DD285533A7 - Messanordnung und verfahren zur messung des feststoffmassenstromes von stroemenden gas-feststoff-gemischen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meszanordnung zur Messung des Feststoffmassenstromes von in technologische Reaktionsraeume stroemenden Gas-Feststoff-Gemischen. Ziel der Erfindung ist es, dasz unabhaengig von der Stroemungsform des Gas-Feststoff-Gemisches der Massenstrom ermittelt wird, um eine dem Verfahrensprozesz angepaszte, genaue Regelung und sichere UEberwachung des Massenstromes zu sichern. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die aus den Entmischungsvorgaengen resultierenden Meszprobleme bei der Massenstrommessung der festen Phase von Gas-Feststoff-Stroemungen zu beseitigen. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz unter Ausnutzung der Ergebnisse von Entmischungsuntersuchungen die Sensoren und Detektoren am Foerderrohr so angeordnet werden, wie es aufgrund der Entmischungen notwendig ist und dasz damit signifikante Dichte-, Geschwindigkeitsmeszwerte sowie Stroemungsquerschnitte fuer die Berechnung des Massenstromes erhalten werden. Erfindungsgemaesz werden die Dichte- und Konzentrationsmeszwerte in wesentlich kleineren Zeitintervallen bestimmt, als die Laufzeit eines geschlossenen Feststoffpfropfens einer Pfropfenstroemung an einem Sensor vorbei betraegt. Figur{Gas-Feststoff-Rohrstroemung; Kornschicht; Feststoffmassenstrom; Entmischung; feinkoerniges Schuettgut; Dichte; Geschwindigkeit; Dichtemessung; Konzentrationsmessung; Geschwindigkeitsmessung; kapazitiver Sensor; radiometrischer Detektor}

Description

Kornschicht wird dabei infolge des Entspannungseffektes des Lückengaseo aufgelockert end ist gut fließfähig. Die Auflockerung ist aber analog einer Wirbelschicht begrenzt. Bei Absinken der mittleren Dichte (p₍ =s 0,6 a_m) nimmt die Durchströmungsgeschwindigkeit des Lückengases ab. Die Gas reststoff-Strömung entmischt. Es bildet sich eine entmischte, strömende Kornschicht mit einer hohen Dichte D₁₀ und dynamischen Viskosität aus. Wegen der hohen dynamischen Viskosität gleitet die Kornschicht an der Rohrwand, und es entsteht ein flaches Geschwindigkeitsprofil. Der Turbulenzgrad der entmischten Kornschicht steigt mit Erhöhung des Massenstromes an, weil sich mit dem erforderlichen Förderdruckanstieg die Lückengasgeschwindigkeit infolge des Gasentspannungseffektes erhöht. Die Dichte der entmischten Kornschicht p,₀ sinkt, erreicht aber nicht die Dichte, wie sie bei einer quasihomogenen Fließförderung vorliegt. Die Auflockerungswirkung bei einer entmischten Kornschicht ist u. U. um Größenordnungen kleiner als bei einer qualihomogenen Fließförderung, weil das entspannende Lückengas auf kürzestem Wege radial in die angrenzende Gasströmung hineinströmt. Bei der Fließförderung strömt das entspannende Lückengas in axialer Richtung in der Kornschicht. Der Dichtebereich der entmischten Kornschicht p₍₀ erstreckt sich maximal von p,„ bis pf und im üblichen Bereich der Dichtstromförderung von p_fD bis p_)L. Dabei stellt p_(D die maximal mögliche Dichte der aufgelockerten Kornschicht dar. Sie ist ein Fixpunkt einer Feststoffwirbelschicht. PfL ist die Dichte am herkömmlichen Lockerungspunkt und pf die Dichte am Punkt des freien Fiießens der aufgelockerten Kornschicht. Dichtewerte unter ρT treten in einer Wirbelschicht und damit bei einer entmischten, strömenden Kornschicht nicht auf. Eine Dichte p₍₀ < Pi führt wieder zu einer quasihomogenen Strömung, d. h. schließlich zu einer Flugförderung. Sie tritt ein, wenn die Gasgeschwindigkeit u, der separierten Gasströmung etwa folgende Größe überschreitet:

Pg

Hieraus erkennt man die Druckabhängigkeit der notwendigen Gasgeschwindigkeit einer Gas-Feststoff-Strömung. Mit Erhöhung

des Druckniveaus steigt die Förderstetigkeit.

