auslass, aus dem ein Gas, bzw. ein Gasgemisch aus der Oxidationskammer austreten kann, auf.
Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Heizeinrichtung ist dazu geeignet, zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brenngasprobe und/oder zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft und/oder zumindest einen Teil eines in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus Brenngasprobe und Brennluft auf eine Temperatur von mehr als 850°C zu erwärmen. Insbesondere bevorzugt ist die Heizeinrichtung derart ausgebildet, dass sie zumindest einen Teil einer zumindest durch den ersten Einlass, den zweiten Einlass und den Auslass durchbrochenen, die Oxidationskammer begrenzende Außenwandung zumindest an einem Teil ihrer dem
Oxidationskammerinneren zugewandten Oberfläche auf eine Temperatur von mehr als 550°C, insbesondere bevorzugt von mehr als 750°C und ganz besonders bevorzugt von mehr als 950°C erwärmen kann. Wird ein Teil der dem Oxidationskammerinnern zugewandten Oberfläche auf eine Temperatur von mehr als 550°C erhitzt, so werden auch zumindest ein Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brenngasprobe und/oder zumindest ein Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft und/oder zumindest ein Teil eines in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus Brenngasprobe und Brennluft auf eine Temperatur von mehr als 400°C erwärmt. Alternativ kann die Heizeinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie eine innerhalb des Oxidationskammerinneren angeordnete Heizoberfläche aufweist und so ausgebildet ist, dass die Heizoberfläche zumindest an einem Teil ihrer Oberfläche auf eine Temperatur von mehr als 550°C erwärmt werden kann.
Die Heizeinrichtung ist insbesondere bevorzugt derart ausgebildet, dass sie die zum Erwärmen des zumindest einen Teils des in der Oxidationskammer befindlichen
Brenngasprobe, bzw. des zumindest einen Teils der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft, bzw. des zumindest einen Teils des in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus Brenngasprobe und Brennluft erzeugten Wärme durch das Beaufschlagen eines elektrischen Widerstands mit Strom erzeugt. Alternativ ist es jedoch ebenfalls denkbar, dass die Heizeinrichtung durch eine separate chemische
Reaktion die zum Erwärmen benötigte Wärme erzeugt, also nicht durch die Oxidation der oxidierbaren Anteile der Brenngasprobe in der Oxidationskammer, sondern durch eine in einer separaten Kammer, bzw. in einem separaten System durchgeführte chemische Reaktion die zum Erwärmen benötigte Wärme erzeugt, Beispielsweise indem die Oxidationskammer mit einer Flamme von außen beheizt wird. Ebenso ist es denkbar, die der Oxidationskammer zugeführte Brenngasprobe, bzw. die der Oxidationskammer zugeführte Brennluft oder sowohl die Brenngasprobe als auch die Brennluft auf eine entsprechende Temperatur zu erwärmen und dadurch die Wärme in die Oxidationskammer einzubringen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oxidationskammer durch eine zumindest durch den ersten Einlass, den zweiten Einlass und den Auslass durchbrochene Außenwandung begrenzt. Diese Außenwandung kann mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere bevorzugt aus den Wandungen verschiedener geometrischer Körper zusammengesetzt sein, beispielsweise aus der einen
Hohlzylinder bildenden, rohrförmigen Wandung und die die kreisförmigen Endöffnungen eines solchen Hohlzylinders verschließenden kreisförmigen Platten bestehen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist außerhalb der Außenwandung und/oder in der Außenwandung ein einen Teil der Heizeinrichtung bildender Widerstandskörper angeordnet, der elektrisch leitfähig ist und Wärme abgibt, wenn er von einem Strom durchflössen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Außenwandung aus einem Metall gebildet und der Widerstandskörper von außen auf dieses die Außenwandung bildende Metall aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt. Wird der Widerstandskörper außerhalb der Außenwandung angeordnet, so empfiehlt es sich, den Widerstandskörper möglichst unmittelbar mit der Außenwandung zu verbinden oder aber über besonders gut thermisch leitende Zwischenelemente, insbesondere auch einen besonders gut thermisch leitenden Kleber, mit der Außenwandung zu verbinden. Insbesondere bevorzugt kann ein keramischer Kleber eingesetzt werden. Ergänzend oder alternativ wird in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, in der Oxidationskammer ein einen Teil der Heizeinrichtung bildenden Widerstandkörper anzuordnen, der elektrisch leitfähig ist und Wärme abgibt, wenn er von einem Strom durchflössen wird.
