DD203398A1

DD203398A1 - Verfahren und anordnung zur messung des wassergehaltes von rohbraunkohle

Info

Publication number: DD203398A1
Application number: DD23616081A
Authority: DD
Inventors: Martin Weber; Willi Praxmarer
Original assignee: Martin Weber; Willi Praxmarer
Priority date: 1981-12-23
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1983-10-19

Abstract

Ziel der Erfindung ist, eine fuer Brikettfabriken geeignete kontinuierliche Ueberwachung des Wassergehalts von Rohbraunkohle zu erreichen, um eine verbesserte Steuerung des nachfolgenden Trocknungsprozesses zu gewaehrleisten. Aufgabe ist, ein Verfahren und eine Anordnung zu entwickeln, wodurch der Rohkohlenwassergehalt bei kurzer Meszdauer kontinuierlich reproduzierbar sowie mit erforderlicher Genauigkeit gemessen werden kann. Erfindungsgemaesz wird ein, aus dem Rohfeinkohlebunker 1 unter Wirkung von Einblasrohren 6 ueber ein Fallrohr 5 abgefuehrter und abgesiebter Teilkohlestrom einer mittleren Korngroesze von weniger als 2 mm unter Druckluftbeaufschlagung einer Auflockerung und nachfolgenden Verdichtung in einem Quarzmeszrohr unterzogen. Dieses ist unter 15 Grad geneigt in einem Hohlleiter 16 mit Rechteckquerschnitt angeordnet, dem zur Durchstrahlung der Rohfeinkohle mittels Mikrowellen einer Frequenz von 10 GHz ein Klystron 17 und ein Detektor 18 zugeordnet sind. Aus der Energiedifferenz von Eingangs- und Ausgangsenergie der Mikrowelle wird mittels Mikroprozessor 19 und Eichgeraet 21 der Rohkohlenwassergehalt ermittelt und registriert sowie unter Mittelwertbildung durch ein Digitalanzeigegeraet 24 angegeben.

Description

Dr. so. techn. Martin Weber Senftenberg, den 25«11β1981 Dr. rer. nat. Willi Praxmarer

Verfahren lind Anordnung zur Messung des Wassergehalts von Rohbraunkohle

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur kontinuierlichen Messung des Wassergehalts von grubenfeuchter Rohbraunkohle, womit die Voraussetzung für die Steuerung des Trocknungsprozesses in Abstimmung auf die Rohkohlefeuchte der Rohbraunkohle geschaffen wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die tertiäre Braunkohle enthält meist mehr als zur Hälfte Wasser, das in den Kapillaren und an der Kornoberfläche des porösen Kornhaufwerks gebunden iat. Die hohen Wassergehalte der Rohbraunkohle von 48 - 62 % wurden bisher diskontinuierlich im Labor bestimmt und nach einer relativ langen Analysendauer für den Trocknungsprozeß bereitgestellt·

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Bekannt ist aus der Praxis eine induktive Methode zur Wassergehaltsbestimmung von Braunkohle mittels einer Brabender-Feuchtigkeitskontrollanlage, die aus Durchlaufapparat, Zentralstation und Anzeigeinstrument besteht. Die Rohkohleprobe wird dabei in eine stromdurchflossene Spule gebracht und im entstehenden elektromagnetischen PeId werden Wirbelströme induziert, die den Spulenstrom dämpfen. Die Stärke der Dämpfung hängt von der Wirbelstromstärke ab und ist dem Wassergehalt der Rohkohle proportional·

Der Nachteil dieses in der Praxis üblichen Verfahrens besteht darin, daß das Meßergebnis stark von der Menge und dem Feuchtigkeitsgehalt der luft im Durchflußapparat verfälscht wird» So bewirkt eine zu geringe Sättigung der Luft eine zu niedrige Angabe des Wassergehalts der Rohkohle, der entsprechend der festgelegten turnusmäßigen Probenahme diskontinuierlich bestimmt wird* Nachteilig ist auch, daß für die Feuchtemessung jeder Probe eine Meßdauer von mehr als einer Stunde benötigt wird. .

Aus dem Fachbuch "Brikettierung der Braunkohle", Karl Kegel, Band 4"Aufbereitung und Brikettierung", Kapitel V, Abschn. 4 und 5» Knapp-Verlag, 1948, ist ein kapazitives Verfahren zur Wassergehaltsbestimmung bekannt, das auf einer Dielektrizitätsmessung der Braunkohle beruht. Dabei wird die Kohleprobe zwischen zwei, als Kondensatoren wirkende elektrisch geladene Metallplatten gebracht. Entsprechend der feuchteabhängigen Dielektrizitätszahl der Kohleprobe ändert sich die Kapazität des Plattensystems sehr stark,· da Wasser eine um ein Vielfaches höhere Dielektrizitätszahl als wasserfreie Braunkohle besitzt.

