Способ автоматического контроля локальной концентрации дисперсного материала в потоках газовзвеси Советский патент 1983 года по МПК G01N1/22 G01N5/04 

Изобретение относится к способам автоматического контроля проведения технологических процессов, связанных с обработкой твердых зернистых материалов в потоках гаэовзвеси, и может применяться в химической, металлургической, пищевой и других областях промышленности, Известен способ контроля локальной концентрации дисперсного матери ала в потоке газа, основанный на регистрации скорости газового потока в точке контроля с помощью пневмометрической трубки и последующего отбора пробы материала специальным одноканальным зондом при строгом равенстве скоростей потоков газовзв си в технологическом и измерительном канале. Способ прост в эксплуат ции 1 Недостатком способа является дос Т/1ТОЧНО большая длительность и периодичность контроля локальной концентрации, особенно при слабозапыле ных потоках газовзвеси. Кроме того, отбор пробы дисперсного материала ведется, как правило, в фильтрующие патроны, установленные в голове отборной трубки и .поэтому требуются дополнительные операции демонтажа и взвешивания. Известно также устройство, реализующее способ.контроля газового потока, в котором осуществляют изокинетический отбор пробы при отсутс вии разности давлений у отверстий, выполненных на боковых поверхностях двух концентрических трубок С2 Недостатком этого способа являет ся значительная погрешность из-за сложности поддержания равенства дав лений у отверстий. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ автоматического контроля локальной Концентрации дисперсного ма териала в потоках газовэвеси путем изокинетического отбора проб газовзвеси из потока заборником канального типа с последующей фильтрацией отобранной смеси, автоматическим взвешиванием твердой фазы и измерения скорости газа З, Обеспечивая автоматически контроль локальной концентрации, способ в то же время имеет низкую точность измерения, поскольку равенство стат ческих напоров в месте отбора еще не гарантирует изокйнетических условий отбора, особенио при низких и изменяющихся во времени скоростях потока газовзвеси и высокой концентрации дисперсного материала в технологическом канале, что является причиной загрязнения воздушного бассейна при плохой очистке промышленных выбросов. Целью изобретения является повьиение точности контроля локальной концентрации дисперсного материала в потокегазовзвеси. Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля отбор пробы производят через два коаксиальных канала, а регистрацию значения скорости газа и концентрации дисперсного материала производят в момент равенства удельных массовых расходов материала в каналах. На фиг. 1 представлена схема пробоотборникаf на фиг. 2 блок-схема устройства, реализующего способ авт 1атического контроля локальной концентрации дисперсного материала в потоке; на фиг. 3 - зависимость измененияудельного массового расхода В каналах от изменения скорости отбора пробы .При заданной скорости потока в газоходе. Пробоотборник представляет собой две коаксиальные трубки 1 и 2 с толщиной стенок 0,5 мм, имеющие со стороны входа потока острые кромки. Каналы, образованные трубками, имеют равновеликие площади .живых сечений, рассчитываемых по диаметрам остЕ.7х кромок (например, d б,72 мм и d 2 9,50 мм). Пробоотборник устанавливается на расстоянии 4,5 м от начала газохода 3 в зон установившегося течения газовзвеси с возможностью перемещения по его диаметру с помощью штанги 4, на которую нанесена шкала для определения координаты пробоотборники. Проба из цилиндрического и кольцевого каналов поступает по резиновым.шлангам 5 и 6 в фильтры. При отборе пробы через цилиндрический, образованный трубкой 1, и кольцевой (между стенками трубок 1 и 2 ) коаксиальные каналы создают такие условия, при которых достигается равенство удельных массовых pacxdflOB материала в каналах, эквивалентное зoкинeтичecким условиям отбора. Любое отклонение от условий изокинетичности приводит к искривлению ИНИЙ тока газа у входного сечения заборных каналов. Так как при зтом линии тока частиц искривляются менье (за счет инерционных сил), количество частиц перераспределяемся по заборным каналам так, что нарушается равенство удельных массовых расходов. При скорости потока в технологическом