FI74145C

FI74145C - METHODS AND APPARATUS FOR FASTSTAELLANDING OF DAMMING EQUIPMENT AND INSPECTION OF DAMMING PRODUCTS

Info

Publication number: FI74145C
Application number: FI822806A
Authority: FI
Inventors: Jassen Stamenov Stamenov; Stefan Manev Pironkov; Nikola Petkov Balabanov; Koljo Nikolov Zvetanov; Vassil Stoev Gudjev
Original assignee: Inst Zvetna Metalurgia
Priority date: 1982-08-11
Filing date: 1982-08-11
Publication date: 1987-12-10
Also published as: FI822806L; FI822806A0; FI74145B

Description

1 741451 74145

Menetelmä ja laite pölysisällön määrittämiseksi pölyä sisältävissä kaasuvirtauksissa Tämä keksintö kohdistuu pölykaasuvirtojen pölypi-5 toisuuden määrittävään menetelmään ja laitteeseen, ja sen tarkoituksena on saada aikaan teollisuuslaitoksista ja muista tulevien pöly-kaasuseosten pölymäärän jatkuva valvonta sekä ao. suodatinlaitteiden edessä että niiden jälkeen .This invention relates to a method and apparatus for determining the dust content of dust gas streams, and is intended to provide continuous monitoring of the amount of dust from industrial plants and other dust-gas mixtures both in front of and after the filter equipment.

10 Tämän ongelman ratkaisemiseksi tunnetaan käytän nössä kaksi päämenetelmä- ja laiteryhmää: I. Menetelmät ja laitteet, joihin liittyy kiinteä faasin erotus dispergoidusta väliaineesta. Tällaiset menetelmät ja laitteet perustuvat punnitusperiaatteeseen. Niihin 15 kuuluvat merkkiainemenetelmät ja optisten menetelmien jotkut muunnokset. Näiden menetelmien ja laitteiden epäkohtana on pääasiassa mittauksen syklinen luonne, ne vaativat paljon työtä ja niiden herkkyys on huono pienten pitoisuuksien mittauksen vaatimien pitkitettyjen näyt-20 teenottoaikojen (useita tunteja) takia.10 To solve this problem, two main groups of methods and apparatus are known in practice: I. Methods and apparatus involving solid phase separation from a dispersed medium. Such methods and devices are based on the weighing principle. These include tracer methods and some modifications of optical methods. The disadvantage of these methods and devices is mainly the cyclical nature of the measurement, they require a lot of work and their sensitivity is poor due to the extended sampling times (several hours) required for the measurement of low concentrations.

II. Menetelmät ja laitteet, joihin ei liity kiinteän faasin erotusta. Tämän ryhmän yleisimmin käytetyt menetelmät ja laitteet ovat: - menetelmät ja laitteet, jotka perustuvat integroidun 25 valon hajaantumisen periaatteeseen ja joissa pölypitoi- suus määritetään mittaamalla pöly-kaasuvirran hajottaman valon kokonaisvoimakkuus; - halografinen menetelmä ja laitteet, jotka perustuvat Frauhoffner-hologrammeihin, jotka edustavat kenttähiuk- 30 kasten ja valonlähteen päällekkäisiä diffraktiokuvioita. Tämän menetelmän avulla voidaan saada tietoja hiukkasten lukumäärästä, koosta ja sijainnista tilassa; - kosketussähkömenetelmä ja -laitteet, jotka perustuvat pölyhiukkasten kykyyn sähköistyä niiden joutuessa koske- 35 tukseen kiinteiden aineiden kanssa; ja - pietsosähköinen menetelmä ja laitteet. Tätä menetelmää 2 74145 ja vastaavia laitteita käytetään määrittämään pölypitoi-suutta summaamalla sähköpulssit, joita syntyy pölyhiukkasten ja pölykaasuvirtaan johdetun pietsosähköisen kiteen välisestä yhteentörmäyksestä.II. Methods and equipment not involving solid phase separation. The most commonly used methods and apparatus in this group are: - methods and apparatus based on the principle of integrated light scattering, in which the dust content is determined by measuring the total intensity of the light scattered by the dust-gas stream; - a halographic method and apparatus based on Frauhoffner holograms representing overlapping diffraction patterns of field particles and a light source. This method can provide information on the number, size, and location of particles in space; - contact electrical method and apparatus based on the ability of dust particles to electrify when in contact with solids; and - piezoelectric method and equipment. This method 2 74145 and the like are used to determine the dust content by summing the electrical pulses generated by the collision between the dust particles and the piezoelectric crystal introduced into the dust gas stream.