Der Widerstandskörper weist insbesondere einen elektrischleitenden Heizdraht und eine den Heizdraht ummaltende Ummantelung aus Inconell-Material auf, wobei zwischen dem Heizdraht und dem Inconell-Mantel Keramikpulver angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass Sauerstoff an den Heizdraht gelangt, wodurch verhindert wird, dass der Heizdraht selbst oxidieren kann. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Oxidationskammer an ihrem
Außenumfang eine Dämmung auf, beispielsweise eine Dämmung mit Keramikfasern, insbesondere bevorzugt mit Keramikfasermatten. Dadurch wird der Wärmeverlust aus der Oxidationskammer nach außen reduziert, wodurch zugleich die Energiemenge reduziert wird, die benötigt wird, um den zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brenngasprobe und/oder den zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer befindlichen Brennluft und/oder den zumindest einen Teil eines in der Oxidationskammer befindlichen Gemischs aus Brenngasprobe und Brennluft auf einer Temperatur von mehr als 850°C zu erwärmen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der außerhalb der Außenwandung und/oder in der Außenwandung angeordnete Widerstandskörper, bzw. der in der Oxidationskammer angeordnete Widerstandskörper wendeiförmig ausgebildet. Eine solche Anordnung erlaubt eine besonders homogene und energieeffiziente Erwärmung der Gase in der Oxidationskammer.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oxidationskammer zumindest zum Teil durch einen endseits verschlossenen ersten Hohlzylinder mit einem größeren Durchmesser und einen an seinen Enden offenen Hohlzylinder mit kleinerem Durchmesser gebildet, wobei der Hohlzylinder mit kleinerem Durchmesser konzentrisch zu dem Hohlzylinder mit größeren Durchmesser angeordnet und derart in den Hohlzylinder mit größerem Durchmesser angeschoben ist, dass das eine Ende des Hohlzylinders mit kleinerem Durchmesser im Hohlzylinder mit größerem Durchmesser angeordnet ist, der Hohlzylinder mit kleinerem Durchmesser eine der endseitigen Verschlüsse des Hohlzylinders mit größerem Durchmesser durchstößt und das andere Ende des Hohlzylinders mit kleinerem Durchmesser außerhalb des
Hohlzylinders mit größerem Durchmesser angeordnet ist. Diese Anordnung führt bei kompakter Bauweise der Oxidationskammer zu einem längeren Durchlaufweg der Gase durch die Oxidationskammer, wenn sie in den Zwischenraum zwischen dem Hohlzylinder mit größerem Durchmesser und dem Hohlzylinder mit kleinerem Durchmesser eingebracht werden und an dem außerhalb des Hohlzylinders mit größerem Durchmesser angeordneten Ende des Hohlzylinders mit kleinerem Durchmesser die Oxidationskammer verlassen. Die Verlängerung des Durchlaufwegs kann dazu verwendet werden, die Verweilzeit der Gase in der Oxidationskammer zu erhöhen und damit zu einer möglichst vollständigen Oxidation der oxidierbaren Anteile der Brenngasprobe führen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der erste Einlass durch ein erstes Einlassrohr gebildet, das endseits mit einer Begrenzungswandung einer ersten Einlassöffnung der Oxidationskammer verbunden ist und/oder wird der zweite Einlass durch ein zweites Einlassrohr gebildet, das endseits mit einer Begrenzungswandung einer zweiten Einlassöffnung der Oxidationskammer verbunden ist. Insbesondere bevorzugt sind bei derartigen Ausführungsformen die Längsachse des ersten Einlassrohrs, bzw. die Längsachse des zweiten Einlassrohrs in einem Winkel von größer 0° und kleiner 180° zur Längsachse des Hohlzylinders mit größerem Durchmesser angeordnet und die erste Einlassöffnung, bzw. die zweite Einlassöffnung im Bereich der Umfangsfläche des Hohlzylinders angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Längsachse des ersten Einlassrohrs, bzw. die Längsachse des zweiten Einlassrohrs in einem Winkel von 120° zur Längsachse des Hohlzylinders mit größerem Durchmesser angeordnet. Diese Art der Anordnung kann zu einer Verwirbelung, bzw. Verdrallung der in die Oxidationskammer strömenden Gase führen. Insbesondere bevorzugt ist das erste Einlassrohr relativ zur Längsachse des
