DE3303612A1

DE3303612A1 - Apparatus for determining the carbon content of ash

Info

Publication number: DE3303612A1
Application number: DE19833303612
Authority: DE
Inventors: Cornelis van 8332 Steenwijk Essen
Original assignee: INSTRUMENTENFABRIEK VAN ESSEN
Current assignee: INSTRUMENTENFABRIEK VAN ESSEN
Priority date: 1982-02-04
Filing date: 1983-02-03
Publication date: 1983-08-11
Also published as: BE895794A; NL8200425A

Abstract

The invention relates to an apparatus for determining the unburnt carbon content of the ash in a combustion apparatus and comprises a down-tube which is electrically heated to at least the ignition temperature of the combustion, which down-tube has at the upper end a feed for a metered amount of air per unit time and for a metered amount of ash and which is connected at the lower end to a CO2 measuring apparatus.

Description

Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes in Asche.Device for determining the carbon content in ash.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des unverbrannten Kohlenstoffgehaltes in der Asche einer Verbrennungsvorrichtung bestehend aus einer Vorrichtung für die kontinuierliche Entnahme einer Ascheprobe, einer Dosiervorrichtung welche aus der Probe einen Strom mit unveränderlichem Gewicht pro Zeiteinheit abscheidet und einen elektrischen Verbrennungsofen zuführt worin die Asche mit einer pro Zeiteinheit ebenfalls unveränderlichen Uberdosierten Luftmenge verbrennt wird und aus einer Messvorrichtung zur Bestimmung des 02-bezw. C02-Gehaltes der Verbrennungsgase, welche Messvorrichtung angeschlossen ist dort wo die Verbrennungsgase den Ofen verlassen. The invention relates to a device for determining the unburned Carbon content in the ashes of a combustion device consisting of a Device for the continuous removal of an ash sample, a dosing device which separates a stream of invariable weight per unit of time from the sample and supplying an electric incinerator wherein the ashes are fed one at a time likewise invariable overdosed amount of air is burned and from a Measuring device for determining the 02 or. C02 content of the combustion gases, which The measuring device is connected where the combustion gases leave the furnace.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der Praxis bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung besteht der Ofen für die vollständige Verbrennung der Asche aus einer Rinne welche schraubenlinienartig verläuft in einer elektrisch erhitzten Kammer, welche Rinne in geringem Masse in Schwingung versetzt werden kann. Die zu verbrennene Asche wird am oberen Ende der Rinne zugeführt und verlässt diese am unteren Ende nach durchlaufen der schraubenlinienartigen Bahn. Such a device is known from practice. At this known device consists of the furnace for the complete combustion of the ashes from a channel which runs helically in an electrically heated one Chamber, which channel can be set in vibration to a small extent. The too Burned ash is fed into the upper end of the channel and leaves it at lower end after going through the helical path.

Die Verbrennungsluft wird dabei im Gegenstrom und Querstrom über die Rinne geführt. Durch die derartige Verbrennung der pro Zeiteinheit genau dosierten Aschemenge mit einer ebenfalls genauen Luftmenge, welche für die Versicherung einer vollständigen Verbrennung einen gewissen Ueberschuss haben soll, und anschliessend den Prozentsatz 02 bezw. C02 im erhaltenen Rauchgas zu messen, erhält man eine deutliche Messung der ursprünglich in der Asche noch vorhandenen unverbrannten Kohlenstoffmenge. Diese bekannte Vorrichtung arbeitet mit einer Aschemenge von etwas 2 gramm pro Minute und mit einer Luftmenge von 7,5 liter pro Minute bei einer Ofentemperatur von etwa 800"C. Bei vollständiger Verbrennung wird der C02-Satz z.B. die Hälfte des Gehaltes betragen welches an unverbrannten Kohlenstoff vorhanden war. Misst man also z.B. 12% C02 dann war 24% Kohlenstoff vorhanden. The combustion air is in counterflow and crossflow the gutter led. Due to the combustion of this type, the precisely dosed per unit of time Amount of ash with an equally precise amount of air, which is necessary for the insurance of a complete combustion should have a certain excess, and then the percentage 02 respectively. Measuring C02 in the flue gas obtained gives a clear Measurement of the amount of unburned carbon originally left in the ash. This known device works with an amount of ash of about 2 grams per minute and with an air volume of 7.5 liters per minute at an oven temperature of about 800 "C. With complete combustion, the C02 rate is e.g. half of the content the amount of unburned carbon that was present. So if you measure e.g. 12% CO2 then there was 24% carbon.