5 Yllä mainitun ryhmän menetelmät ja laitteet täyt tävät jatkuvan mittauksen vaatimuksen, mutta niillä on joukko epäkohtia, jotka rajoittavat niiden käytännön sovelletusta. Mainittuihin epäkohtiin kuuluu sellaisten tekijöiden kuten hiukkasten fysikaalisten ja kemiallis-10 ten ominaisuuksien sekä koon voimakas vaikutus mittauksen tuloksiin (ts. pietsosähköir.en ja holografinen menetelmä) , koostumuksen dispersio, hiukkasten nopeus, lämpötila ja kosteus (ts. kosketussähkömenetelmä) ja pöiy-kaa-suvirran väri (ts. optiset menetelmät). Kaikki nämä teki-15 jät rajoittavat voimakkaasti yllä mainittujen menetelmien pohjalta kehitettyjen laitteiden käyttökelpoisuutta erityisesti, kun pölypitoisuudet ovat pieniä.5 The methods and equipment of the above group meet the requirement of continuous measurement, but they have a number of drawbacks which limit their practical application. Said disadvantages include the strong influence of factors such as the physical and chemical properties and size of the particles on the measurement results (i.e. piezoelectric and holographic method), the dispersion of the composition, the velocity, temperature and humidity of the particles (i.e. the contact electric method) and the flow color (i.e., optical methods). All of these factors severely limit the utility of equipment developed based on the above methods, especially at low dust levels.

Tämän keksinnön eräänä tehtävänä on saada aikaan pölykaasuvirtojen pölypitoisuutta jatkuvasti määrittävä 20 menetelmä ja laite, jolloin pölyn ja kaasun fysikaalis-kemialliset ominaisuudet ja pölykaasuvirran dynaamiset parametrit eivät millään tavoin vaikuta mittauksen tuloksiin. Tämän keksinnön toisena tehtävänä on saada aikaan sekä vaadittu tarkkuus pieniä pitoisuuksia mitat-25 taessa että tulosten automaattinen rekisteröintimahdol-lisuus.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for continuously determining the dust content of dust gas streams, wherein the physicochemical properties of the dust and gas and the dynamic parameters of the dust gas flow do not in any way affect the measurement results. Another object of the present invention is to provide both the required accuracy for measuring low concentrations and the possibility of automatic recording of results.

Nämä tehtävät ratkaistaan keksinnön mukaisella menetelmällä ja sen toteutukseen käytettävällä laitteella pöly-kaasuvirtojen pölypitoisuuden määrittämiseksi, 30 jolloin teollisuuslaitoksista tulevien pölykaasuseosten pölymäärää voidaan jatkuvasti valvoa sekä ao. suodatin-laitteiden edessä että jälkeen. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että mitataan jarrutus-säteilyn voimakkuutta, jonka säteilyn indusoivat pöly-35 hiukkaset työtilavuuden säteilytyksen aikana käyttäen beetasäteilylähdettä. Menetelmän toteutukseen käytettäväl- i * 3 74145 le laitteelle, johon kuuluu beetasäteilylähde, detektori ja säteilylähteen eteen sovitettu sopiva kollimaattori, on puolestaan tunnusomaista se, että detektorin eteen on asennettu sopiva suodatin, joka varmistaa ainoastaan 5 indusoidun jarrutussäteilyn rekisteröinnin, jolloin näin saatua signaalia käsitellään myöhemmin. Informaatioulos-tulo voi tarpeen mukaan olla digitaalisessa sarjamuodossa tai se voidaan tallentaa jatkuvasti.These tasks are solved by the method according to the invention and the device used for its implementation for determining the dust content of dust-gas streams, whereby the dust content of dust-gas mixtures from industrial plants can be continuously monitored both in front of and after the filter devices. The method according to the invention is characterized in that the intensity of the braking radiation induced by the dust particles during the irradiation of the working volume using a beta radiation source is measured. The device used to carry out the method, which comprises a beta radiation source, a detector and a suitable collimator arranged in front of the radiation source, is in turn characterized in that a suitable filter is mounted in front of the detector, which ensures only 5 induced braking radiation registrations. . The information output can be in digital serial format or can be stored continuously as required.