Hohlzylinders mit größerem Durchmesser auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet, wie das zweite Einlassrohr.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Thermoelement mit einem Messende auf, das innerhalb der Oxidationskammer angeordnet ist. Mittels eines solchen Thermoelements kann die Temperatur im Innern der Oxidationskammer bestimmt werden und die Heizeinrichtung geregelt werden, damit mittels der Heizeinrichtung eine vorher definierte Temperatur in der Oxidationskammer erzeugt wird.
Die erfindungsgemäße Feuerungsanlage mit einem Brenner mit einer Brenngaszufuhrleitung und einer Brennluftzufuhrleitung wird gekennzeichnet durch eine Probenahmeleitung, deren eines Ende zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Entnahme einer Brenngasprobe aus dem in der Brenngaszufuhrleitung strömenden Brenngas mit der Brenngaszufuhrleitung verbunden ist und deren anderes Ende mit dem ersten Einlass einer Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 verbunden ist. Der Einsatz der Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases kann im Zusammenhang mit Feuerungsanlagen der erfindungsgemäßen Art besonders gut dazu eingesetzt werden, um die Feuerungsanlage zu regeln und eine gute Verbrennung des Brenngases in der Feuerungsanlage zu ermöglichen. Mittels der Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases kann die Qualität des Brenngases und die zur vollständigen Verbrennung des Brenngases notwendige Menge an Brennluft ermittelt werden. Aufgrund dieser
Information kann die Brennluftzufuhr zum Brenner derart geregelt werden, dass das Brenngas im Brenner im Wesentlichen vollständig verbrannt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Brenngases aufgrund einer Brenngasprobe, die aus dem Brenngas genommen wurde, wird unter
Einsatz einer Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe gemäß der Erfindung durchgeführt, wobei die Brenngasprobe in der Oxidationskammer mit der Brennluft vermischt und zumindest zum Teil zu einem Reaktionsprodukt oxidiert wird, wobei zumindest ein Teil des Reaktionsprodukts die Oxidationskammer über den Auslass verlässt und einem Messgerät zugeführt wird, das anhand zumindest eines
Teils des Reaktionsprodukts die für eine Verbrennung einer bestimmten Menge des Brenngases, von dem die Probe genommen wurde, benötigte Brennluftmenge bestimmt. Ein ergänzendes, aber auch alternativ einsetzbares erfindungsgemäßes Verfahren zur
Qualitätsbestimmung eines Brenngases anhand einer Brenngasprobe, die aus dem Brenngas gewonnen wurde, das unter Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe durchgeführt wird, sieht vor, dass die Oxidationskammer durch eine zumindest durch den ersten Einlass, den zweiten Einlass und den Auslass durchbrochene Außenwandung begrenzt wird und außerhalb der Außenwandung und/oder in der Außenwandung ein einen Teil der Heizeinrichtung bildender Widerstandskörper angeordnet ist, der elektrisch leitfähig ist und Wärme abgibt, wenn er von einem Strom durchflössen wird und/oder in der Oxidationskammer ein einen Teil der Heizeinrichtung bildender Widerstandskörper angeordnet ist, der elektrisch leitfähig ist und Wärme abgibt, wenn er von einem Strom durchflössen wird, wobei der Widerstandskörper mit einem pulsierenden Strom beaufschlagt wird. Es hat sich gezeigt, dass das Beaufschlagen des Widerstandskörpers mit einem pulsierenden Strom zu einer besonders langen Haltbarkeit des Widerstandskörpers führt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die erfindungsgemäße Feuerungsanlage und das erfindungsgemäße Verfahren werden insbesondere bevorzugt an klein- und großtechnischen Feuerungsanlagen der Eisen- und Stahlindustrie, der chemischen Industrie, an Kraftwerkskessel sowie an Biogas- und Deponiegasgewinnungsanlagen, sowie weiteren Anlagen, die Gasgemische mit Heizwerten von rd. 2,5 - 47 MJ/m3i.N. sowie deren Gemische oder Einzelbestandteile, insbesondere Gicht-, Konverter-, Koksofen-, Erdgas verwerten, verwendet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Oxidationskammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht und
Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren
Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases in einer Schema-Zeichnung.
