DD232765A1

DD232765A1 - Geraet zum pruefen der selbstentzuendlichkeitsneigung von brennstoffen

Info

Publication number: DD232765A1
Application number: DD26530084A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Seifert; Dieter Kunze; Juergen Huebner; Max Dommaschke; Manfred Hahn
Original assignee: Schwarze Pumpe Gas Veb
Priority date: 1984-07-16
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1986-02-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Geraet zum Pruefen der Selbstentzuendlichkeitsneigung insbesondere fester und fluessiger Brennstoffe. Derartige Pruefungen sind besonders in Anlagen der Kohleveredlung sowie bei der Lagerung, beim Umschlag und Transport von Brennstoffen erforderlich. Ziel der Erfindung ist ein Geraet, mit dem die Selbstentzuendlichkeitsneigung von Brennstoffen rasch, zuverlaessig und genau beurteilt werden kann und das sowohl fuer betriebliche als auch labortechnische Untersuchungen geeignet ist. Hierzu wird ein Behaelter gasdicht und waermeisoliert ausgelegt und werden in seinem Inneren ein Traeger zur Aufnahme des zu pruefenden Gutes sowie innerhalb und ausserhalb desselben Temperaturmessstellen angeordnet. Durch den Behaelterboden fuehrt eine Gasleitung mit Gasuhr in den Behaelter hinein. Die Gasaufnahme der Brennstoffprobe pro Zeiteinheit ist ein Mass fuer die Selbstentzuendlichkeitsneigung.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Prüfen der Selbstentzündlichkeitsneigung insbesondere fester und flüssiger Brennstoffe. Das erfindungsgemäße Gerät ist überall dort einsetzbar, wo eine Prüfung von Stoffen hinsichtlich ihrer Neigung zur Selbstentzündung erforderlich ist. Derartige Prüfungen sind vor allem in Anlagen der Kohleveredlung sowie bei der Lagerung, beim Umschlag und Transport von Brennstoffen notwendig. Weitere Anwendungsgebiete der Erfindung ergeben sich für eine hohe Selbstentzündlichkeitsneigung aufweisende Materialien, Stoffe und auch landwirtschaftliche Produkte, wie Getreide und Heu.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Prüfung der Selbstentzündlichkeitsneigung vor allem fester Brennstoffe war eine lange Zeit nahezu ungelöste Aufgabenstellung in der Kohleveredlung und -anwendung. Erst in der jüngsten Zeit sind praktische Verfahren vorgeschlagen worden, die auf einer Temperaturmessung bzw. einer visuellen Branderkennung in einem definierten Haufwerk bei Lufteintritt basieren. Diese Verfahren sind als Schüttprobe sowie als Koksbrandprobe bekannt geworden. Dabei sind die Größe der zu untersuchenden Probe und die Oberfläche des Behälters relativ frei wählbar, wodurch die Simultation der jeweiligen technologischen Bedingungen ermöglicht wird.

Nachteil dieser Verfahren ist, daß sie einen hohen Aufwand bei der meist sich über einen längeren Zeitraum erstreckenden Temperaturbeobachtung erfordern und bei der visuellen Gluteinschätzung eine qualitative Bewertung des Selbstentzündungsverlaufes nicht zulassen. Sie gestatten vielmehr nur die Aussage zur Charakterisierung der Probe, ob diese selbstentzündlich ist oder nicht.

Des weiteren sind einige labortechnische Ausrüstungen bekannt, die zur qualitativen Erfassung der Selbstentzündlichkeit entwickelt wurden.

Ein Gerät nach R о s i η erlaubt aus dem Temperaturverlauf in der luftdurchströmten Brennstoffschüttung Schlußfolgerungen auf die umgesetzte Sauerstoffmenge am Prüfstoff. Dieser Vorgang ist jedoch reaktionskinetisch nicht eindeutig geklärt und die Reaktionsführung ist thermisch nicht exakt definiert.