Die Messung des Kohlenstoffs in der Asche, insbesondere in der Flugasche eines Feuerherdes, ist von Bedeutung um schnell kontrollieren zu können ob die Verbrennung wohl richtig verläuft denn unverbrannter Kohlenstoff in der Asche bedeutet Energieverlust. Eine schnelle kontinuierliche Messung ist erwUnscht. The measurement of carbon in the ashes, especially in the Fly ash a fire hearth is important in order to be able to quickly check whether the combustion is taking place Probably the right thing to do because unburned carbon in the ashes means a loss of energy. Fast continuous measurement is desirable.

Für diejenige Betriebe welche Flugasche verkaufen wollen welcher einer bestimmten konstanten Kohlenstoffgehalt hat, ist eine genaue kontinuierliche Messung ebenfalls von Bedeutung. For those companies that want to sell fly ash which one has a certain constant carbon content is an exact continuous one Measurement is also important.

Die bekannte Vorrichtung liefert das Resultat der Messung erst etwa 15 Minuten nach Entnahme der Probe, d.h., dass bei kontinuierliche Messung der Hinweis immer 15 Minuten zu spät kommt. The known device only delivers the result of the measurement approximately 15 minutes after taking the sample, i.e. with continuous measurement the note Always 15 minutes late.

Diese bekannte Vorrichtung hat ferner den Nachteil ungenügend genau zu sein. Zweck der Erfindung ist eine Vorrichtung zu schaffen welche eine schnellere und zuverlässigere Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes in der Asche ermöglicht.This known device also has the disadvantage of insufficient accuracy to be. The purpose of the invention is to create a device which is faster and enables more reliable determination of the carbon content in the ash.

Dieser Zweck wird erfindungsgemäss dadurch erreicht dass der Ofen aus einem senkrecht angeordneten Fallrohr besteht welches über die gesamte Länge elektrisch erhitzt werden kann bis zumindest die verlangte Zündungstemperatur der Verbrennung welches Fallrohr am oberen Ende mit der Zufuhr für die pro Zeiteinheit dosierte Verbrennungsluft und mit einer Zufuhr für die dosierte Aschemenge versehen ist und welches um unteren Ende auf die C02-Messvorrichtung angeschlossen ist. Die Erfindung beruht damit auf dem Prinzip dass die in bekannter Weise genau dosierten Mengen an Asche und Verbrennungsluft in freiem Fall durch einen Ofen bewegen der eine derartige Temperatur hat dass das Gemisch von selbst entzündet und während des freien Falles verbrennt. Die zu verbrennene Asche bewegt sich unbehinderd von oben nach unten durch das Fallrohr so dass der Verbrennungsprozess in der denkbar kürzesten Zeit pro durchströmende Menge beendet sein kann. Die Zeitdauer innerhalb welcher die Messung stattfindet ist dadurch wesentlich kürzer so dass Korrekturen des Verbrennungsprozesses des Kessels viel schneller stattfinden können was den Wirtschaftsgrads des kessels verbessert und Energieverluste verringert. Ausserdem besteht die Gefahr nicht mehr dass die zu verbrennenen Aschenteilchen auf die schraubenlinienartige Rinne zurückbleiben und dadurch die Durchströmungsgeschwindigkeit weiter verzögern könnten. Ein Fallrohr ist ausserdem wesentlich schneller auf die verlangte Temperatur zu bringen als eine Ofenkammer. Es kann nützlich sein die Verbrennungsluft vorzuerwärmen. This purpose is achieved according to the invention in that the furnace consists of a vertically arranged downpipe which extends over the entire length can be heated electrically up to at least the required ignition temperature Incineration which downpipe at the top with the supply for the per unit of time dosed combustion air and provided with a supply for the dosed amount of ash and which is connected to the C02 measuring device at the lower end. the The invention is based on the principle that the precisely dosed in a known manner Amounts of ash and combustion air move through a furnace in free fall has such a temperature that the mixture ignites by itself and during of free fall burns. The ashes to be burned move freely from top down through the downpipe so that the combustion process in the conceivable can be completed in the shortest possible time per flowing volume. The length of time within which the measurement takes place is therefore much shorter so that corrections the combustion process of the boiler can take place much faster what the Boiler economy improves and energy losses are reduced. Besides that there is no longer any danger that the ash particles to be burned will fall on the helical lines Remaining channel and thereby further slowing down the flow rate could. A The downpipe is also much faster on the to bring the required temperature than an oven chamber. The combustion air can be useful preheat.

