DD200487A1

DD200487A1 - Verfahren und anordnung zur diskontinuierlichen heizwertbestimmung von kohle

Info

Publication number: DD200487A1
Application number: DD23372281A
Authority: DD
Inventors: Rainer Damrau
Original assignee: Rainer Damrau
Priority date: 1981-10-01
Filing date: 1981-10-01
Publication date: 1983-05-04

Abstract

Verfahren und Anordnung zur diskontinuierlichen Heizwertbestimmung von Kohle, insbesondere Rohbraunkohle, mit Hilfe einer vollstaendigen Verbrennung einer definierten Problemenge unter Sauerstoffdruck. Dabei sollen unkontrollierbare Einflussfaktoren ausgeschieden werden. Die Methode beruht auf der Ermittlung des verbrauchten Sauerstoffs. Dazu wird die Feuchte der gesamten Probe gemessen. Danach erfolgt ihre Trocknung und die Dosierung einer bestimmten Menge. Diese wird mit einer zu ihr in einem festen Verhaeltnis stehenden, fuer die Verbrennung des Kohlenatoffs einen Ueberschuss darstellenden Sauerstoffmenge bei 973 Grad K in einem abgeschlossenen Gefaess innerhalb einer festgelegten Zeit zur Reaktion gebracht. Vor und nach der Verbrennung wird der Sauerstoffpatialdruck gemessen. Der Differenzwert beider Messungen dient nach Korrektur durch eine aus der Feuchtemessung abgeleitete Groesse zur analogen und/oder digitalen Bestimmung und/oder Anzeige des Heizwertes. Die Anordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens ist so aufgebaut, dass sie eine taktgesteuerte selbsttaetige Heizwertbestimmung ermoeglicht. Figur

Description

J. 4 f

Verfahren und Anordnung zur diskontinuierlichen Heizwert bestimmung von Kohle

Abv?endUSgsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur diskontinuierlichen Heizwertbestimmung von Kohle, insbesondere Ώοη-braunkohls, sit Hilfe der Verbrennung einer Probenmenge und eine Anordnimg zur Durchführung des Verfahrens·

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Die Inderung der Qualität der Brennstoffe ist von be- . deutendem Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit von Feuerungen* Dies macht sich besonders bei mit Sohbrauakohle gesteuerten Anlagen^ insbesondere Großdampferzeugern, bemerkbar·, da der .Heiswert dieser Kohle in Seiten Grenzen schwankt♦ Die Arbeitsweise der Feuerungsregelungen kann in Kenntnis des Heizwertes des eingesetzten Brennstoffes in weitgehendem Maße verbessert werden* Zur Bestimmung des Heizwertes von Kohle sind verschiedene Methoden bekannt· Die Heizwertbestimmung auf kalorischer Basis wird auf die Messung einer ie&peraturdifferenz aurückgeführtj die bei der Verbrennung einer genau abgewogenen Menge Prob.esubstans unter Säuerst off druck inner-

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halb eines Kalorimeter systems auftritt (DD 5334-7; DS-OS 2111708; 3034667), Diese Methods läßt keine kurzfristige exakte Heizwertbestimmung zu, da zu Tiele Einflußfaktoren unberücksichtigt bleiben. Die danach arbeitenden Geräte sind aufwendig und ungenau. Zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalt es von Stoffen ist es seit langem bekannt, die Stoffe unter Zufuhr von Sauerstoff zu verbrennen und die Verbrennung sgase einer CO_n-Meßeinrichtung zuzuführen. Aus der ermittelten COp- Menge wird dann der SWjehalt bestimmt* Auch diese Methode läßt ohne weiteres keine exakte Bestimmung des Heizwertes sü, da insbesondere Hohbraunkohle verschiedenartige anorganische und organische Verbindungen enthält, die sowohl endotherme als auch exotherme Verbindungen im Verbrennung sprοζeQ eingehen* so daß auch Wärmemengen verbraucht werden. Alle diese Erscheinungen, die den Heizwert wesentlich beeinflussen, habei bisher keine ausreichende Berücksichtigung gefunden»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Anaivsenmethode und ein danach arbeitendes Gerät für die Beurteilung des tatsächlichen Heizwertes von Sohle, insbesondere'Rohbraunkohle,»