Die in Figur 1 dargestellte Oxidationskammer 1 weist einen ersten durch ein erstes Einlassrohr gebildeten Einlass 2 für eine Brenngasprobe auf. Ferner weist die Oxidationskammer 1 einen durch ein zweites Einlassrohr gebildeten zweiten Einlass 3 auf.
Die Oxidationskammer 1 wird durch einen endseits verschlossenen ersten Hohlzylinder 4 mit größerem Durchmesser und einem an seinen Enden offenen Hohlzylinder 5 mit kleinerem Durchmesser gebildet, wobei der Hohlzylinder 5 mit kleinerem Durchmesser konzentrisch zu dem Hohlzylinder 4 mit größerem Durchmesser angeordnet und derart in den Hohlzylinder 4 mit größerem Durchmesser eingeschoben ist, dass das eine Ende des Hohlzylinders 5 mit kleinerem Durchmesser im Hohlzylinder 4 mit größerem Durchmesser angeordnet ist, der Hohlzylinder mit kleinerem Durchmesser eine der endseitigen Verschlüsse 6 des Hohlzylinders 4 mit größerem Durchmesser durchstößt und das andere Ende des Hohlzylinders 5 mit kleinerem Durchmesser außerhalb des Hohlzylinders 4 mit größeren Durchmesser angeordnet ist und den Auslass bildet. Der Hohlzylinder 4 mit größerem Durchmesser wird an dem gegenüberliegenden Ende durch eine Swagelok-Verschraubung 7 verschlossen. Durch diese Swagelok- Verschraubung 7 kann ein nicht dargestelltes Thermoelement so geführt werden, dass sein Messende innerhalb der Oxidationskammer angeordnet ist.
Die Längsachse des ersten Einlassrohrs, das den ersten Einlass 2 bildet, ist in einem Winkel vom 120 ° zur Längsachse des Hohlzylinders 4 mit größerem Durchmesser angeordnet. Die Längsachse des zweiten Rohrs des zweiten Einlass 3 ist in einem Winkel vom 120 0 zur Längsachse des Hohlzylinders 4 mit größerem Durchmesser angeordnet. Der Hohlzylinder 5 mit kleinerem Durchmesser wird mittels Abstandshaltern 8, die an seinem Umfang verteilt angeordnet sind, in den Hohlzylinder 4 mit größerem Durchmesser gestützt gehalten. In der Figur 1 ist nur ein solcher Abstandshalter 8 dargestellt. Außerhalb der Außenwandung 10 des Hohlzylinders 4 mit größerem
Durchmesser ist ein wendeiförmig ausgebildeter Widerstandskörper 9 angeordnet und mittels keramischen Klebers mit der Außenwandung 10 des Hohlzylinders 4 mit größerem Durchmesser verbunden. Der wendeiförmig ausgebildete Widerstandskörper 9 ist elektrisch leitfähig und gibt Wärme ab, wenn er von einem Strom durchflössen wird.