Damit der Aschestrom welche aus der Dosiervorrichtung kommt in der richtigen Weise dem Fallrohr zugeführt wird besteht der Zufuhr vorzugsweise aus einer Trichtermündung welche zentral in eine Kammer mündet welche rundherum mit Lufeinstromöffnungen versehen ist. Dieser Trichter sorgt nicht nur für die Ansammlung und durch die Anordnung in Bezug auf die Lufteinstromöffnungen für die Mischung, sondern, dadurch dass die Trichtermündung kleiner ist als die untere Auslassöffnung des Fallrohres dafür dass die heissen Gase auch tatsächlich nach unten hin ausströmen. Mit anderen Worten die Luftzufuhröffnungen bilden zusammen mit dem Zufuhr trichter der Asche ein Einspritzrohr. Es ist dabei vorteilhaft wenn die Lufteinstromöffnungen unter Winkel zum Radius einer runden Kammer angeordnet sind, wodurch in bekannter Art und Weise eine Wirbelung erhalten wird welche die Verbrennung fördert. So that the ash flow which comes from the dosing device in the is fed correctly to the downpipe, the feed preferably consists of a funnel mouth which opens centrally into a chamber which all around it Air inlet openings is provided. This funnel doesn't just take care of the accumulation and by the arrangement in relation to the air inlet openings for the mixture, but because the funnel mouth is smaller than the lower outlet opening of the downpipe to ensure that the hot gases actually flow downwards. In other words, the air supply openings form funnels together with the supply the ashes an injection tube. It is advantageous if the air inflow openings are arranged at an angle to the radius of a round chamber, making in known Way a vortex is obtained which promotes combustion.

Asche kan dazu neigen zusammenzuballen und dies kann die Genauigkeit der hindurchzuführenden Menge pro Zeiteinheit beeinträchtigen. Es kann deshalb erfindungsgemäss von Nutzen sein die Trichtermündung elastisch auf das obere Ende des Fallrohres abzustützen, die Aussenwand des Trichters in bezug auf das obere Ende des FAllrohres abzudichten und der Trichter mit einer zumindest in senkrechtem Sinne aktivierbaren Klopf- bezw. Ashes can tend to clump together and this can reduce accuracy affect the amount to be passed through per unit of time. It can therefore according to the invention be useful the funnel mouth resiliently on the upper end of the downpipe to support the outer wall of the funnel with respect to the upper end of the fall pipe to seal and the funnel with an activatable at least in the vertical direction Knocking resp.

Schwingvorrichtung zu verbinden. Diese verhindert dann dass Ascheteilchen in den Trichter zurückbleiben und sorgt für eine kontinuierliche Durchströmung.To connect vibrating device. This then prevents ash particles remain in the funnel and ensure a continuous flow.

Die Erfindung wird jetzt anhand der Zeichnung näher erläutert werden. The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Diese zeigt die erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch. This shows the device according to the invention schematically.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht aus einem Metallrohr 1, welches als Fallrohr dient, und von einem isolierenden Mantel 2 umgeben ist. Dieses Rohr 1 bildet selbst den Widerstand in einen Stromkreis 3 welcher über den Transformator 4 aus dem Netz gespeisst wird und womit die Rohrwand auf eine Temperatur von etwa 8000C erhitzt werden kann. Dieses Rohr oder Fallrohr 1 ist am oberen Ende mit einem Kopf 5 versehen welcher mit in der gleichen Richtung schräg zum Innenumfang der zylindrischen Kammer 6 angeordneten Luftzufuhröffnungen 7 versehen ist welche über eine Ringkammer 8 Luft aus der Leitung 9 zugeführt erhalten. Dieser Leitung 9 wird Uber die Leitung 10 Druckluft zugeführt welche bei 11 dosiert wird während sich bei 12 eine Messvorrichtung befindet welche kontrolliert ob die Luftmenge pro Zeiteinheit diegleiche bleibt, dies um dafür zu sorgen dass auch bei Druckschwankungen im Zufuhrdruck die Luftmenge welche pro Zeiteinheit aus den Bohrungen 7 in die Kammer 6 tritt, immer dergleiche ist. The device according to the invention consists of a metal tube 1, which serves as a downpipe and is surrounded by an insulating jacket 2. This Tube 1 itself forms the resistance in a circuit 3 which is via the transformer 4 is fed from the network and brings the pipe wall to a temperature of about 8000C can be heated. This pipe or downpipe 1 is at the top with a Head 5 provided which with in the same Direction oblique to Inner circumference of the cylindrical chamber 6 arranged air supply openings 7 provided is received which is supplied with air from line 9 via an annular chamber 8. This Line 9 is supplied via line 10 with compressed air which is metered at 11 while at 12 there is a measuring device which controls whether the amount of air remains the same per unit of time to ensure that even with pressure fluctuations in the supply pressure the amount of air which per unit of time from the holes 7 into the chamber 6 occurs, is always the same.

Zwischen der Messvorrichtug 12 und der Kammer 8 kann sich einen Lufterhitzer befinden. Diese kann mit Wärme gespeisst werden welche der unteren Hälfte des Rohres 2 entzogen wird. Dieses wird ja nicht nur elektrisch erhitzt sondern auch durch die darin stattfindende Verbrennung. Durch Wärmeabfuhr mit Hilfe einer Kühlwendel kann die Luft vorerwärmt werden wodurch die Zündung der Kohlstoffteilchen beschleunigt wird. An air heater can be located between the measuring device 12 and the chamber 8 are located. This can be fed with heat from the lower half of the pipe 2 is withdrawn. This is not only heated electrically but also through the combustion taking place in it. By dissipating heat with the help of a cooling coil the air can be preheated which accelerates the ignition of the carbon particles will.