Untersuchungen haben ergeben, daß eine Gas-Feststoff-Strömung in Abhängigkeit von der Durchströmbarkeit eines Schüttgutes radial und axial entmischen kann. Bei radialer Entmischung treten bei waagerechter Förderung die segmentförmig

und bei senkrechter Förderung die ringförmig strömenden Kornschichten auf. Bei axialer Entmischung entsteht die

Propfenströmung. Die Vorhersage der eintretenden Strömungsform, die für die Festlegung des signifikanten Strömungsquerschnittes A₅ der

entmischten, strömenden Kornschicht benötigt wird, würde umfangreiche Wirbelschichtuntersuchungen mit dem Schüttgut erfordern. Wegen der Kenntnisse über die Entmischung kann und wegen der strömungsbedingten Abhängigkeit der Dichte ςιο, der Geschwindigkeit u, sowie des Strömungsquerschnittes As müssen die signifikanten Größen der

Feststoffmassenstrombestimmung direkt in der entmischten Kornschicht gemessen werden. Hierin liegt der überraschende,

erfinderische Weg zur Lösung der Aufgabe, um die Probleme der Geschwindigkeits- sowie Dichteungleichverteilung im

Förderrohr und die veränderliche Empfindlichkeit der Sensoren entlang des Meßweges zu eliminieren. Die Unterscheidung der Form der entmischten Gas-Feststoff-Strömung kann mittels der gemessenen Konzentrationen Kr, K_ra

bzw. Dichten Pr, pro wie folgt vorgenommen werden:

- Kf < Kfo bzw. pt < Pto bedeuten bei der waagerechten Förderung eine Segmentströmung und bei der senkrechten Förderung eine Ringströmung

- Kt» Kf₀ bedeutet Pfropfenströmung, wenn p₍£ 0,6 · p<₀ ist, oder entmischungsfreie Fließförderung, wenn p, > 0,6 · pro ist. Für die Feststoffmassenstrombestimmung wird folgende Gleichung mit den signifikanten Meßgrößen p_ra, u„ A„ wobei A, allgemein den Strömungsquerschnitt der entmischten Kornschicht darstellt, benötigt:

Erfindungsgemäß wird beim Verfahren zur Messung des Feststoftmassenstromes m, eines entmischten Gas-Feststoff-Gemisches in einem Förderrohr für feinkörnige Schüttgüter mit bekannten Verfahren zur Geschwindigkeits-, Dichte- und Konzentrationsmessung unter Berücksichtigung des Entmischungseffektes strömender Medien mit den gemessenen Werten der Konzentrationen K₍ des Gas-Feststoff-Gemisches und Kf₀ der entmischten Kornschicht, der Dichten p, des Gas-Feststoff-Gemisches und pto der entmischten Kornschicht nach den folgenden Beziehungen die Form der entmischten Gas-Feststoff-Strömung als Grundlago für die Berechnung des Strömungsquerschnittes A₁, Ar bzw. der Pfropfenlänge Ip

- Pt < Pra bzw. Kr < Kfo bedeuten bei der waagerechten Förderung Segmentströmung der Kornschicht mit der Segmenthöhe h, und bei der senkrechten Förderung eine Ringströmung der Kornschicht mit dem Ringinnendurchmesser d| sowie außondurchmesser d

- K₁ w Kro bedeutet Pfropfenförderung, wenn p₍ < 0,6 · p_ro, oder entmischungsfreie Fließförderung, wenn p₍ > 0,6 · p_(D, wobei pio die charakteristische, bei Aufwirbelung eines Schüttgutes auftretende, maximale Dichte eines Gas-Feststoff-Gemisches darstellt,

ermittelt.

Die signifikanten Werte A₅, Ar bzw. I_P werden mit Hilfe der Proportionen

h» _ Pt . _ _d^ _ Pt Jp^ _ pt d ρ« d pro I pto

A Kro A Kfo I Kfo wie folgt berechnet.