Der erfindungsgemäßen Oxidationskammer wird eine Brenngasprobe, die dem zu untersuchenden Brenngas entnommen wurde, über das erste Einlassrohr zugeführt. Gleichzeitig wird der Oxidationskammer über das zweite Einlassrohr Brennluft zugeführt. Aufgrund der Anordnung der Längsachsen der Einlassrohre relativ zur
Längsachse des Hohlzylinders 4 mit größerem Durchmesser und aufgrund der Anordnung des Hohlzylinders 5 mit kleinerem Durchmesser konzentrisch zu dem Hohlzylinder mit größerem Durchmesser werden die Brenngasprobe und die Brennluft in einer Drallbewegung durch den Zwischenraum zwischen dem Hohlzylinder 4 mit größerem Durchmesser und dem Hohlzylinder 5 mit kleinerem Durchmesser geführt und dabei gut vermischt. Durch die Heizvorrichtung wird das Gemisch aus Brenngasprobe und Brennluft auf eine Temperatur von mehr als 850°C erwärmt, sodass die oxidierbaren Anteile der Brenngasprobe oxidieren. Das Reaktionsprodukt dieser Oxidation verlässt die Oxidationskammer durch das außerhalb des Hohlzylinders 4 mit größerem Durchmesser angeordnete Ende des Hohlzylinders 5 mit kleinerem Durchmesser.
Die Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Brennkammer 1 1 und symbolisiert mittels des Symbols Q dass Wärme der Brennkammer von außen zugeführt wird. Ferner ist zuerkennen, dass der Brennkammer über eine erste Leitung 12 eine Brenngasprobe und über eine zweite Leitung 13 Brennluft zugeführt wird. Die Leitung 12 für die Brenngasprobe wird aus einer Brenngaszufuhrleitung 14 abgezweigt. Nach der Abzweigung wird mittels des Messgeräts 15 der Volumenstrom der Brenngasprobe bestimmt und in der Messeinheit 16 die Dichte und die Temperatur der Brenngasprobe bestimmt. Mittels des Messgeräts 17 wird der Volumenstrom der Brennluft bestimmt.
Das Messgerät 18 bestimmt den Sauerstoffüberschuss in dem die Brennkammer verlassenden Abgas Zirkondioxidsonde. In dem Messgerät 19 wird der Volumenstrom des dem Brenner 20 zugeführten Brenngasstroms bestimmt. Dem Brenner 20 wird ferner über die Leitung 21 Brennluft zugeführt. Mit der Messvorrichtung 22 wird der Volumenstrom des der Sensoreinheit 20 zugeführten Brennluftstromes gemessen. Die Sensoreinheit 20 misst den Gehalt der Summe der höheren Kohlenwasserstoffe an dem Gesamtvolumen in Volumen% sowie den Volumenprozentgehalt an Kohlenmonoxid, den Volumenprozentgehalt an Wasserstoff und den Volumenprozentgehalt an Methan. Die Messergebnisse der Messvorrichtungen werden einer Auswerteeinheit 23 zugeführt. Die Auswerteeinheit bestimmt den Volumenprozentgehalt an CO, H2, CH , CNHNl die Dichte, den Heizwert sowie die minimal benötigte Luftmenge für die vollständige Verbrennung der Brenngasprobe.
Alternativ zu dem Messen des Volumenstroms der Brennluft kann durch das gezielte Einsetzen von Blenden und das Abstimmen der Blendenöffnungen zueinander ein festes Verhältnis von Brennluftstrom zu Brenngasprobenstrom eingestellt werden. So kann beispielsweise am Messort des Messgeräts 17 anstelle des Messgeräts 17 eine Blende in der zweiten Leitung 3 angeordnet werden und am Messort des Messgeräts 15 in der ersten Leitung 12 ebenfalls eine Blende angeordnet werden, wobei der Durchmesser der Blenden darauf abgestimmt ist, nur ein bestimmtes Verhältnis an Brennluftstrom zu dem Brenngasstrom in die Brennkammer einströmen zu lassen.

