DE1268877B

DE1268877B - Measuring device for determining the dew point of gases and vapors, in particular the acid dew point of flue gases

Info

Publication number: DE1268877B
Application number: DE19641268877
Authority: DE
Inventors: Klaus Nowotny
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-07-30
Filing date: 1964-07-30
Publication date: 1968-05-22

Description

Meßvorrichtung zur Bestimmung des Taupunktes von Gasen und Dämpfen, insbesondere des Säuretaupunktes von Rauchgasen Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Bestimmung des Taupunktes von Gasen und Dämpfen, insbesondere des Säuretaupunktes von Rauchgasen, mit einer gekühlten Niederschlagsstrecke und Mitteln zur Messung der Oberflächenleitfähigkeit derselben. Dabei wird der Taupunkt als diejenige Temperatur ermittelt, bei der sich infolge Niederschlagens der Gase bzw. Dämpfe auf der Oberfläche der Niederschlagsstrecke deren Oberflächenwiderstand stark verringert.Measuring device for determining the dew point of gases and vapors, in particular the acid dew point of flue gases The invention relates to a measuring device for determining the dew point of gases and vapors, especially the acid dew point of flue gases, with a cooled precipitation section and means for measuring the surface conductivity of the same. The dew point is used as the temperature determined in which, as a result of the precipitation of gases or vapors on the surface of the precipitation path, the surface resistance of which is greatly reduced.

Es hat sich gezeigt, daß bei Verschmutzung der Niederschlagsstrecke, wie sie sehr schnell beispielsweise bei der Bestimmung des Säuretaupunktes von Rauchgasen eintritt, der bei Taupunktunterschreitung auftretende Leitfähigkeitsanstieg an der Oberfläche der Niederschlagsstrecke durch Erwärmung nicht wieder zu beseitigen ist. Dies hat zur Folge, daß die Niederschlagstemperatur, d. h. der Taupunkt, nicht mehrfach eingestellt werden kann. Auch bekannte automatische Reinigungsvorrichtungen für die Niederschlagsstrecke können diese nicht so sauber halten, wie es für eine durch die Oberflächenleitfähigkeit gesteuerte Temperaturregelung der Niederschlagsstrecke erforderlich ist. It has been shown that if the precipitation path is soiled, as they do very quickly, for example, when determining the acid dew point of flue gases occurs, the rise in conductivity that occurs when the dew point is undershot at the The surface of the precipitation path cannot be removed again by heating. As a result, the precipitation temperature, i.e. H. the dew point, not multiple can be adjusted. Also known automatic cleaning devices for the precipitation track cannot keep this as clean as it gets for one through the surface conductivity controlled temperature regulation of the precipitation path is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nach dem beschriebenen Prinzip arbeitende Meßvorrichtung zur Taupunktbestimmung zu schaffen, die in einfacher und zuverlässiger Weise gestattet, den nachteiligen Einfluß einer Verschmutzung der gekühlten Niederschlagsstrecke auf die Meßgenauigkeit auszuschalten. Diese Aufgabe löst eine Meßvorrichtung mit dem Kennzeichen, daß erfindungsgemäß als Niederschlagsstrecke ein über eine gekühlte Auflage bewegbares Band aus nichtleitenden, hydrophobem Material vorgesehen ist. Dieses Band trägt zweckmäßigerweise auf beiden Oberflächen Metallelektroden, von denen die auf derselben Oberfläche liegenden voneinander getrennt, dagegen die auf verschiedenen Oberflächen liegenden, einander entsprechenden Elektroden elektrisch leitend verbunden sind und die auf der Niederschlagsfläche des Bandes liegenden Elektroden als Meßelektroden, die mit ihnen jeweils elektrisch leitend verbundenen Elek troden auf der anderen Oberfläche als zugeordnete Abnahmeelektroden dienen, die über feststehende Schleifkontakte die Verbindung zur Einrichtung zur Messung der Oberflächenleitfähigkeit herstellen. The invention is based on the object of the described To create working principle measuring device for dew point determination, which in simple and reliably allows the adverse influence of pollution of the cooled precipitation section to switch off the measurement accuracy. This task solves a measuring device with the characteristic that according to the invention as a precipitation path a band of non-conductive, hydrophobic material that can be moved over a cooled surface is provided. This tape expediently has metal electrodes on both surfaces, from which those lying on the same surface are separated from one another, but the electrodes lying on different surfaces and corresponding to one another electrically are conductively connected and those lying on the precipitation surface of the tape Electrodes as measuring electrodes, which are connected to them in an electrically conductive manner Electrodes on the other surface serve as assigned pick-up electrodes, the connection to the measurement device via fixed sliding contacts the surface conductivity.

Die erfindungsgemäße Verwendung eines nichtleitenden, hydrophoben Bandes als Niederschlagsstrecke, das beispielsweise aus Teflon oder Glasgewebe bestehen kann und auf dem gegebenenfalls durch Aufdampfen, Aufdrucken, Aufnieten oder Aufspritzen Metallelektroden angebracht sein können, bietet die vorteilhafte Möglichkeit, entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich ohne Störung des Betriebes der Meßvorrichtung jeweils einen nicht verschmutzten Bereich des Bandes in die Meßstellung zu bringen. Erfolgt die Bewegung des Bandes diskontinuierlich, so kann man sie derart steuern oder regeln, daß die Bewegung des Bandes nur dann erfolgt, wenn nach Abschalten der Kühlvorrichtung die Oberflächenleitfähigkeit des Bandes nicht verschwindet, was das Anzeichen für die Verschmutzung des jeweils in der Meßstellung befindlichen Bereiches des Bandes ist. The inventive use of a non-conductive, hydrophobic Tape as a precipitation path, which for example consist of Teflon or glass fabric can and on the possibly by vapor deposition, printing, riveting or spraying Metal electrodes can be attached, offers the advantageous option of either continuously or discontinuously without disturbing the operation of the measuring device to bring a non-soiled area of the tape into the measuring position. If the movement of the belt is discontinuous, it can be controlled in this way or regulate that the movement of the belt only takes place if after switching off the cooling device the surface conductivity of the belt does not disappear, what the sign of the contamination of each in the measuring position Area of the tape is.

Die Einrichtung zur Messung der Leitfähigkeit an der Oberfläche des Bandes kann als Regler für die Kühlvorrichtung ausgebildet sein, der die Temperatur des jeweils auf der Auflage befindlichen Bereiches des Bandes auf diejenige Temperatur einregelt, bei der eine Änderung der Leitfähigkeit auftritt; diese Temperatur ist der Taupunkt. The device for measuring the conductivity at the surface of the Band can be designed as a controller for the cooling device that controls the temperature of the area of the tape located on the support to that temperature regulates when there is a change in conductivity; this temperature is the dew point.

Auch die Bewegung des Bandes kann durch den Regler, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zeitschaltwerkes, veranlaßt werden. The movement of the belt can also be controlled by the controller, if necessary with the interposition of a timer.

Das Band wird man zweckmäßigerweise so dünn ausführen, daß der Temperaturabfall in seinem Querschnitt vernachlässigbar klein ist; dann kann man in der Auflage einen mit einem Indikator verbundenen Temperaturfühler, z. B. ein Thermoelement, zur Anzeige und/oder Registrierung des Taupunktes vorsehen. The tape is expediently made so thin that the temperature drop is negligibly small in its cross-section; then you can in the pad has a temperature sensor connected to an indicator, e.g. B. a thermocouple, provide for display and / or registration of the dew point.

Die F i g. 1 a, 1 b und 2 zeigen die Möglichkeiten der Anordnung der Elektroden auf dem Band und stationärer Schleifkontakte. Bei Anordnung der Elektroden 1 gemäß F i g. 2 müssen die Schleifkontakte 2 gegenüberliegend an den beiden Bandrändern vorgesehen werden, während die Elektrodenform gemäß F i g. 1 a und 1 b auch auf einer Bandseite hintereinander liegende Schleifkontakte zuläßt. The F i g. 1 a, 1 b and 2 show the possibilities of the arrangement the electrodes on the belt and stationary sliding contacts. When arranging the electrodes 1 according to FIG. 2, the sliding contacts 2 must be opposite on the two edges of the tape are provided, while the electrode shape according to FIG. 1 a and 1 b also on one side of the hinge allows sliding contacts lying one behind the other.