Es ergibt sich für

- den Strömungsquerschnirt

As

360

α -— = arc cos

/, 2h, \

\¹--d-j

- die Dichte p_ro unter Nutzung der radiometrisch gemessenen, mittleren Dichte Pf bei der

Segmentströmung: P₁₀ = — -——

h,/d

_D. ... p,-(dj/d) p_g

Ringstromung: Pro =

1 - dj/d Pfropfenströmung: p« = Pt =* Pro

¹P

- die Strömungsgeschwindigkeit u, als unmittelbarer Meßwert.

Der Feststoffmassenstrom rh, wird nach der bekannten Kontinuitätsgleichung mit m, = u, · p_ro · A, für die Segment- und Ringströmung und rh, = u, · p_ra · A · l_p/l = u, · p, · A für die Pfropfenströmung berechnet. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Meßanordnung eingesetzt, die aus einer Kombination von kapazitiven und

radiometrischen Meßeinrichtungen, die sich in einem engen axialen Strömungsbereich mit konstanten Eigenschaftsmerkmalen befinden und wobei die Strahlenquelle und der Detektor der radiometrischen Meßeinrichtung diametral an der äußeren Wand des Förderrohres angeordnet ist.

Das kollimierte Sirahlenbündel liegt bei radialer Entmischung parallel und bei axialer Entmischung senkrecht zur Entmischungsrichtung. Erfindungsgemäß sind die beiden kapazitiven Elektrodenpaare für die Messung der Kornschichtgeschwindigkeit u, und das

kapazitive Elektrodenpaar 5 für die Messung der Konzentration Kf₀ bzw. der Dichte p_m der entmischten Kornschicht 2 auf der

Innenseite der Rohrwand 1 mit Kontakt zur Kornschicht in einem Winkel < 180° angeordnet. Die Strahlenquelle 8 und der Detektor 9 sind am Förderrohrumfang in einem Winkel < 180° angeordnet und die StrahlerVDetektorachse bildet eine Sekante

des Förderrohrquerschnittes.

Ausführungsbeispiele

1. Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1

Die A-Jsführungsform des Meßverfahrens und der Meßanordnung nach Figur 1 wird für ein waagerechtes Förderrohr 1 mit dem Nenndurchmesser DN40mm, in dem feinkörniges PVC mit einer engen Teilchengrößenverteilung gefördert wird, beschrieben. PVC besitzt eine leichte Durchströmbarkeit, was bedeutet, daß beim Fördern unter der Bedingung p, s 0,6 p_ID eine axiale Entmischung eintritt und damit Pfropfenförderung vorliegt. Die maximal mögliche Dichte pm beim Auflockern des PVC beträgt 588 kgm"³.

Für die Messung und Berechnung des Feststoffmassenstromes m, werden in die Förderleitung 1 nacheinander eine radiometrische Meßeinrichtung mit der Strahlenquelle 8 und dem Detektor 9 zur Messung der mittleren Dichte Pi der Gas-Feststoff-Strömung, ein kapazitives Elektrodenpaar 4 zur Messung der mittleren Konzentration Kf der Gas-Feststoff-Strömung, ein kapazitives Elektrodenpaar 5 zur Messung der Konzentration Κκ> der entmischten Kornschicht 2 und zwei kapazitive Elektrodenpaare 6; 7 für die Messung der Knrnschichtgeschwindigkeit u, eingebaut. Strahlenquelle 8 und Detektor 9 sowie die Elektroden des Elektrodenpaares 4 liegen auf dem Rohrumfang diametral gegenüber, wobei ihre Verbindungslinien vertikal stehen. Die Elektroden der Elektrodenpaare 5; 6; 7 sind in einem Winkel von 45° angeordnet. Die Meßwerte der Konzentrationen Ki, K(o und der Dichte pi werden in Zeitintervallen von 50 ms erfaßt.