Claims

"Patentansprüche:"
Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases, aus dem die Brenngasprobe genommen wurde, mit einer Oxidationskammer (1) mit
einem ersten Einlass (2), über den die Brenngasprobe in die
Oxidationskammer (1) eingebracht werden kann, und
einem zweiten Einlass (3), über den eine zumindest teilweise Sauerstoff enthaltende Brennluft in die Oxidationskammer (1) eingebracht werden kann, und
einem Auslass, aus dem ein Gas, bzw. ein Gasgemisch aus der Oxidationskammer (1) austreten kann,
gekennzeichnet durch
eine Heizeinrichtung, die dazu geeignet ist, zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer (1) befindlichen Brenngasprobe und/oder zumindest einen Teil der in der Oxidationskammer (1) befindlichen Brennluft und/oder zumindest einen Teil eines in der Oxidationskammer (1) befindlichen Gemischs aus Brenngasprobe und Brennluft auf eine Temperatur von mehr als 400°C zu erwärmen, und die derart ausgebildet ist, dass die von der Heizeinrichtung zum Erwärmen des zumindest einen Teils des in der Oxidationskammer (1) befindlichen Brenngases, bzw. des zumindest einen Teils der in der Oxidationskammer (1) befindlichen Brennluft, bzw. des zumindest einen Teil des in der Oxidationskammer (1) befindlichen Gemischs aus Brenngas und Brennluft erzeugte Wärme nicht der Oxidation der oxidierbaren Anteile der Brenngasprobe in der Oxidationskammer (1) entstammt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Oxidationskammer (1) durch eine zumindest durch den ersten Einlass (2), den zweiten Einlass (3) und den Auslass durchbrochene Außenwandung begrenzt wird und außerhalb der Außenwandung und/oder in der Außenwandung ein einen Teil der Heizeinrichtung bildender Widerstandskörper (9) angeordnet ist, der elektrisch leitfähig ist und Wärme abgibt, wenn er von einem Strom durchflössen wird, und/oder
in der Oxidationskammer (1) ein einen Teil der Heizeinrichtung bildender Widerstandskörper angeordnet ist, der elektrisch leitfähig ist und Wärme abgibt, wenn er von einem Strom durchflössen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass der außerhalb der Außenwandung und/oder in der Außenwandung angeordnete Widerstandskörper (9), bzw. der in der Oxidationskammer (1) angeordnete Widerstandskörper wendeiförmig ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationskammer (1) zumindest zum Teil durch einen endseits verschlossenen ersten Hohlzylinder (4) mit einem größeren Durchmesser und einen an seinen Enden offenen Hohlzylinder (5) mit kleinerem Durchmesser gebildet wird, wobei der Hohlzylinder (5) mit kleinerem Durchmesser konzentrisch zu dem Hohlzylinder (4) mit größerem Durchmesser angeordnet und derart in den Hohlzylinder (4) mit größerem Durchmesser eingeschoben ist, dass das eine Ende des Hohlzylinders (5) mit kleinerem Durchmesser im Hohlzylinder mit größerem Durchmesser angeordnet ist, der Hohlzylinder (4) mit kleinerem Durchmesser eine der endseitigen Verschlüsse des Hohlzylinders (4) mit größerem Durchmesser durchstößt und das andere Ende des Hohlzylinders (5) mit kleinerem Durchmesser außerhalb des Hohlzylinders (4) mit größerem Durchmesser angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einlass (2) durch ein erstes. Einlassrohr gebildet wird, das endseits mit einer Begrenzungswandung einer ersten Einlassöffnung der Oxididationskammer (1) verbunden ist, und/oder der zweite Einlass (3) durch ein zweites Einlassrohr gebildet wird, das endseits mit einer Begrenzungswandung einer zweiten Einlassöffnung der Oxididationskammer (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des ersten Einlassrohr, bzw. die Längsachse des zweiten Einlassrohr in einem Winkel von größer 0° und kleiner 180°C zur Längsachse des Hohlzylinders (4) mit größerem Durchmesser angeordnet ist und die erste Einlassöffnung, bzw. die zweite Einlassöffnung im Bereich der Umfangsfläche des Hohlzylinders (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Thermoelement mit einem Messende, wobei das Messende innerhalb der Oxidationskammer (1) angeordnet ist.