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Die Nachteile dieses Verfahrens und der au seiner Durchführung vorgesehenen DEKA-Apparate bestehen darin, daß höhere Wassergehalte in der Größenordnung des Rohkohlewassergehalts nur durch Mischung der Probe mit einer Kohle von bekanntem niedrigen Wassergehalt und nachfolgende Wassergehaltsberechnung aus dem Mischungsverhältnis zu bestimmen sind. Weben der mangelnden Eignung zur Ermittlung der Rohkohlefeuchte besitzt daa Verfahren auch den Nachteil, daß Temperatur« und Luftfeuchtigkeit an der Meßstelle, Asche- und Salzgehalt der Kohle sowie die Schwankungen von Spannung und Frequenz des den Kondensator speisenden Wechselstromes den Feuchtewert beim Kapazitätsmeßverfahren stark beeinflussen und dessen Zuverlässigkeit beeinträchtigen.

Weiterhin ist zur FeuchtebeStimmung auch ein thermisches Verfahren bekannt, bei dem unter Beheizung mit Benzol oder Xylol im Trockenschrank der Wassergehalt ermittelt wird. Die Ermittlung erfolgt entweder indirekt durch Bestimmung des Gewichtsverlustes einer Kohleprobe von wenigen Gramm oder es wird die Gewichtszunahme einer stark hygroskopischen Substanz z. B; von Chlorkalzium gemessen, durch die der bei der Trocknung entstehende Wasserdampf geleitet wird»

Die Nachteile dieses als Xyloldestillation gebräuchlichen Verfahrens liegen in der langen Meßdauer, die für jede Rohkohleprobe etwa eine Stunde beträgt, sowie in der für die laufende Prozeßkontrolle ungeeigneten Diskontinuität der Messung.

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Aus der Zeitschrift Braunkohle "Wärme und Energie" Heft 6/1965, Seiten 217 - 227 sind Verfahren zur kontinuierlichen Wassergehaltsbestimmung bekannt. Die Verfahren beruhen auf einer Bestrahlung des Mediums mit Neutronen, der Registrierung der relativen Dielektrizitätskonstanten, der Messung dea elektrischen Leitwertes und einer andauernden Feucht-Trockenwägung.

Auf der Grundlage dieser Verfahren sind Anordnungen bekannt, die die Feuchtemessung bzw« Wassergehaltsbestimmung an sich oder auch die Regelung des Wassergehaltes beinhalten«

Diese Schaltungsanordnungen weisen aber bei ungleichmäßigen Meßgutströmen eine ungenügende Meßgenauigkeit auf.

Es ist auch bekannt, zum Zwecke einer genauen Messung des Wassergehaltes den Meßgutstrom mittels Leitblechen, verjüngten und schwach geneigten Schurren, die noch mit vorgespannten Abschlußkappen versehen sein können, zu stauen und den so erreichten großen und zeitlich vergleichmäßigten Meßgutquerschnitt kontinuierlich zu messen.

Bekannt ist auch, einen Teilstrom des Meßgutes mit geringer Fördergeschwindigkeit abzuweisen und einer Meßstelle zuzuleiten, an der die Messung unter weitgehend konstanten Bedingungen durchgeführt werden kann.

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Die bekannten Abordnungen haben alle den Nachteil, daß eine zufriedenstellende Funktionsweise nur bei geringen Schwankungen des Meßgutstromes erreichbar ist. Von Nachteil ist weiterhin, daß an den zum Stau des Meßgutes angeordneten Elementen Anbackungen und Versetzungen auftreten, die zum zeitweiligen Totalausfall dieser Anordnungen führen.

Es sind keine Verfahren und Anordnungen bekannt, womit der Wassergehalt eines Rohkohlestromes in sehr kurzer Meßzeit mit der erforderlichen Genauigkeit sowie von kohleseitigen Störgrößen unbeeinflußt innerhalb des Produktionsprozesses selbst kontinuierlich gemessen werden kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine für Braunkohlenbrikettfabriken geeignete, effektive Feuchteüberwachung zu erreichen, um durch eine auf die Rohkohlefeuchte abgestimmte Steuerung des nachfolgenden Trocknungsprozesses eine Verbesserung der Qualität der Braunkohlenbriketts zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zu entwickeln, womit der Wassergehalt der Rohbraunkohle unmittelbar im Produktionsprozeß kontinuierlich und in wenigen Sekunden mit der