Bei Ausführung der Messungen ergibt sich für die in kurzen Zeitintervallen ermittelten Konzentrationen Kf =» K₁₀. Die aus Kurzzeitmeßwerten gemittelte Dichte p, beträgt 200 kgm"³, die kleiner ist als 0,6 p,_D = 353 kgm""³. Damit wird die Existenz einer Pfropfenströmung bestätigt. Aus der 'jemittelten Konzentration Kf und den hohen Kurzzeitmeßwerten Kf₀ ergibt sich das Pfropfenlängenverhältnis I_P/I ~ K₍/K_w = 0,34. Mit den Elektrodenpaaren 6; 7 wird die Geschwindigkeit u, der Pfropfen zu 2,1 ms"¹ gemessen. Entweder dire'.t mit p/ = 200kgm"³ oder mit p« = p» · l/l_p = 588kgm"³ ergibt sich der Feststoffmassenstrom m, zu

m, = u. · ρ» · A · lp/l · 3600 = u, · ρ, · A · 360 = 1905kgh-\

Die mittlere Länge eines Feststoffpfropfens beträgt 0,53m, die Meßlänge an den Elektrodenpaaren 6; 7 der Geschwindigkeitsmessung 20mm und die gesamte Meßanordnung ist auf einsr Rohrstrecke von 400 mm untergebracht.

2. Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2

Die Ausführungsform des Meßverfahrens und der Meßanordnung nach Figur 2 wird für ein senkrechtes Förderrohr 1 mit dem Nenndurchmesser DN 65mm erläutert. Es wird sehr feinkörnige, getrocknete Steinkohle mit einer breiten Korngrößenverteilung

in einen Reaktor dosiert. Die maximal mögliche Dichte pm des Schüttgutes bei Auflockerung beträgt etwa 680 kgm"³. Aufgrund des hohen spezifischen Durchströmungswiderstandes des Schüttgutes tritt bei p< S 0,6 pm eine radiale Entmischung und damit im senkrechten Förderrohr eine Ringströmung auf.

In das senkrechte Förderrohr 1 sind stromabwärts nacheinander eine radiometrische Meßeinrichtung mit der Strahlenquelle 8

und dem Detektor 9 zur Messung der mittleren Dichte p, der Gas-Feststoff-Strömung, zwei kapazitive Flektrodenpaare 6; 7 zur

Geschwindigkeitsmessung u, der entmischten Kornschicht 2 sowie eine radiometrische MeßeinrichU ng mit der Strahlenquelle 10 und dem Detektor 11 zur Messung der Dichte p_ro der entmischten Kornschicht 2 eingebaut. Strahlenquelle 8

und Detektor 9 stehen sich diametral gegenüber und am Rohrumfang angeordnet. Die Elektrodenpaare 6; 7 sowie die

Strahlenquelle 10 und der Detektor 11 stehen jeweils im Winkel von 60° zueinander, wobei die Achse der Strahlenquelle 10 und

des Detektros 11 auf einer Sekante des Förderrohrquerschnittes liegen. Seide Dichtemeßainrichtungen besitzen eine Möglichkeit der Meßwerterfassung in Kurzzeitintervallen von 35ms. Die Meßlänge der Elektrodenpaare 6; 7 für die

Geschwindigkeitsmessung beträgt 20mm. Die Meßwerterfassung zeigt beim vorliegenden Dosierfall eine aus Kurzzeitmeßwerten gemittelte Dichte Of = 330 kgm"³ und

eine Dichte O₁₀ = 630 kgm"³ der Kurzzeitwerte. Daraus wird bestätigt, daß eine Ringströmungsform mit p₍ < p_ro und

Pf/Pro = 0,48 < 0,6 vorliegt. Diese Kontrolle der Meßvorrichtung wird immer zur Festlegung der Strömungsform benötigt. Die Dichte ρ» der entmischten Kornschicht braucht wegen der direkten Messung mit dem Detektor 11 nicht erst berechnet zu

werden.

DersignifikanteStrömungsquerschnittA, = Anfolgtmiti - (d|/d) = pf/p« = 0,52 zu 25,5cm², wenn der Förderrohrdurchmesser

65mm beträgt. Daraus berechnet sich der Massenstrom m, mitu, = 4,4ms"¹, ρ«) = 630kgm"³, A_H = 25,5cm² wie folgt:

m, = u, · Pf₀ · Ar · 3600 = 25500kgh~'

Die Meßanordnung ist innerhalb einer Förderrohrstrecke von 450mm angeordnet.

3. Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3

Die Ausführungsform des Meßverfahrens und der Meßanordnung nach Figur 3 wird für ein waagerechtes Förderrohr 1 mit dem Nenndurchmesser DN 50mm, in dem ein mineralisches Schüttgut mit hoher Feinkörnigkeit und enger Teilchengrößenverteilung

zu einem Mischer gefördert wird, beschrieben.

Das zu fördernde Schüttgut besitzt einen hohen spezifischen Durchströmungswiderstand, so daß beim Fördern im Dichtebereich Pi S 0,6 · Pf₀ eine radiale Entmischung in Form einer Segmentströmung auftritt. Die maximal mögliche Dichte beim Auflockern

beträgt Pid = 855kgm~³.

Für die Messung und Berechnung des Feststoffmassenstromes m, werden in das Förderrohr 1 nacheinander stromaufwärts eine

radiometrische Meßeinrichtung mit der Strahlenquelle 10 und dem Detektor 11 zur Messung der Dichte ρκ> der entmischten

Kornschicht, zwei kapazitive Elektrodenpaare 6; 7 für die Messung der Kornschichtgeschwindigkeit, ein kapazitives Elektrodenpaar 5 für die Messung der Konzentration Kro der entmischten Kornschicht und ein kapazitives Elektordenpaar 4 für

die Messung der mittleren Konzer'ration K_f des Gas-Feststoff-Gemisches eingebaut. Strahlenquelle 10 und Detektor 11 sowie die Elektroden der Elektrodenpaare 5; 6; 7 sind in einem Winkel von 60" am Rohrumfang so angeordnet, daß sie symmetrisch zur tiefsten Rohrlängslinie auf dem Rohrumfang liegen. Die Elektroden des Elektrodenpaares 4 liegen auf dem Rohrumfang diametral gegenüber. Die mittleren Feldlinien zeigen in vertikale Richtung. Die Meßwerte der Elektrodenpaare 4; 5 und der radiometrischen Meßeinrichtung 10; 11 werden in Zeitintervallen von 35ms erfaßt.

Die Kontrollmessungen zur Bestimmung der Strömungsform mittels der kapazitiven Meßeinrichtungen 4; 5 ergeben, daß K|/Kfo = 0,51 beträgt und wegen Pi < 0,6· p_m eine radial entmischte Strömungsform vorliegt. p₍₀ wird mit 820kgm~³

gemessen.

As wird mittels Kf/K₍₀ und A mit folgender Beziehung errechnet:

A₈ = A · Kf/Kfo = 19,6 · 0,51 = 10,0cm² Unter Anwendung der Gleichungen

As =· - ^(d/2 - "·>^d/2 " ^8ina/2

ODU

a/2 = arc cos(1 - 2h,/d) erhält man h, = 25,3mm, α = 181,4° und dann mit folgender Beziehung sowie mit der Dichte p_Q = 2,5kgm"³ des Gasstromes 3

Pi - (h„/d) p_fl ^Pt0" h./d

die mittlere Dichte pt = 417 kgm"³ der Gas-Feststoff-Strömung, α ist der Sehnenwinkel der entmischten Kornschicht 2 im Förderrohr 1. Mit den Elektrodenpaaren 6; 7 wird eine Geschwindigkeit u, = 6,3ms"¹ gemessen, so daß sich der Feststoffmassenstrom zu

m, = u, ITi₁₀ · A₅ · 3600 = 18600kgh"' ergibt

Die Meßlänge der Geschwindigkeit u, beträgt 20mm. Die Meßanordnung ist auf einer Rohrstrecke von 500mm untergebracht.

Claims (2)

1. Verfahren zur Messung des Feststoffmassenstromes rh₈ eines entmischten Gas-Feststoff-Gemisches in einem Förderrohr für feinkörnige Schüttgüter mit bekannten Verfahren zur Geschwindigkeits-, Dichte- und Konzentrationsmessung unter Berücksichtigung des Entmischungseffektes strömender Medien, wobei 'der Feststoff massenstrom rh_a nach der Koritinuitätsgleichung mit m₈ = u₈ · p_f0 · A₈ für die Segment- und Ringströmung und m₈ = U₈ · p(o · A · Ip/I = U₈ · Pf · A für die Propfenströmung berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit den gemessenen Werten der Konzentrationen K_f des Gas-Feststoff-Gemisches und Kfo der entmischten Kornschicht, der der Dichten Pf des Gas-Feststoff-Gemisches und P(o der entmischten Kornschicht nach den folgenden Beziehungen die Form der entmischten Gas-Feststoff-Strömung als Grundlage für die Berechnung des Strömungsquerschnittes As, A_R bzw. der Pfropfenlänge I_P
- Pf < Pro bzw. Kf < Kfo bedeuten bei der waagerechten Förderung Segmentströmung der Kornschicht mit der Segmenthöho h„ und bei der senkrechten Förderung eine Ringströmung der

Kornschicht mit dem Ringinnendurchmesser dj sowie -außendurchmesser d -Kf» Kfo bedeutet Pfropfenförderung, wenn Pf ^ 0,6 · pm, oder entmischungsfreie Fließförderung, wenn pf > 0,6 Pf₀, wobei p_(D die charakteristische, bei Aufwirbelung eines Schüttgutes

auftretende, maximale Dichte eines Gas-Feststoff-Gemisches darstellt, ermittelt wird und daß die signifikanten Wert * As, Ar bzw. I_P mit Hilfe der Proportionen

h₈ Pf _Λ dj Pf Ip qi
,1

d pro d pfo ' I ς

As Kf Ar Kf I_P Kf

A Kfo A Kfo I Kfo

wie folgt berechnet werden, wobei sich ergibt für
- den -^ctrömungsquerschnitt

π · (d/2)² · α /d _t \d

α
— = arc cos

- die Dichte Pfo unter Nutzung der radiometrisch gemessenen, mittleren Dichte pf bei der

Segmentströmung: p,₀ = ——τ-%-.——

h_s/d

Ringströmung: p_f0 = -^-;

Pfropfenströmung: Pf₀ = Pf ·7- « Pro

Ip

- die Strömungsgeschwindigkeit u_s bei allen Strömungsformen ohne eine notwendige Korrektur als unmittelbarer Meßwert.

2. Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 durch Kombination von kapazitiven und radiometrischen Meßeinrichtungen, die sich in einem engen axialen Strömungsbereich mit konstanten Eigenschaftsmerkmalen befinden und wobei die Strahlenquelle

und der Detektor der radiometrischen Meßeinrichtung diametral an der äußeren Wand des Förderrohres so angeordnet ist, daß das kollimierte Strahlenbündel bei radialer Entmischung parallel und bei axialer Entmischung senkrecht zur ^ntmischungsrichtung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kapazitiven Elektrodenpaare (6; 7) für die Messung der Kornschichtgeschwindigkeit U₈ und das kapazitive Elektrodenpaar (5) für die Messung der Konzentration Κκ> bzw. der Dichte pro der entmischten Kornschicht (2) auf der Innenseite der Rohrwand (1) mit Kontakt zur Kornschicht in einem Winkel < 180° angeordnet sind und daß die Strahlenquelle (8) und der Detektor (9) am Förderrohrumfang in einem Winkel < 180° angeordnet sind und die Strahler-/Detektorachse eine Sekante des Förderrohrquerschnitts bildet.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meßanordnung zur Messung des Feststoffmassenstromes feinkörniger Schüttgüter beim Fördern und Dosieren in technologische Reaktionsräume, Behälter und sonstige Aggregate.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Messung des Feststoffmassenstromes rti, einer Gas-Feststoff-Strömung feinkörniger Schüttgüter mittels radiometrischer und kapazitiver Meßeinrichtungen isi aus einer Vielzahl von Informationsquellen bekannt und gehört zum Stand der Technik. Grundlagen der radiometrischen Dichte- und Dickemessung sowie der Kapazitätsmessung werden in /1 / und /7/ für homogene Medien erläutert. In 121 wird für Zweiphasenströmungen und speziell für die Gas-Feststoff-Strömung ein Korrelationsgeschwindigkeitsmeßsystem in Verbindung mit einer Konzentrationsmessung auf der Basis von kapazitiven Sensoren vorgestellt. Die Elektroden der Meßelektrodenpaare befinden sich auf dem Rohrumfang und liegen sich diametral gegenüber. Die beschriebenen Meßsysteme berücksichtigen bei der Meßwertermittlung keine Ungleichverteilungen des strömenden Feststoffes über den Förderrohrquerschnitt. Diese Ungleichverteilung und die stark veränderliche Meßempfindlichkeit entlang der Meßstrocke bei kapazitiven Sensoren führen zu Dichte- und Geschwindigkeitsmeßwerten, die für die auf den Gesamtförderrohrquerschnttt bezogene Massenstromberechnung nicht signifikant sind. Kapazitive Sensoren haben außerdem den Nachteil, daß die Konzentrationsmeßwerte stark vom Feuchtegehalt des Dielektrikums, d. h. vom Feuchtegehalt des Schüttgutes abhängen. Die Verwendung der kapazitiven Maßeinrichtung zur Dichtemessung ist damit stark eingeschränkt. In 131, Seite 53 wird auf diese Probleme verwiesen, ohne Lösungen zur Abwendung des angesprochenen Problems aufzuzeigen.