Bei dem Verfahren nach Olpinski wird eine Oxidation des Brennstoffes mit Wasserstoffperoxid künstlich herbeigeführt und die Differenz im Zündpunkt von oxidiertem und nicht oxidiertem Brennstoff bestimmt. Dieses Verfahren wurde für eine einzelne bestimmte Steinkohlenlagerstätte entwickelt und konnte bisher nicht brauchbar auf Brennstoffe anderer Lagerstätten übertragen werden, so daß es nicht zur Lösung der Erfindungsaufgabe herangezogen werden kann.

Weiterhin gibt es eine Reihe von Untersuchungsapparaturen, die davon ausgehen, daß die Untersuchung der Reaktionsfähigkeit der Brennstoffe gegenüber Luft auf die Bestimmung der Zündtemperatur des Prüflinges beschränkt werden darf. Als die wichtigsten Apparaturen sind die von Dennstett und Bunte bekanntgeworden. Aus reaktionskinetischen Gründen ist dieses Verfahren unzulässig.

Des weiteren wurde in der DD-OS 95472 eine Zündpunktbestimmung vorgeschlagen, die eine Umsetzung der Verfahren nach Dennstett und Bunte auf die Anforderungen eines großtechnischen Betriebes darstellt.

Allen labortechnischen Ausrüstungen haftet der Nachteil an, daß sie nur mit einer geringen Probemenge arbeiten. Die Durchführung von großtechnischen Untersuchungen ist daher mit diesen Ausrüstungen kaum möglich. Um mit diesen die stark streuenden Werte der Betriebsanlagen statistisch sicher erfassen zu können, müßten zahlenmäßig umfangreiche Versuche durchgeführt werden, da eine Vergrößerung der Einsatzmenge nicht möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Gerät zum Prüfen der Selbstentzündlichkeitsneigung insbesondere fester oder flüssiger Brennstoffe. Das Gerät soll eine kurzzeitige qualitative Beurteilung der Selbstentzündlichkeitsneigung gestatten und sowohl für betriebliche aJs auch für labortechnische Untersuchungen geeignet sein. Es verbindet damit die Vorzüge der labortechnischen Geräte und der zur betrieblichen Prozeßkontrolle eingesetzten Apparate und ist für beide Einsatzfälle nutzbar, womit auch der Vergleich und die Übertragbarkeit der labortechnischen und betrieblichen Ergebnisse gesichert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Gerät zur Prüfung der Selbstentzündlichkeitsneigung von Brennstoffen zu schaffen, mit welchem die mit der Anwendung der bekannten Verfahren und Apparaturen verbundenen und vorstehend hinreichend beschriebenen Nachteile vermieden werden. Dabei sollen insbesondere die für einen praktischen Betrieb äußerst nachteiligen langen Zeiträume bis zum Vorliege.! einer schlüssigen Aussage, resultierend aus den erforderlichen, jedoch relativ langen Beobachtungszeiträumen für die Temperaturmessung und/oder die visuelle Gluterkennung, überwunden werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erfindungsgemäßes Gerät aufgebaut wird, in dem die an sich

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bekannte Tatsache, nach der die Sauerstoffaufnahme eines Brennstoffes die Ursache für deren Selbstentzündlichkeit ist, zur Bestimmung dieser Selbstentzündlichkeitsneigung herangezogen wird.

Das erfinderische Gerät besteht dabei aus einem wärmeisolierten gasdichtverschlossenen und mit Luft gefüllten Behälter, in dessen Inneren sich ein gasdurchlässiger Träger zur Aufnahme der zu prüfenden Brennstoffprobe befindet. Der Behälterdeckel ist nach Einbringen der Brennstoffprobe in den Probeträger durch eine Tauchung oder aber eine andere geeignete Dichtungsmaßnahme dicht verschließbar. Durch den Geräteboden führt eine Gaszuführungsleitung in den Behälter hinein. Die Gaszuführungsleitung ist mit einer Gasuhr ausgestattet, so daß die der Probe zugeführte und von ihr aufgenommene Gasmenge meßtechnich erfaßt werden kann. Im Behälter sind innerhalb des Probeträgers sowie in dessen Umgebung Temperaturfühler angeordnet, mit denen die Brennstoff- und die Gastemperatur bestimmt werden. Mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Sauerstoffaufnahme der B renn Stoffprobe pro Zeiteinheit bestimmt, welche zugleich ein Maßstab für die Selbstentzündlichkeitsneigung ist. Da die Reaktion mit dem Luftsauerstoff zu Beginn der Untersuchung bei den meisten technischen Produkten der Kohleveredlung am schnellsten verläuft und dann mit der Zeit rasch abnimmt, kann aus der Sauerstoffaufnahme zu Beginn der Untersuchung auf den Verlauf der Reaktion bis zum Ende geschlossen werden. Die Grenzwerte sind für jeden Brennstoff vor dem Ersteinsatz des Gerätes in bekannter Weise aus den reaktionskinetischen Berechnungen abzuleiten.