Feuerungsanlage mit einem Brenner mit einer Brenngaszufuhrleitung und einer Brennluftzufuhrleitung, gekennzeichnet durch eine Probenahmeleitung, deren eines Ende zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Entnahme einer Brenngasprobe aus dem in der Brenngaszufuhrleitung strömenden Brenngas mit der Brenngaszufuhrleitung verbunden ist und deren anderes Ende mit dem ersten Einlass einer Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 verbunden ist.
Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Brenngases anhand einer Brenngasprobe, die aus dem Brenngas genommen wurde, unter Einsatz einer Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem dass die Brenngasprobe in der Oxidationskammer (1) mit der Brennluft vermischt und zumindest ein Teil der in der Oxidationskammer (1) befindlichen Brenngasprobe und/oder zumindest ein Teil der in der Oxidationskammer (1) befindlichen Brennluft und/oder zumindest ein Teil eines in der Oxidationskammer (1 ) befindlichen Gemisches aus Brenngasprobe und Brennluft auf eine Temperatur von mehr als 400°C erwärmt wird und zumindest zum Teil zu einem Reaktionsprodukt oxidiert wird, dass zumindest ein Teil des Reaktionsprodukt die Oxidationskammer (1) über den Auslass verlässt und einem Messgerät zugeführt wird, dass anhand dieses Teils des Reaktionsprodukts die für eine Verbrennung einer bestimmten Menge des Brenngases, von dem die Probe genommen wurde, benötigten Brennluftmenge bestimmt.
Verfahren zur Qualitätsbestimmung eines Brenngases anhand einer Brenngasprobe, die aus dem Brenngas genommen wurde, unter Einsatz einer Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Oxidationskammer (1) durch eine zumindest durch den ersten Einlass (2), den zweiten Einlass (3) und den Auslass durchbrochene Außenwandung begrenzt wird und außerhalb der Außenwandung und/oder in der
Außenwandung ein einen Teil der Heizeinrichtung bildender
Widerstandskörper (9) angeordnet ist, der elektrisch leitfähig ist und Wärme abgibt, wenn er von einem Strom durchflössen wird, und/oder
in der Oxidationskammer ein einen Teil der Heizeinrichtung bildender
Widerstandskörper angeordnet ist, der elektrisch leitfähig ist und Wärme abgibt, wenn er von einem Strom durchflössen wird und
der Widerstandskörper (9) mit einem pulsierenden Strom beaufschlagt wird.
PCT/EP2012/002388 2011-06-07 2012-06-05 Vorrichtung zur oxidation der oxidierbaren anteile einer brenngasprobe zur qualitätsbestimmung des brenngases Ceased WO2012167914A2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MX2013014250A MX2013014250A (es) 2011-06-07 2012-06-05 Metodo para monitoreo antirrobo de modulos solares e instalacion solar que tiene una multiplicidad de modulos solares para llevar a cabo el metodo.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011106373.4A DE102011106373B4 (de) 2011-06-10 2011-06-10 Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases
DE102011106373.4 2011-06-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012167914A2 true WO2012167914A2 (de) 2012-12-13
WO2012167914A3 WO2012167914A3 (de) 2014-05-08

Family

ID=46420050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/002388 Ceased WO2012167914A2 (de) 2011-06-07 2012-06-05 Vorrichtung zur oxidation der oxidierbaren anteile einer brenngasprobe zur qualitätsbestimmung des brenngases

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011106373B4 (de)
WO (1) WO2012167914A2 (de)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1565310A (en) * 1977-12-01 1980-04-16 Battelle Development Corp Method and apparatus for controlling fuel to oxidant ratioof a burner
DE3176219D1 (en) * 1980-12-27 1987-07-02 Hitachi Ltd Method and apparatus for controlling combustion of gasified fuel
AU8600882A (en) * 1982-07-06 1984-01-19 Pavlodarsky Industrialny Institut Determining content of combustibles in end products