Dagegen werden in /3/ Verfahren zur Markierung der Gas-Feststoff-Strömung zwecks Erhöhung der Sicherheit der Geschwindigkeitsmeßwerterfassung und in IAI sowie /5/Verfahren der kontinuierlichen Injektionsgaszuführung in die Gas-Feststoff-Strömung zwecks gezielter Dichteveränderung für die Ermöglichung einer Massenstromberechnung angegeben, die zwar radiometrische Dichtemeßeinrichtungen verwenden, aber keine Lösungsansätze für die meßtechnische Erfassung des signifikanten Strömungsquerschnittes einer entmischten Strömung erkennen lassen. Mit einer kombinierten Direktdurchstrahlungs- und Streustrahlungsmethode wurde nach /6/ eine sogenannte Vierpunktmeßtechnik zur örtlichen Dichtebestimmung von Luft-Wasser-Gemischen in großen Prozeßquerschnitten entwickelt. Die netzartige Mehrfachdurchstrahlung des Prozeßquerschnittes bzw. die Notwendigkeit der quasikontinuierlichen Verdrehung der Meßeinrichtung und die zeitaufwendige Auswertung der Meßdaten gestatten es nicht, diese Meßmethode für eine schnelle Prozeßregelung und -überwachung zu nutzen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung sind ein Verfahren und eine Meßanordnung zur Messung des Feststoffmassenstromes von strömenden Gas-Feststoff-Gemischen bei der Förderung sowie Dosierung in technologische Reaktionsräume und sonstige Aggregate, bei denen unabhängig von der Strömungsform des Gas-Feststoff-Gemisches der Massenstrom ermittelt wird, um eine dem im Reaktionsraum ablaufenden Verfahrensprozeß angepaßte, genaue Regelung und sichere ÜL-"wachung des Massenstromes rh, zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die aus den Entmischungsvorgängen resultierenden Meßprobleme, bei der Feststoffmassenstrommessung von Gas-Feststoff-Strömungen feinkörniger Schüttgüter mit in der Meß- und Regeltechnik bekannten kapazitiven und radiometrischen Meßeinrichtungen zu beseitigen. Die überraschenden Effekte für die Lösung der gestellten Aufgabe liegen in der Aufdeckung der Entmischungsvorgänge von Gas-Feststoff-Strömungen sowie des Verhaltens der entmischten, strömenden Kornschicht im Förderrohr und in der Überwindung der Anpaßprobleme der Sensorempfindlichkeit an die Geometrie der entmischten Gas-Feststoff-Strömung. Bei feinkörnigen, strömenden Gas-Feststoff-Gemischen existiert bei einer Dichte des Gemisches p/ > 0,6 · p_rD eine quasihomogene Fließförderung. Der Querschnitt des Förderrohres ist dabei mit der strömenden Kornschicht ausgefüllt. Die