In den F i g. 3 bis 5 sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung dargestellt, die im folgenden erläutert werden sollen. F i g. 3 läßt erkennen, daß das Band 3 mittels des Antriebsmotors 4, der in geeigneter Weise ein Übersetzungsgetriebe enthalten kann, von den Trommeln 5 und 6 über den als Auflage dienenden Kühlkopf 7 gezogen werden kann. Die Elektroden des Bandes 3 sind wiederum mit 1 bezeichnet. Die Trommel dient zum Aufwickeln des verschmutzten Teiles des Bandes 3, das also bereits zur Durchführung von Messungen gedient hat, während gleichzeitig mit der das Aufwickeln des Bandes bewirkenden Drehung der Trommel 5 die Abwicklung der sauberen Bandbereiche von der Vorratstrommel 6 erfolgt. Zwischen den Trommeln ist eine nicht dargestellte Rutschkupplung od. dgl. angeordnet, oder die Vorratstrommel 6 ist nicht mit der Welle gekuppelt. In the F i g. 3 to 5 are embodiments of the invention Measuring device shown, which will be explained in the following. F i g. 3 leaves recognize that the belt 3 by means of the drive motor 4, which is in a suitable manner Transmission gear can contain, from the drums 5 and 6 on the as a support serving cooling head 7 can be pulled. The electrodes of the belt 3 are in turn denoted by 1. The drum is used to wind up the dirty part of the Volume 3, which has already served to carry out measurements while at the same time with the rotation of the drum 5 causing the winding of the tape, the unwinding the clean tape areas from the supply drum 6 takes place. Between the drums a slip clutch, not shown, or the like. Is arranged, or the storage drum 6 is not coupled to the shaft.

Als Kühlvorrichtung dient in diesem Ausführungsbeispiel ein Peltierkühler, dessen Polblöcke in F i g. 3 mit 8 bezeichnet sind. Das Kühljoch9 ist seitlich mit breiten Edelmetall-Schleifkontakten versehen, die mit den Elektroden 1 des Bandes 3 zusammenwirken und über die Leitungen 10 die Leitfähigkeitsänderungen der Einrichtungll zur Messung der Oberflächenleitfähigkeit zuführen. Diese Einrichtung ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Regler ausgebildet, der in Abhängigkeit von der gemessenen Leitfähigkeit über die Leitungen 13 den Peltierkühler so beeinflußt, daß automatisch diejenige Temperatur in dem Kühljoch 9 auftritt, bei der infolge Niederschlagens der Gase auf dem Band 3 die größte Leitfähigkeitsänderung auftritt. Diese Temperatur ist der Taupunkt; sie wird an dem Instrumentl4 zur Anzeige gebracht. Verständlicherweise kann an Stelle des Instrumentes 14 oder gleichzeitig mit ihm auch irgendeine registrierende Meßvorrichtung vorgesehen sein. In this exemplary embodiment, a Peltier cooler is used as the cooling device, whose pole blocks in FIG. 3 are denoted by 8. The Kühljoch9 is on the side wide precious metal sliding contacts provided with the electrodes 1 of the tape 3 interact and the changes in conductivity of the device via the lines 10 to measure the surface conductivity. This facility is in that Embodiment shown designed as a controller, which depends on the the measured conductivity via the lines 13 influences the Peltier cooler in such a way that that automatically that temperature occurs in the cooling yoke 9 at which as a result Precipitation of the gases on the belt 3 the greatest change in conductivity occurs. This temperature is the dew point; it is displayed on the instrument 14. Understandably, instead of the instrument 14 or at the same time as it some recording measuring device can also be provided.

In diesem Ausführungsbeispiel schaltet der Regler 11 den Antriebsmotor 4 nur dann kurzzeitig ein, wenn die Leitfähigkeit während eines bestimmten Zeitraumes nicht abgesunken und eine Verschmutzung der Meßstrecke anzunehmen ist. Der Band transport kann aber auch ausschließlich durch ein Zeitschaltwerk 15 mit festem Schaltrhythmus bestimmt werden. Neben dieser diskontinuierlichen Bandbewegung besteht aber die Möglichkeit, das Band ausschließlich durch den Antriebsmotor 4 stetig über die Auflage ziehen zu lassen. In this exemplary embodiment, the controller 11 switches the drive motor 4 is only activated for a short time if the conductivity is during a certain period of time has not sunk and contamination of the measuring section is to be assumed. The band However, transport can also be carried out exclusively by a timer 15 with a fixed switching rhythm to be determined. In addition to this discontinuous belt movement, there is also the Possibility to use the drive motor 4 to keep the tape steady over the support to let go.