Zur Bestimmung der Selbstentzündlichkeitsneigung flüssiger Brennstoffe ist der Probeträger flüssigkeitsdicht auszuführen.

Für einen weiteren Ausführungsfall des Gerätes wird die Isolation des Behälters durch eine Heizung, die der Innentemperatur nachgeführt wird, ersetzt.

Es ist des weiteren eine Kühlung oder der Verzicht auf eine Isolation des Behälters möglich.

Mit den vorgeschlagenen Ausführungsvarianten sind nahezu alle thermodynamischen Zustände des Probegutes simulierbar.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt das erfindungsgemäße Gerät in der Vorderansicht. Das Gerät besteht aus einem wärmeisolierten Behälter 1, der sich mit dem Deckel 2 und geeigneter Dichtung 3 gasdicht verschließen läßt. In seinem Inneren befindet sich ein Träger 4 zur Aufnahme der Brennstoffproben. Zur Gewährleistung eines minimalen Wärmeaustausches zwischen Behälterwand und Probe 5 ist der Probeträger gasdurchströmbar. Durch den Behälterboden führt eine Gasleitung 6 mit Gasuhr 7 in den Behälter hinein, im Probeträger sind ein Temperaturfühler 8 für das zu prüfende Gut und in dessen Umgebung ein Temperaturfühler 9 für die Gastemperatur angeordnet.

Der Prüfvorgang erfolgt, indem sofort nach der Probenahme des zu prüfenden Gutes dasselbe in den Probeträger 4 eingebracht wird und das Gerät luftdicht verschlossen wird. Dem Behälter wird sodann über die Leitung 6 Gas in der Menge zugeführt, wie es von der Probe aufgenommen wird.

Anhand der Gasuhr 7 und der Temperaturfühler 8 und 9 können nunmehr die Gasaufnahme und der Verlauf der Temperaturentwicklung beobachtet und protokolliert werden und dadurch die Selbstentzündlichkeitsneigung des zu prüfenden Brennstoffes bestimmt werden.

Claims

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Erfindungsanspruch:

1. Gerät zum Prüfen der Selbstentzündlichkeitsneignung insbesondere fester und flüssiger Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (1) gasdicht und Wärmeisoliert ausgelegt ist, in dessen Inneren zur Aufnahme des zu prüfenden Brennstoffes (5) ein gasdurchströmter Probeträger (4) und innerhalb sowie außerhalb desselben Temperaturmeßstellen (8; 9) angeordnet sind und daß durch den Behälterboden eine Gasleitung (6) mit Gasuhr (7) in den Behälter hineinführt und die derart ermittelte Gasaufnahme der Brennstoffprobe pro Zeiteinheit ein Maß für die Selbstentzündlichkeitsneigung des zu prüfenden Brennstoffes ist.
2. Gerät nach Punkt 1 für flüssige Brennstoffproben, dadurch gekennzeichnet, daß der Probeträger (4) flüssigkeitsdicht ausgebildet ist.
3. Gerät nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation des Behälters (1) durch eine Heizung ergänzt oder aber ersetzt wird.
4. Gerät nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung bestimmter Probenuntersuchungen der Behälter (1) mit einer an sich bekannten Kühlvorrichtung ausgestattet ist.

Hierzu eine Seite Zeichnung