DD232765A1

DD232765A1 - DEVICE FOR TESTING THE SELF-INTENDEDNESS OF FUELS

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.The invention relates to a device for testing the Selbstentzuendlichkeitsigung particular solid and liquid fuels. Such tests are particularly required in coal refining plants, as well as in the storage, transhipment and transport of fuels. The aim of the invention is a device with which the Selbstentzuendlichkeitsigung of fuels can be assessed quickly, reliably and accurately and which is suitable for both operational and laboratory investigations. For this purpose, a container is designed gas-tight and heat-insulated and are arranged in its interior a Traeger for receiving the material to be tested as well as inside and outside the same temperature measuring points. Through the bottom of the container, a gas pipe with a gas meter leads into the container. The gas uptake of the fuel sample per unit time is a measure of Selbstentzuendlichkeitsneigung.

Description

Field of application of the invention

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.The invention relates to a device for testing the Selbstentzündlichkeitsneigung particular solid and liquid fuels. The device according to the invention can be used anywhere where a test of substances in terms of their tendency to self-ignition is required. Such tests are necessary, above all, in coal refining installations and in the storage, handling and transport of fuels. Further fields of application of the invention result in a high propensity to self-igniting materials, substances and also agricultural products, such as grain and hay.

Characteristic of the known technical solutions

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.Testing the propensity to ignite spontaneity, especially of solid fuels, has long been an almost unsolved task in coal refinement and application. Only in recent times have practical methods been proposed which are based on a temperature measurement or a visual fire detection in a defined heap of air when entering. These methods have become known as a bulk sample as well as a coke fire sample. The size of the sample to be examined and the surface of the container are relatively freely selectable, whereby the simulation of the respective technological conditions is made possible.

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.Disadvantage of these methods is that they require a lot of effort in the most over a longer period extending temperature observation and do not allow a visual assessment of the quality of the auto-ignition process in the visual Gluteinschätzung. Rather, they allow only the statement to characterize the sample, whether it is self-igniting or not.

Des weiteren sind einige labortechnische Ausrüstungen bekannt, die zur qualitativen Erfassung der Selbstentzündlichkeit entwickelt wurden.Furthermore, some laboratory equipment is known that has been developed for qualitative detection of autoignition.

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.A device according to R i s η allows conclusions to be drawn on the converted oxygen quantity on the test substance from the temperature profile in the air flow through the fuel bed. However, this process is not clearly clarified in terms of reaction kinetics and the reaction regime is not exactly defined thermally.

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.In the Olpinski method, oxidation of the fuel with hydrogen peroxide is artificially induced and the difference in ignition point of oxidized and unoxidized fuel is determined. This method has been developed for a single specific hard coal deposit and has not yet been usefully transferred to fuels from other deposits, so that it can not be used to solve the problem of the invention.

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.Furthermore, there are a number of test equipment which assume that the investigation of the reactivity of the fuel to air may be limited to the determination of the ignition temperature of the test specimen. The most important devices are those made by Dennstett and Bunte. For reaction kinetic reasons, this method is inadmissible.

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.Furthermore, in DD-OS 95472 an ignition point determination has been proposed which represents an implementation of the method according to Dennstett and Bunte to the requirements of a large-scale operation.

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.All laboratory equipment has the disadvantage that they work only with a small amount of sample. The implementation of large-scale investigations is therefore hardly possible with these equipment. In order to be able to statistically reliably record the strongly scattering values of the operating systems, extensive tests would have to be carried out in numbers, since an increase in the quantity used is not possible.

Object of the invention

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.The aim of the invention is a device for testing the Selbstentzündlichkeitsneigung particular solid or liquid fuels. The device should allow a short-term qualitative assessment of Selbstentzündlichkeits tilt and be suitable for both operational aJs and laboratory tests. It thus combines the advantages of the laboratory equipment and the apparatus used for operational process control and can be used for both applications, thus also the comparison and the transferability of laboratory and operational results are secured.