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• erforderlichen Genauigkeit reproduzierbar gemessen werden kann. Dabei soll die Meßgröße ohne Meßwertumformung in bereits vorhandene Regelkreise für Endfeuchte, Wärmeverbrauch und Brüdenzustand des nachfolgenden Trocknungsprozesses einsetzbar und auf bereits installierte Regler aufschaltbar sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der aus dem Rohfeinkohlebunker kontinuierlich abgezweigte Teilstrom der Rohfeinkohle nach Absiebung durch Beaufschlagung mit Druckluft aufgelockert und ein dünner frei fallender Kohlestrahl einer mittleren Korngröße von weniger als 2 mm erzeugt wird, der nachfolgend einer definierten Verdichtung bis zur Pluiditätsgrenze der Rohfeinkohle ausgesetzt wird, daß der verdichtete Teilstrom einer Durchstrahlung mittels einer unter 15 ° auf den Teilstrom auftreffenden Mikrowelle mit einer auf das Relaxationsgebiet "des in der Rohfeinkohle enthaltenen Wassers . abgestimmten Frequenz, vorzugsweise von 10 GEHz unterzogen und das aus der Energiedifferenz der in die verdichtete Rohfeinkohleschicht eintretenden und aus dieser austretenden Mikrowelle entsprechend der Spannungsänderung im Meßkreis der Wassergehalt der Rohfeinkohle bestimmt wird*

Die Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist senkrecht zur Bunkerwand des Rohfeinkohlebunker s ein Fallrohr mit konischer und einem Sieb versehener EinlaufÖffnung auf, dem oberhalb und unterhalb ein Einblasrohr mit düsenförmiger Austrittsöffnung zugeordnet ist. Den Einblasrohren ist über eine Druckluftverteilung ein Kompressor nachgeordnet·

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Dem oberen Bereich des Fallrohres ist ein steigendes _t mit einem Sieb versehenes Belüftungsrohr und dem unteren Bereich des Fallrohres ein fallendes,mit einem Sieb versehenes Belüftungsrohr zugeordnet. Beiden Belüftungsrohren ist über eine zweite Druckluftverteilung ein zweiter Kompressor nachgeordnet. Dem Fallrohr ist ein Quarzmeßrohr nachgeordnet, das in einem Hohlleiter von rechteckigem Querschnitt angeordnet -ist und das gegenüber dem Fallrohr am oberen und unteren Ende eine Yer jjüngung aufweist· Dem Hohlleiter ist einerseits ein Mikrowellen erzeugendes Klystron und andererseits ein diese aufnehmender Detektor zugeordnet, dem ein Spannungsmesser und ein Mikroprozessor nachgeordnet sind. Dem Mikroprozessor sind einerseits ein Integrator und diesem ein Digitalanzeigegerät und andererseits ein Feuchteschreiber nachgeordnet sowie ein Eichgerät zugeordnet· Dem Quarzmeßrohr ist ein Auslauftrichter und diesem ein Probesammelbunker nachgeordnet der mit der Trocknerfüllvorrichtung verbunden ist·¹

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Aus dem über dem Braunkohlentrockner gelegenen Rohfeinkohlebunker 1 gelangt der zur Wassergehaltsbestimmung vorgesehene Teilstrom der Rohfeinkohle über das Sieb durch die Bunkerwand 3 und die konische Einlauft)ffnung 4 in den oberen Bereich des Fallrohres 5»

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Über die Einblasrohre 6 mit den Austrittsdüsen 7 wird ober- und unterhalb der Einlauföffnung 4 zur Auflockerung der Rohfeinkohle vom Kompressor 8 erzeugte und über die Druckluftverteilung 9 geleitete Druckluft in den die Einlauföffnung 4 umgebenden Bereich des Rohfeinkohlebunkers 1 eingeblasen.

Zur Erzielung eines dünnen Rohfeinkohlestrahles mit einer mittleren Korngröße von einem Millimeter wird im oberen Bereich des Fallrohres 5 durch das mit dem Sieb 10 versehene steigende Belüftungsrohr 11 vom Kompressor 12 erzeugte Druckluft zugeführt. Über die Druckluftverteilung 13 erfolgt durch das mit dem Sieb 10 versehene fallende Belüftungsrohr 14 gleichzeitig die Zufuhr von Druckluft zur Verdichtung des Kohlestromes im unteren Bereich des Fallrohres 5·