Das Fallrohr 1 hat am unteren Ende einen sich etwas verengenden Abfuhr 13 mit bei 14, am Ende des zylindrischen Rohrteiles, den Anschluss für das CO2 Messgerät 15 das derart geeicht sein kann dass es den Kohlenstoffgehalt anzeigt. The downpipe 1 has a somewhat narrowing discharge at the lower end 13 with at 14, at the end of the cylindrical pipe part, the connection for the CO2 measuring device 15 which can be calibrated in such a way that it shows the carbon content.

Oben auf dem Kopf 5 befindet sich einen Trichter 16, welcher mit Hilfe des elastischen Balgen 17 auf den Kopf abgestützt ist und mit einer elektromagnetischen Klopf- bezw. Schwingvorrichtung 18 gekuppelt ist. On top of the head 5 is a funnel 16, which with The help of the elastic bellows 17 is supported on the head and with an electromagnetic Knocking resp. Oscillating device 18 is coupled.

Bei 19 befindet sich ein mit konstanter Geschwindigkeit laufendes Förderband welches einen Teil einer Wagevorrichtung bildet und die Lage einer Klappe 21 steuert mit deren Hilfe einen Strom Flugasche in einen linken Strom 22 welcher auf das Band 19 auftrifft und einen rechten Strom 23 welcher abgeführt wird aufgeteilt wird. Diese Klappe 21 ragt dabei in den Strom 24 der Flugasche hinein welcher sich in ein Fangrohr 25 angesammelt hat mit welchem Fangrohr kontinuierlich Flugasche aus dem Flugaschekanal abgefangen wird. Durch die konstante Geschwindigkeit des Bandes 19 und durch die Messung dessen Gewichtsbelastung, wird dafür gesorgt dass bei 26 ein konstanter Strom an Aschenteilchen in den Trichter 16 geführt wird. At 19 there is one running at constant speed Conveyor belt which forms part of a weighing device and the position of a flap 21 controls with their help a flow of fly ash in a left flow 22 which hits the belt 19 and a right stream 23 which is discharged divided will. This flap 21 protrudes into the flow 24 of the fly ash which is has accumulated in a catch tube 25 with which catch tube fly ash continuously is intercepted from the fly ash channel. The constant speed of the Volume 19 and by measuring its weight load, it is ensured that at 26 a constant stream of ash particles is fed into the funnel 16.

Obwohl die erfindungsgemässe Vorrichtung am Meisten von Bedeutung ist für die kontinuierliche Messnng des Kohlenstoffgehaltes in Flugasche kann die Vorrichtung natürlich ucii für die messung des Kohlenstoffgehaltes von in anderer Weise zur Verfügung gelangenden Aschemengen verwendet werden. Although the device according to the invention most of meaning is for the continuous measurement of the carbon content in fly ash Device of course ucii for measuring the carbon content of others Wise available ash quantities are used.

Ein zusätzliches Interesse bei der Messung des Kohlenstoffgehaltes wird dadurch gebildet dass Kohlenstoff ein unerwünschter BestandteL1 von Asche sein kann, welche in anderen Produkten verarbeitet werden soll. An additional interest when measuring the carbon content is formed by the fact that carbon is an undesirable component of ash which should be processed in other products.

Claims

EXPECTATIONS.

Device for determining the unburned carbon content in the ashes of a combustion device consisting of a device for the continuous removal of an ash sample, a dosing device which from the Sample separates a stream of invariable weight per unit of time and one electric incinerator feeds into it the ashes one at a time likewise invariable overdosed amount of air is burned and from a Measuring device for determining the ° 2 or C02 content of the combustion gases, which measuring device is connected where the combustion gases leave the furnace, characterized in that the furnace consists of a vertically arranged downpipe consists which can be heated electrically over the entire length up to at least the required ignition temperature of the combustion which downpipe at the top with a supply for the combustion air dosed per unit of time and with one Feed for the dosed amount of ash is provided and which at the lower end the CO2 measuring device is connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Feed for the ashes is formed by a funnel mouth which is fed centrally into a Chamber opens which is provided with air inlet openings all around.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Air inflow openings are arranged at angles to the radius of a round chamber.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the funnel mouth is elastically supported on the upper end of the downpipe, the outer wall of the funnel is sealed off with respect to the upper end of the downpipe is and the funnel with an at least in the vertical sense activatable Klopfbezw. Vibrating device is connected.