Explanation of the essence of the invention

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 sichThe invention has for its object to provide a device for testing the Selbstentzündlichkeits tilt of fuels, with which the disadvantages associated with the application of the known methods and apparatuses and sufficiently described above are avoided. In particular, the extremely time-consuming for a practical operation long periods to the present. a conclusive statement, resulting from the required, but relatively long observation periods for the temperature measurement and / or the visual glow detection, overcome. According to the invention the object is achieved in that an inventive device is constructed, in which the in itself

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bekannte Tatsache, nach der die Sauerstoffaufnahme eines Brennstoffes die Ursache für deren Selbstentzündlichkeit ist, zur Bestimmung dieser Selbstentzündlichkeitsneigung herangezogen wird.Known fact according to which the oxygen uptake of a fuel is the cause of their Selbstentzündlichkeit used to determine this Selbstentzündlichkeits tilt.

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.The inventive device consists of a thermally insulated gas-tightly closed and filled with air container, inside which there is a gas-permeable carrier for receiving the fuel sample to be tested. The container lid is tightly closed after introduction of the fuel sample in the sample carrier by a dive or other suitable sealing measure. Through the bottom of the device, a gas supply line leads into the container. The gas supply line is equipped with a gas meter, so that the sample supplied and recorded by her amount of gas can be detected by measurement. In the container temperature sensors are arranged within the sample and in its environment, with which the fuel and the gas temperature can be determined. By means of the device according to the invention, the oxygen uptake of the B renn material sample per unit time is determined, which is also a measure of the Selbstentzündlichkeitsneigung. Since the reaction with the atmospheric oxygen at the beginning of the investigation is fastest for most technical products of coal upgrading and then decreases rapidly over time, from the oxygen uptake at the beginning of the investigation can be concluded to the end of the reaction. The limit values for each fuel before the first use of the device are derived in a known manner from the kinetic kinetic calculations.

Zur Bestimmung der Selbstentzündlichkeitsneigung flüssiger Brennstoffe ist der Probeträger flüssigkeitsdicht auszuführen.In order to determine the tendency of liquid fuels to ignite spontaneously, the sample carrier must be made liquid-tight.

Für einen weiteren Ausführungsfall des Gerätes wird die Isolation des Behälters durch eine Heizung, die der Innentemperatur nachgeführt wird, ersetzt.For a further embodiment of the device, the insulation of the container is replaced by a heater, which is tracked to the internal temperature.

Es ist des weiteren eine Kühlung oder der Verzicht auf eine Isolation des Behälters möglich.It is also possible cooling or the waiver of insulation of the container.

Mit den vorgeschlagenen Ausführungsvarianten sind nahezu alle thermodynamischen Zustände des Probegutes simulierbar.Almost all thermodynamic states of the sample can be simulated with the proposed variants.

embodiment

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.The invention will be explained below with reference to an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the device according to the invention in front view. The device consists of a thermally insulated container 1, which can be sealed gas-tight with the lid 2 and 3 suitable seal. In its interior there is a support 4 for receiving the fuel samples. To ensure a minimum heat exchange between the container wall and sample 5, the sample carrier is gas-permeable. Through the container bottom, a gas line 6 with gas timer 7 leads into the container, in the sample carrier a temperature sensor 8 for the good to be tested and in the vicinity of a temperature sensor 9 are arranged for the gas temperature.

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.The test procedure is carried out by immediately after the sampling of the good to be tested is introduced into the sample carrier 4 and the device is sealed airtight. The container is then supplied via line 6 gas in the amount as it is absorbed by the sample.

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.By means of the gas clock 7 and the temperature sensors 8 and 9, the gas uptake and the course of the temperature development can now be observed and recorded, thereby determining the propensity to self-ignite of the fuel to be tested.

Claims

-1- 265 300 3

Invention claim:

1. Apparatus for testing the Selbstentzündlichkeitsneignung particular solid and liquid fuels, characterized in that a container (1) is designed gas-tight and heat insulated, in the interior for receiving the fuel to be tested (5) a gas flowed sample carrier (4) and inside and outside the same Temperaturmeßstellen (8; 9) are arranged and that through the container bottom a gas line (6) with gas meter (7) into the container leads and the thus determined gas uptake of the fuel sample per unit time is a measure of the Selbstentzündlichkeits tilt of the fuel to be tested.

2. Apparatus according to item 1 for liquid fuel samples, characterized in that the sample carrier (4) is formed liquid-tight.

3. Device according to item 1, characterized in that the insulation of the container (1) is supplemented by a heater or replaced.

4. Apparatus according to item 1, characterized in that for carrying out certain sample examinations, the container (1) is equipped with a cooling device known per se.

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