Der verdichtete Rohfeinkohlestrom gelangt danach zur Durchstrahlung in das Quarzmeßrohr 15, das zur Erzielung des erforderlichen Widerstandes an seinem oberen und unteren Ende jeweils eine Verjüngung aufweist und im Hohlleiter 16 angeordnet ist. Diesem sind einerseits das Klystron 17 zur Erzeugung von Mikrowellen einer Frequenz von 10 GHz und andererseits der Detektor 18 für deren Empfang zugeordnet. Die Anordnung des Hohlleiters 16 erfolgt so, daß die Mikrowelle unter 15 ° auf den verdichteten Rohfeinkohlestrom auftrifft. In einem Meßkreis wird mittels des am Detektor 18 nachgeordneten Mikroprozessors 19 und des Spannungsmessers 20 aus der Energiedifferenz der in die Rohfeinkohleschicht im Quarzmeßrohr 15 ein- und aus dieser austretenden Mikrowelle die Spannungsänderung gebildet und am Spannungsmesser 20 angezeigt. Unter Einbeziehung der im dem

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Mikroprozessor 19 zugeordneten Eichgerät 21 gespeicherten Spannungs-Feuchte-Bichkurve für die Kohleart der zu messenden Rohfeinkohle wird im Mikroprozessor 19 der Rohkohlewassergehalt errechnet und die F euchtemoment anwerte werden im Feuchteschreiber 22 registriert. Im dem Mikroprozessor 19 nachgeordneten Integrator 23 erfolgt aus den über eine bestimmte Meßzeit gespeicherten Meßwerten eine Mittelwertbildung, wobei der Feuchtemittelwert am nachgeordneten Digitalanzeigegerät 24 ersichtlich ist« Mach Abschluß der Feuchtemessung tritt die Rohfeinkohle aus dem Quarzmeßrohr 15 über den Auslauftrichter 25 in den Probesammeibunker 26 aus und wird von dort der Trocknerfüllvorrichtung zugeführt.<

Claims

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Erf indungsansprüclie:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Messung des Wassergehalts von Rohbraunkohle, wobei ein Teilstrom der Rohfeinkohle abgezweigt_s einer Meßstelle zugeleitet und in einem elektromagnetischen Feld durchstrahlt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Teilstrom nach der Absiebung durch Druckluftbeaufschlagung aufgelockert und ein dünner frei fallender Kohlestrahl einer Korngröße von weniger als 2 mm erzeugt wird, der einer definierten Verdichtung bis zur Fluiditätsgrenze der Rohfeinkohle ausgesetzt wird, daß der verdichtete Teilstrom einer Durchstrahlung mittels einer unter 15 ° auf den Teilstrom auftreffenden Mikrowelle mit einer auf das Relaxationsgebiet des in der Rohfeinkohle enthaltenen Wassers abgestimmten Frequenz, vorzugsweise von 10 GHz,unterzogen und aus der Energiedifferenz der in die verdichtete Rohfeinkohleschicht eintretenden und aus dieser austretenden Mikrowelle entsprechend der Spannungsänderung im Meßkreis der Wassergehalt der Rohfeinkohle bestimmt wirdο

2, Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, unter Verwendung eines Meßrohres, Hohlleiters, Eichgerätes, Mikroprozessors und Feuchteschreibers, gekennzeichnet dadurch, daß in der Bunkerwand (3) des Rohfeinkohlebunkers (1) ein mit einem Sieb (2) versehenes Fallrohr (5) angeordnet ist, dem oberhalb und unterhalb seiner Einlauföffnung (4) ein Einblasrohr (6) mit Aus-

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trittsdUse (7) zugeordnet ist und daß beiden Einblasr'ohren (6) gemeinsam eine Druckluft verteilung (9) und ein Kompressor (8) nachgeordnet ist, daß dem Fallrohr (5) in seinem oberen Bereich ein mit einem Sieb (10) versehenes, steigendes Belüftungsrohr (11) und im unteren Bereich ein mit einem zweiten Sieb (10) versehenes fallendes Belüftungsrohr (H) zugeordnet ist, daß beiden Belüftungsrohren (11; 14) eine zweite Druckluftverteilung (13) und ein zweiter Kompressor (12) nachgeordnet ist, daß dem Fallrohr (5) ein Quarzmeßrohr (15) naohgeordnet und in einem Hohlleiter (16) von rechteckigem Querschnitt angeordnet ist, daß dem Hohlleiter (16) einerseits ein Klystron (17) und andererseits ein Detektor (18) zugeordnet ist, dem ein Spannungsmesser (20) und der Mikroprozessor (19) nachgeordnet sind, daß diesem einerseits ein Integrator (23) mit einem Digitalanzeigegerät (24) und andererseits der Peuchteschreiber (22) und das Eichgerät (21) zugeordnet sind, daß dem Quarzmeßrohr (15) ein Auslauftrichter (25) und diesem ein Probesammeibunker (26) nachgeordnet ist, der mit der Trocknerfüllvorrichtung verbunden ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnung