Messungen

Gesamtstaubgehalt in Abgasen

Messprinzip: Gesamtstaubmessung nach dem gravimetrischen Verfahren gemäß VDI 2066

Gerät: Ströhlein ST E 4

Kurzbeschreibung des Messprinzips:
Absaugung eines Teilgasstroms aus dem Hauptgasstrom und Filterung des darin enthaltenen Staubs in einem Quarzwollefilter. Der Staubgehalt im Rauchgas wird aus der abgeschiedenen Staubmasse und dem Volumen des abgesaugten Teilgasstromes berechnet. Zur repräsentativen Probenahme muss der Teilgasstrom mit der gleichen Geschwindigkeit, die der Hauptgasstrom im Probenahmequerschnitt hat (= isokinetisch), abgesaugt werden.

Korngrößenverteilung und Konzentration von Aerosolen im Rauchgas

(diskontinuierliche Methode)

Messprinzip: Niederdruck-Kaskadenimpaktor

Geräte: Hauke LPI30, Trennkörner: 8/4/2/1/0,5/0,25/0,125/0,0625 µm; Dekati DGI, Trennkörner: 2,5/1/0,5/0,2 µm

Kurzbeschreibung des Messprinzips:
Aus dem zu untersuchenden Rauchgasstrom wird ein Teilgasstrom isokinetisch abgezogen und durch den Impaktor geleitet. Der Impaktor besteht aus mehreren Stufen, die in Serie geschaltet sind. In einer Impaktorstufe wird dem Gasstrom eine Richtungsänderung aufgezwungen und Partikel, die auf Grund ihrer Größe dieser Richtungsänderung nicht folgen können,  werden abgeschieden.

Korngrößenverteilung und Konzentration von Aerosolen im Rauchgas

(kontinuierliche Methode)

Messprinzip: Elektrischer Niederdruck-Kaskadenimpaktor (ELPI)

Gerät: Dekati, 10lpm

Kurzbeschreibung des Messprinzips:
Am Eintritt in den ELPI werden die Partikel elektrisch geladen. Der ELPI selbst ist wie ein Kaskadenimpaktor aufgebaut. Werden Partikel auf einer der Impaktorstufen abgeschieden, so geben sie dort ihre Ladung ab. Der daraus resultierende Strom wird gemessen und in eine Anzahl-Korngrößenverteilung umgerechnet.
Mit dem ELPI ist es somit möglich, die Korngrößenverteilung von Partikeln (insbesondere von Feinstaub) im Rauchgas im Korngrößenbereich zwischen 0,03 und 8,97 mm im 1-sekundentakt quasikontinuierlich zu messen. Das Messgerät eignet sich besonders gut zur Überprüfung von Staubabscheidern, zur Prüfung von Einflussparametern und Betriebsbedingungen auf die Feinstaubbildung sowie für Grundlagenforschung im Bereich der Aerosolsbildung bei Verbrennungsprozessen.

Depositionsprobenahme und Analyse

Messprinzip: Depositionsprobenahme mit einer luftgekühlten Depositionssonde und nachfolgende SEM/EDX-Analyse

Gerät: Eigenbau

Kurzbeschreibung des Messprinzips:

• Eine Depositionssonde besteht aus einem luftgekühlten Rohr, auf dem ein Probenahmering montiert ist.
• Die Depositionssonde wird für eine bestimmte Zeit in die heiße Gasströmung eingebracht.
• Die Oberflächentemperatur des Probenahmeringes wird mittels Kühlluft auf einen Vorgabewert hin geregelt. Es ist somit möglich, die Oberfläche eines Wärmetauscherrohres zu simulieren.
• Der Probenahmering wird vor und nach der Messung gewogen und aus der Massendifferenz der Depositionsaufbau in g/m²/h bestimmt.
• Flugaschen- und Aerosoldepositionen, die sich auf dem Probenahmering gebildet haben, können nachfolgend unter dem Elektronenmikroskop bezüglich ihrer Struktur und chemischen Zusammensetzung untersucht werden. Dies bildet die Grundlage zur Erarbeitung von Richtwerten bezüglich des Schmelzverhaltens von Aschendepositionen und der Korrosionsgefahr durch diese Depositionen.
• Dadurch werden Beurteilungen des Depositionsbildungsrisikos bei Einsatz eines bestimmten Brennstoffes bei bestimmten Betriebsbedingungen ermöglicht.

Heißgas-Partikelprobenahmen

Um Partikelsammlungen für nachfolgende Analysen auch im heißen Rauchgas (Feuerraum) durchführen zu können, wurde in Kooperation mit dem Institut für Prozess- und Partikeltechnik, Technische Universität Graz, ein Hochtemperatur Niederdruck Kaskadenimpaktor entwickelt. Mit diesem Gerät können in-situ Partikelbeprobungen bei Temperaturen bis zu ca. 1.100°C durchgeführt werden.

Partikelsammlung für nachfolgende nasschemische und elektronenmikroskopische Analysen

Der während der Messung mit der Gesamtstaubmessausrüstung laut VDI 2066 gesammelte Staub kann optional nachfolgend bezüglich seiner chemischen Zusammensetzung analysiert werden.

Die Aerosol- und Flugaschenproben, die mit dem Niederdruck Kaskadenimpaktor oder dem Hochtemperatur-Impaktor gesammelt werden, können ebenfalls nachfolgenden nasschemischen Analysen zugeführt werden. Des weiteren wurde von der BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH in Zusammenarbeit mit dem Institut für Prozess- und Partikeltechnik, Technische Universität Graz, sowie dem Zentrum für Elektronenmikroskopie und Feinstrukturforschung, Technische Universität Graz, eine Methode entwickelt, Flugaschen- und Aerosolspartikel so zu sammeln, dass einzelne Partikel bezüglich ihrer Struktur und Zusammensetzung mittels Scanning Electron Microscopy (SEM) und Energy Dispersive X-Ray Spectrometry (EDX) untersucht werden können.