Darlegung des Wesens der Erfindung "

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Methode zur Heizwertbestimmung von Kohle, insbesondere Rohbraunkohle anzugeben_s die von der vollständigen Verbrennung einer definierten Menge Rohkohle .unter Proseßbedingungen ausgeht, die unkontrollierbare Einflußfaktoren ausschließt und auf der Ermittlung des verbrauchten Sauerstoffs beruht. Dies siird erreicht, indem die Feuchte der gesamten Probe gemessen, die Probe getrocknet und die

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anschließend dosiert a Msnge und die zu dissar Menge in einem festen Verhältnis stehende, für die "Verbrennung des Kohlenstoffs einen Überschuß darstellende Säuerst offmenge bei 973° E in einem abgeschlossenen Gefäß-innerhalb einer festgelegten Zeit zur Reaktion . gebracht werden, wobei vor. und nach der Verbrennung der Sauerstoff part ialdrucl: geisessen und dsr Differenz» wert beider Messungen nach Korrektur durch eine aus dar Feuchtemessung abgeleitete Größe zur analogen und/ oder digitalen Bestimmung und/oder Anzeige des Heizwertes herangezogen wird».

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Anordnung geeignet, bei der zwischen einem ersten Speicherbehälter und einem zweiten Speicherbehälter ein Fallschacht angebracht ist,, in dessen Bereich eine Zeuchtemeßeinrichtung, die a*B.» nach dem Leitfähigkeitsprinsip arbeitet, und eine -2r ecken einrichtung, s,B. ein Infrarottrockner, angeordnet sind und daß der Ausgang des zweiten Speicherbehälters über einen mit einem Wägesystem ausgestatteten Dosierbehälter mit einem Reaktionsgefäß verbindbar ist, das über eine mit einem einstellbaren Yentil versehene' Leitung an eine Säuerst offgasquelle angeschlossen ist und das Säuerst of f part ialdrtrok- und Temperaturmeßstellen aufweist , deren Ausgänge zusammen mit dem Ausgang der Feüohteffleßeinrichtung an eine Meßwert erfassungs- und -Verarbeitungsanlage angeschlossen ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die idealen Reaktionsverhältnisse, wie sie bei der Verbrennung von reinem Kohlenstoff vorhanden sind, für die Rohbraunkohle nicht ohne weiteres gelten, sondern erst durch die Berücksichtigung verschiedener Einflußfaktoren eine weitgehende Annäherung erreichbar ist. Dazu gehören der Entzug der Feuchtigkeit vor der Verbrennung, aber deren Berücksichtigung bei der Angabe des Heizwertes, die Wahl der

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Reakt ionst enipera tür so, daß Reaktionen zwischen Kohlenstoff .und Schwefel nicht stattfinden können und die genaue Dosierung des Op-tfberschusses.

Die Anordnung zur Durchführung kann so gestaltet werden, daß sie eine selbsttätige diskontinuierliche Heizwertbestimmung von Kohlenproben ermöglicht, wobei eine Taktsteuerung folgenden Ablauf sichert:. 1♦ Probenahme

2» Messung der Feuchte der Kohleprobe 3» Trocknung der Kohleprobe 4* Massebestiminung der Kohleprobe 5«. Yolumenbestimmung des Sauerstoffs 6, Beschickung des Yerbrennungsraumes 7* Messung der Temperatur und das Sauerstoffs S. Erzielung der Verbrennungstemperatur 9· Messung der Temperatur und des Sauerstoffs nach erfolgter Verbrennung 10.Differenzbildung O^ - Messungen 11.Ermittlung des Verhältnisses O^ i Heizwert 12»Korrektur des Heizwertes mit Feuchtewert 13* Meßwert anzeige und -"verarbeitung

