Газометрический способ измерения механического недожога топлива Советский патент 1993 года по МПК F23N5/24 

Фуг./

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для контроля механического недожога твердого топлива в летучей золе котлоагрегатов.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности анализа. .

Сопоставительный анализ операций предлагаемого и известного способов приведен в таблице.

Из приведенных данных в таблице следует, что пробу золы в предлагаемом способе отжигают атмосферным воздухом, продукты выжигания смешивают с кислородом воздуха и снова дожигают в реакционной камере до полного превращения их в диоксид углерода, причем окончание процесса дожигания ведут по показаниям датчика монооксида углерода. Известны технические решения, в которых выжигание сажистых частиц ведут атмосферным воздухом (окислителем), отбирают в аспираторы продукты сгорания и определяют в них хро- матографическим способом содержание монооксида углерода и диоксида углерода. По концентрации монооксида углерода и диоксида углерода рассчитывают по формуле величину недожога топлива. В указанном техническом решении дожигание ведут при 1000.,.1100СС, что удлиняет время нагрева, смешивают содержимое аспиратов для усреднения концентрации монооксида углерода и диоксида углерода, что снижает точность анализа. Выжигание пробы золы ведут в кипящем слое при нагреве реакционной камеры в диапазоне 400...850е С, что существенно позволяет сократить время на дожигание углерода. Процесс дожигания непрерывно контролируется по содержанию концентрации монооксида углерода, что также позволяет сократить время выжигания золы. Непрерывная подача продуктов сгорания по замкнутому газовому тракту из выхода реакционной камеры на ее вход позволяет перемешивать монооксид углерода с кислородом и дожигать его до диоксида углерода в реакционной камере. Это способствует полному превращению углерода золы в конечный продукт окисления -диоксид углерода. Непрерывное аналоговое измерение концентрации диоксида углерода позволяет полнее измерить величину механического недожога топлива, поскольку исключаются методические недостатки известных способов.

На фиг. 1 приведена схема осуществления способа; на фиг. 2 - экспериментальные диаграммы нарастания концентрации мо- нооксидз углерода (кривая 3), диоксида углерода (кривая 2) в процессе выжигания

пробы летучей золы и диаграмма скорости нагрева реакционной камеры (кривая 1).

Схема содержит проточную реакционную камеру 1, крышку камеры 2, нагреватель 3, решетку газопроницаемую 4. термопару 5, газовую магистраль 6, дополнительную емкость 7, датчик монооксида углерода 8, датчик диоксида углерода 9, автоматический потенциометр 10, блок нагрева 11, побудитель расхода 12. Проточная реакционная камера 1 снабжена крышкой 2. на поверхности камеры уложен электрический нагреватель 3. Внутри камеры установлена газопроницаемая решетка 4 и

термопара 5. Нагреватель 4 подключен к блоку нагрева 11, а выход термопары подан на автоматический потенциометр 10. В газовую магистраль 6 включены реакционная камера 1, дополнительная емкость 7 и побудитель расхода 12. Внутри дополнительной емкости 7 установлен датчик монооксида углерода 8 и датчик диоксида углерода 9. К сети переменного тока подключены датчики 8 и 9, автоматический потенциометр 10,

блок нагрева 11 и побудитель расхода 12.

Способ осуществляют следующим образом.

Дозированную пробу летучей золы массой 0,3 г, помещают на газопроницаемую

решетку 4 реакционной камеры -1 и камеру герметизируют крышкой 2. Увеличивают напряжение на блоке питания 11,выбирая скорость нагрева камеры 20...30°С в минуту. При температуре камеры, равной

450...470°С (см. кривую 1, фиг, 2), начнется выжигание углерода золы. Продукты выжигания поступают принудительно из камеры 1 по газовой магистрали 6 в дополнительную емкость 7, где произойдет их смешение

с окислителем. Образовавшаяся газовая смесь снова возвращается в реакционную камеру. В камере происходит дальнейшее выжигание углерода новой порцией окислителя, поступившего из емкости 7, а также

дожигание монооксида углерода, образовавшегося ранее. Датчик 8 измеряет непрерывно концентрацию монооксида у ерода, а датчик 9 измеряет концентрацию диоксида углерода. Показания датчиков 8 и 9 регистрируют на ленте потенциометра 10. На фиг. 2 показаны экспериментальные кривые роста концентрации монооксида углерода (кривая 3), концентрации диоксида углерода (кривая 2) от температуры выжигания (кривая 1). Нагрев реакционной камеры доводят до 850°С и эту температуру выдерживают до полного выжигания пробы золы. О полноте выжигания углерода пробы судят по отсутствию в газообразных продуктах сгорания

монооксида углерода. Измеряемым параметром выступает содержание диоксида углерода, величина которого достигает макси- мального значения при полном превращении монооксида углерода. После завершения измерения золовой остаток удаляют из реакционной камеры 1, для чего открывают крышку 2 и, увеличивая скорость потока побудителя расхода 12, удаляют остатки золы. Одновременно с удалением эолового остатка охлаждают реакционную камеру до 400° С, чтобы подготовить ее к очередному измерению анализируемой пробы.

Применение в заявляемом способе для дожигания углерода золы атмосферного воздуха с последующим измерением диоксида углерода в дополнительной емкости, которая накапливается в процессе выжигания, позволило сократить процесс выжигания до 15...20 минут благодаря контролю по содержанию монооксида углерода в непрерывно циркулируемых по газовому тракту продуктов сгорания, повысить на 20% точность анализа за счет накопления в дополнительной емкости концентрации диоксида

углерода. Кроме того, применение в качестве окислителя атмосферного воздуха упрощает способ и повышает его надежность. Формула изобретения Газометрический способ измерения механического недожога топлива путем дози- рования анализируемой пробы введением ее в реакционную камеру, термического воздействия на анализируемую пробу, смешения продуктов термической обработки золы с атмосферным воздухом в дополнительной емкости и измерения концентрации моно- океида углерода, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, термическое воздействие на анализируемую пробу осуществляют путем выжигания углерода атмосферным воздухом, который забирают из дополнительной емкости, выжигают пробу при , измеряют концентрацию диоксида углерода,накопившуюся в дополнительной емкости за время выжигания пробы золы, причем процесс выжигания золы ведут до полного превращения углерода и монооксида углерода в диоксид углерода.

Использование: теплоэнергетика, для контроля механического недожога твердого топлива в летучей зоне котлоагрегатов. Сущность изобретения: продукты выжигания поступают принудительно из камеры 1 по газовой магистрали 6 в дополнительную емкость 7, где происходит их смешение с окислителем, образовавшаяся газовая смесь снова возвращается в реакционную камеру. В камере происходит дальнейшее выжигание углерода новой порцией окислителя, поступившего из емкости 7, а также дожигание монооксида углерода, образовавшегося ранее. Датчик 8 измеряет непрерывно концентрацию монооксида углерода, а датчик 9 - концентрацию диоксида углерода. 1 ил.

N п/п

Наименование операции

Способ

Известный

Взвешивание 3 г золы

Газификация углерода при 950°С в среде с С02

За счет увеличения объема газообразных продуктов

ермохимическим датчиком

Предлагаемый

Взвешивание 3 г золы

Выжигание углерода при 850°С атмосферным воздухом

Путем принудительного газообмена

Термохимическим датчиком

Датчиком С02 Принудительное движение газового потока побудителем расхода

По показаниям датчика СО

Фие. г