US4613482A (en) * 1983-12-23 1986-09-23 The Foxboro Company Constant temperature heating value measurement apparatus
EP0221799A1 (de) * 1985-10-02 1987-05-13 Societe D'etude Et De Construction De Chaudieres En Acier Seccacier Verfahren und Einrichtung für eine Gasbrennerverbrennungsregelung eines Wärme- oder Kraftgenerators, wie eines Heizkessels oder ähnlichem um eine bestimmte Verbrennung zu erzielen
DE9404317U1 (de) * 1994-03-15 1995-07-20 Bleickert, Gerhard, 74889 Sinsheim Einrichtung zum Führen der Brennergase in einem Ofen
JP3494988B2 (ja) * 1998-01-16 2004-02-09 ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド ガス熱量測定方法及び装置
US6321743B1 (en) * 2000-06-29 2001-11-27 Institute Of Gas Technology Single-ended self-recuperated radiant tube annulus system
CZ300882B6 (cs) * 2002-11-13 2009-09-02 Rwe Transgas Net, S.R.O. Zpusob merení výhrevnosti plynu a meridlo pro provádení tohoto zpusobu
JP2009162128A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Yamatake Corp 燃料供給装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012167914A3 (de) 2014-05-08
DE102011106373A1 (de) 2012-12-13
DE102011106373B4 (de) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0156200B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Bestimmung des Mischungsverhältnisses eines ein Sauerstoffträgergas und einen Brennstoff enthaltenden Gemisches
DE10203310A1 (de) Probenahmesystem für Abgassensoren
DE112013000431T5 (de) Heizvorrichtung für einen Gaschromatographen und Heizverfahren für einen Gaschromatographen
DE3027863A1 (de) Flammenionisationsdetektor
DE102011106373B4 (de) Vorrichtung zur Oxidation der oxidierbaren Anteile einer Brenngasprobe zur Qualitätsbestimmung des Brenngases
DE102006019723B4 (de) Messsondensystem, Anordnung und Verfahren zur Erfassung von Abgasparametern stromabwärts einer Gasturbine
WO2020002549A1 (de) Verfahren zur messung von stickoxiden und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
EP3180608B1 (de) Analysegerät zur bestimmung einer von der konzentration eines oder mehrerer inhaltsstoffe einer probe abhängigen messgrösse
EP0160172B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Kraftstoff-Luftverhältnisses von Ottomotoren
EP1301779A1 (de) Anordnung zur gesamtschwefelbestimmung
DE102009031365B3 (de) Wassergekühlte Gasbeprobungslanze
DE1944323A1 (de) Pyrolyseofen
DE102014002070A1 (de) Analysator sowie Verfahren für die Analyse von Kohlenstoff (C) und Schwefel (S) in Metallen
DE10325292A1 (de) Verfahren und Apparatur zur Bestimmung der Aktivität und des Alterungsverhaltens eines Katalysators
CH638289A5 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen verbrennen von brennstoff.
DE102008055853B4 (de) Verfahren zum Erwärmen und Reinigen eines Fluids und entsprechende Vorrichtung
DE3505513C2 (de)
DE19908885A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines mit Brenngasen wechselnder Zusammensetzungen versorgten Energieumsetzers
EP4214444B1 (de) Verfahren und anlage zum thermischen verwerten von festem brennstoff in einem reaktionsraum
DE19852390B4 (de) Analysenvorrichtung umfassend einen Gaschromatographen mit einer Säule und einen Pyrolysator sowie Block hoher Wärmeleitfähigkeit
EP1067383B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Mischvorrichtung für Gase, insbesondere zur Bestimmung des Wobbe-Indizes eines Untersuchungsgases
AT526265A1 (de) Vorrichtung zur Aufbereitung eines gasförmigen Mediums
DE4031882C2 (de)
DE4415538A1 (de) Verfahren zum Überwachen eines Sensors
DE4239292A1 (de) Prüfbare Sauerstoff-Meßsonde für den Einsatz bei normalen bis zu sehr hohen Temperaturen

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2013/014250

Country of ref document: MX

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12730795

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12730795

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2