канале, меньшей средней скорости отбора, и равенстве скоростей отбора газа в обоих каналах, количество частиц, забираемое наружным каналом больше, чем внутренним. В случае, когда скорость отсоСа меньше скорости потока, большее количество частиц попадает во внутренний канал пробоотборника, что . Подтверждается проведёнными испытаниями. Проба отсасывается из обоих каналов с одинаковой скоростью, принимавшей значение 4,05} 4,65; 5,24} 5, 5,90; 6,25} 6,76 и 7,13 м/сЪри известной действительной скорости потока 5,85 м/с в технологической линии. Дисперсный материсьл осаждается в фильтрах и, по окончании отбора, взвешивается. По полученным значениям скорости отбора и массового расхода материал в обоих каналах строится график (фиг. 3), из которого видно, что при .скоростях отсоса меньших, чем действительная скорость потока, мас совый расход дисперсного материала через внутренний канал больше, чем через наружный, и наоборот. В момент, когда скорость отсоса сравнялась со скоростью потока (точка Л массовые расходы, материала (в данном случае удельные, так как каналы равновелики по сечению) в обоих кан лах выровнялись. . Таким образом, при регшизации способа осуществляют регистрацию концентрации дисперсного материала и скорости отбора при равенстве удельных массовых расходов, что соответствует изокинетическим условиям. Способ реализуется следующим образом. Пробу газовзвеси отбирают по каналам, образованным концентрическими трубками 1 и 2 из газохода 3 и подают по резиновым шлангам 5 и 6 на фильтрующие элементы 7 и 8 автоматических весов 9 и 10, непрерывно регистрирующих приращение мае сы пробы. Фильтрующие элементы 7 и 8 предназначены для отделения дис персного материала от газа, который через измерительные устройства 11 и 12 и запорно-регулирующие элементы 13 и 14 отсасываются вакуум-насосем 15. Сигналы с автоматических весов 9 и 10 поступают в блок 16 сравнения. При равенстве сигналов с весов 9 и 10 блок 16 выдает разешающий сигнал на регистрирующий прибор 17, который регистрирует удельный массовый.расход с весов 10, соответствующий концентрации дисперсного материала в потоке : При нарушении равенстпа удельных массовых расходов .через каналы пробоотборника блок 16 сравнения сигналов подает команды задатчику-регулятору 18, который задает первоначальную скорость отсоса взвеси ци-, линдрическим каналом У.через исполнительный механизм запорно-регулирующего элемента 14. Положение запорно-регулирующегр элемента 13 устсшавливается командой с блока 19 подстройки, который сравнивает сигналы, соответствующие скорости от- ; coca газа, поступающие с измери- ; : тельных устройств 11 и 12 (W и W) . Задатчик 18 через исполнительный механизм, прикрывая или открывая запорный элемент 14, изменяет начальные условия, т.е. скорость газа. При этом объемный расход соответственно падает или возрастает и в каналах пробоотборника устанавливаются скорости, отбора W W. Далее процесс повторяется, пока .разность сигналов на выходе с весов . .. 9 и 10 станет равной нулю. Этот.мо- мент соответствует .из-окинетическим условиям отбора, поэтому блок 16 сравнения отдает команду прибору 17 зафиксировать истинное значение концентрации дисперсного материала с весов 10 и скорости газа с измерительного устройства 11. Применение изобретения позволяет повысить точность определения концентрации в 4 раза, что влечет за собой повьзшение качества очистки пром1Л1шенных выбросов, т.е. уменьшение загрязнения воздушного бассейна. Кроме того, появляется возможность болае точного дозирования дисперсных материалов в аппар.аты химического iipoHS- -. водства. и, следовательно, повышается качество конечного продукта.

rraJrkT

LlJ- LSJ- P--n

Ю

У ipn

t

I

Й... ff

i

y ) i

f5

LrH.Ej

%г

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРС.НОГбМАТЕРИАЛА В ПОТОКАХ ГАЗОВЗВЕСИ путем изокинетическогр отбора проб газовзвеси из потока заборником канального типа с последующей фильтрацией отобранной смеси, взвешиванием твердой фазы и регистрацией скорости газа, от л и ч a ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности контроля, отбор пробы производят через два коаксиальных канала, a регистрацию значения скорость таза и концентрации дисперсного материала производят в момент равенства удельных массовых расходов материала в каналах. 4 СР 1 ОО

wf.8

r.r.

I