Ausführungsbeispiel

Die nähere Erläuterung erfolgt anhand einer in der Zeichnung symbolisch dargestellten Anordnung. Einzelheiten, wie gesteuerte Antriebe und Terscb.lu.sse, Auswurf vorrichtung en o.a. sind nicht dargestellt. Es wird von einer Probenahmeeinrichtung ausgegangen, die über Probenteiler und Mahlwerk eine repräsentative Probe in einen Speicherbehälter 1 einspeist* Dieser ist über einen.Fallschacht 2 mit einem zweiten Speicherbehälter 3 verbunden. In dem Fallschactit2 wird die Leitfähigkeit des Gutes vor und nach der Trocknung mittels Platt enelektroden einer Feuchtigkeitseinrichtung 4 gemessen* Das Differenzmeßergebnis liefert den Feuchtegehalt,

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Als Tropknungseinrichtung 5 dient ein Infrarottrockner« An den aweit en Speicherbehälter 3 ist ein Dosierbehälter 6 mit mechanischem Wägesystem angeschlossen· Hier, erfolgt die Dosierung der in dem nachgeordnet en Reakt.ionsgefäß 7 zu "verbrennenden Probemenge. Die Säuerst offmenge wird in dem Reaktionsgefäß 7, dessen Volumen im Verhältnis 1 ι 1_?866 zur Eohleprobe=· dosierung steht, über Druckausgleich zwischen der Druck=- rsdusiereinheit 8 der Säuerst offgasquelle 9 und dem Heaktionsraum 7 dosiert. Dazu ist in der den Sauerstoff zurückführenden Leitung 10 ein einstellbares Yentil 11 angeordnet*

Das Heaktionsgefäß ist mit einer elektrischen Heizeinrichtung 12 ausgerüstet und besitzt Meßsteilen 13, für die Temperatur und den Säuerst offpartialdruok* AlIa Herstellen der Anordnung- sind an eine Meßwerterfassungs- und -γerarbsitungsanlage 15 angeschlossen, die integraler Bestandteil der Anordnung ist* Alle Meßwerte liegen als Analogsignal vor» Sie werden zur Differenzbildung genutzt und anschließend in Digitalsignale umgewandelt» Diese werden zur Differenzanzeige herangezogen und außerdem gespeichert. Sie lassen sich, zur Ermittlung des spezifischen Brenn~ stoff- WärmeTerbrauches (WeB) nutzen, der eine nichtige Kennziffer im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Siier~ gieumwandlung in Kraftwerken darstellt*

Claims

Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur diskontinuierlichen Heizwertbestimmung yon Kohle, insbesondere Rohbraunkohle, mit Hilfe einer vollständigen Verbrennung einer definierten Pröbemenge unter Säuerst offdruck gekennzeichnet dadurch, daß die Feuchte der gesamten Probe gemessen, die Probe getrocknet und die anschließend dosierte Menge und die zu dieser Menge in einem festen Verhältnis stehende, für die Verbrennung des Kohlenstoffs einen Überschuß darstellende Säuerst offmenge bei 973⁰Z in einem abgeschlossenen Gefäß innerhalb einer festgelegten Zeit zur Reaktion gebracht warden, wobei Tor und nach- der Verbrennung der Säuerst offpartialdruck gemessen und der Differenziert- beider Messungen nach Korrektur durch eine aus der Feuchtemessung abgeleitete Große zur analogen und/oder digitalen Bestimmung und/oder Anzeige des Heizwertes herangezogen wird, . -

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen eines. ersten Speicherbehälter (1) und einem zweiten Speicherbehälter (3) ein FallschaGht (2) angebracht ist, in dessen Bereich eine Feuchtemeßeinrichtung (4), die ζ·Β. nach dem Leitfähigkeitsprinzip arbeitet, und eine Trockeneinrichtung (5), z,B. ein Infrarottrockener, angeordnet sind und daß der Ausgang des zweiten Speicherbehält ers (3) über einen mit einem Wägestst em ausgestatteten Dosierbehälter (6) mit einem Reaktionsgefäß (7) verbindbar ist, das über eine mit einem einstellbaren Ventil (11) versehene Leitung (10) an eine Säuerst offgasquelle (9) angeschlossen ist und das Säuerst offpartialdruck (14)- und Temperatürmeßstellen (13) aufweist, deren Ausgänge zusammen mit dem Ausgang der Feuchtemeßeinrichtung (4) an eine Meßwert erfassungs- und -Verarbeitungsanlage (15) ange-