In F i g. 4 ist ein Kühlkopf in seinen Einzelheiten dargestellt. Die Auflage für das Band 3 bilden außer dem Isolator 20 die beiden in diesen eingesetzten Edelmetall-Schleifkontakte 21 und 22, deren Anschlußleitungen 23 und 24 zu der in F i g. 3 mit 11 bezeichneten Einrichtung zur Messung der Oberflächenleitfähigkeit des Bandes 3 führen. Mit 25 sind die Polblöcke (in der Figur nur einer sichtbar) und mit 26 ist das Kühljoch bezeichnet. In Fig. 4 shows a cooling head in its details. In addition to the insulator 20, the support for the band 3 is formed by the two inserted therein Noble metal sliding contacts 21 and 22, whose connecting lines 23 and 24 to the in F i g. 3 with 11 designated device for measuring the surface conductivity of the band 3 lead. At 25 are the pole blocks (only one visible in the figure) and with 26 the cooling yoke is referred to.

F i g. 5 zeigt eine Rauchgastaupunkt-Meßvorrichtung, die mit einem Band 3 als Niederschlagsstrecke ausgerüstet ist. Die Anordnung ist sondenartig durch die Kaminwand 50 in den Rauchgaskanal 51 eingeführt. Das Band 3 ist mittels Rollen52 und 53 in einem rohrartigen Fortsatz 54 der Einrichtung geführt, der zugleich die Zuleitungen 55 zu dem Thermoelement56, dem die Elektroden enthaltenden Kühlkopf 57 und dem Peltierelement 58 aufnimmt. Diese Zuleitungen enden in der Steckvorrichtung 59. F i g. 5 shows a smoke gas dew point measuring device with a Band 3 is equipped as a precipitation line. The arrangement is like a probe the chimney wall 50 is introduced into the flue gas duct 51. The belt 3 is by means of rollers 52 and 53 guided in a tubular extension 54 of the device, which is also the Leads 55 to the thermocouple 56, the cooling head containing the electrodes 57 and the Peltier element 58 receives. These leads end in the connector 59.

Das Band kann wiederum mittels Bandtrommel 60, Vorratsrolle 61, Rutschkupplung 62 und dem Bandtransportwerk 63 über den Kühlkopf 57 gezogen werden. The belt can in turn by means of belt drum 60, supply roll 61, slip clutch 62 and the tape transport mechanism 63 are pulled over the cooling head 57.

An Stelle der in den Ausführungsbeispielen gezeigten elektrischen Kühlung kann auch die Kühlung des Bandes auf eine geeignete andere Weise erfolgen; insbesondere ist hierbei an eine Luft-, Wasser- oder Sole-Kühlung gedacht, die dann über ein Magnetventil mittels der als Regler ausgebildeten Einrichtung zur Messung der Leitfähigkeit geregelt werden kann. Instead of the electrical ones shown in the exemplary embodiments Cooling, the belt can also be cooled in another suitable manner; in particular, air, water or brine cooling is thought of, which then Via a solenoid valve by means of the device designed as a controller for measurement the conductivity can be regulated.

Die Erfindung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, auch dann ohne Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit kontinuierliche Taupunktmessungen durchzuführen, wenn durch die Art der zu überwachenden Anlage die Gefahr der Verschmutzung der Niederschlagsstrecke gegeben ist. The invention offers the advantageous possibility, even then without Impairment of the measurement accuracy to carry out continuous dew point measurements, if the type of system to be monitored poses a risk of contamination of the Precipitation route is given.

Claims

Claims: 1. Measuring device for determining the dew point of gases and vapors, especially the acid dew point of flue gases, with a cooled precipitation path and means for measuring the surface conductivity the same, characterized in that the precipitation path is a cooled via a Movable band (3) made of non-conductive, hydrophobic material is provided is.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the The tape carries metal electrodes (1) on both surfaces, the ones on the same Surface are separated from each other, whereas those on different surfaces lying, mutually corresponding electrodes are electrically conductively connected, and that the electrodes lying on the precipitation surface of the strip act as measuring electrodes, the electrodes connected to them in an electrically conductive manner on the other Surface serve as assigned pick-up electrodes, which have fixed sliding contacts (21, 22) the connection to the device for measuring the surface conductivity (11).

3. Measuring device according to claim 2, characterized in that the Conductivity measuring device (1t designed as a controller for the cooling device (7, 8) is the temperature of the area of the tape on the support (3) regulates to the temperature at which there is a change in conductivity occurs (dew point).

4. Measuring device according to claim 1 to 3, characterized in that that in the support a Peltier element (8) as a cooling device and the sliding contacts (21, 22) as electrodes one Equipment for conductivity measurement are used

5. Measuring device according to claim 1 to 4, characterized in that that the movement of the belt (3) takes place discontinuously, preferably only then, if with the cooling device switched off the surface conductivity of the tape does not go away.

Publications considered: Swiss patent specification No. 259500; U.S. Patent Nos. 2532822, 2604785;