Keksinnön mukaisen menetelmän edut ovat seuraa- 10 vat:The advantages of the method according to the invention are the following:

Mittaus suoritetaan suoraan kaasuputken työtila-vuudessa, ja näin saatu informaatio on peräisin pöly-kaasuvirran suhteellisen suuresta määrästä. Koska indusoitu jarrutussäteily rekisteröidään ja mainitun sätei-15 lyn voimakkuuden ja pölypitoisuuden välillä on tietty riippuvuus, on mahdollista päästä suurempaan tarkkuuteen pienempiä pitoisuuksia mitattaessa, jolloin edellä kuvatuissa menetelmissä tapahtuu huomattavia virheitä.The measurement is performed directly in the working volume of the gas pipe, and the information thus obtained comes from a relatively large amount of dust-gas flow. Since the induced braking radiation is recorded and there is a certain dependence between the intensity and the dust content of said radiation, it is possible to achieve higher accuracy when measuring lower concentrations, with considerable errors in the methods described above.

Keksinnön mukaisen laitteen edut ovat seuraavat: 20 Mittaus suoritetaan automaattisesti ja jatkuvasti.The advantages of the device according to the invention are the following: The measurement is performed automatically and continuously.

Laite mahdollistaa säteilylähteen tarvittavan kollimoin-nin samoinkuin rekisteröitävän säteilyn valinnan. Laite toteuttaa keksinnön mukaisen menetelmän teollisessa mittakaavassa .The device enables the necessary collimation of the radiation source as well as the selection of the radiation to be registered. The device implements the method according to the invention on an industrial scale.

25 Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta käyttävien mittausten tuloksiin eivät vaikuta kaasuputken halkaisija eikä pöly-kaasuvirran hiukkasko-ko, lämpötila, kosteus, väri eikä nopeus. Jotta menetelmää tiettyyn tuotantoon toteutettaessa saavutettaisiin 30 mahdollisimman suuri herkkyys ja tarkkuus, on tarkoituksenmukainen säteilylähde (ts. lähteen puoliintumisaika, energia ja aktiivisuus) valittava ottaen huomioon pölyn kemiallinen koostumus ja vastaavasti kaasuputken halkaisija.The results of measurements using the method and apparatus of the present invention are not affected by the diameter of the gas pipe or the particle size, temperature, humidity, color or velocity of the dust-gas stream. In order to achieve the highest possible sensitivity and accuracy when carrying out the process for a given production, the appropriate radiation source (ie source half-life, energy and activity) must be selected taking into account the chemical composition of the dust and the diameter of the gas pipe, respectively.

35 Seuraavat esimerkit valaisevat keksinnön mukais ta menetelmää ja keksinnön mukaisen laitteen yleistä toimintaa .The following examples illustrate the method according to the invention and the general operation of the device according to the invention.

, 74145 4, 74145 4

Esimerkki IExample I

Suoritettiin kuilutyyppisissä uuneissa tapahtuvan kuparin tuotannon aikana kehittyneiden kaasujen pöly-pitoisuuden määritys. Määritys suoritettiin kaasuputkes-5 sa, jonka halkaisija oli 1500 mm, ja joka sijaitsi pöly-pussien jälkeen. Diametraalisesti kaasuputkea 1 vastaan (kuvio 1) asennettiin ao. reikiin beetasäteilylähde 2, joka oli varustettu kollimaattorilia 3 ja säteilynlasku-riryhmällä 4. Suoraan läpäissyttä beetasäteilyä absorboi-10 va suodatin 5 sijaitsi mainittujen laskurien edessä. Säteilylähde oli asennettu siten, että pöly ei päässyt saastuttamaan sitä etusivulta. Säteilynlaskurit kiinnitettiin kulmarautakehykseen 6 ja suojattiin myös pölyn saastuttavalta vaikutuksesta. Beetahiukkasten kulkiessa 15 pöly-kaasuseoksen läpi pölyhiukkaset indusoivat jarrutus-säteilyn, jonka voimakkuuden laskurit rekisteröivät. Näin kehitettyä signaalia käsitellään säteilymittarilla, minkä jälkeen se johdetaan tallentimeen jatkuvaa tallennusta varten.Determination of the dust content of the gases evolved during the production of copper in shaft-type furnaces was performed. The assay was performed in a gas tube 5 mm in diameter located after the dust bags. Diametrically opposite the gas pipe 1 (Fig. 1), a beta radiation source 2 equipped with a collimator 3 and a radiation counter group 4 was mounted in the respective holes. A filter 5 absorbing directly transmitted beta radiation was located in front of said counters. The radiation source was installed so that dust could not contaminate it from the front. The radiation counters were attached to the angle iron frame 6 and were also protected from the contaminating effect of dust. As the beta particles pass through the 15 dust-gas mixture, the dust particles induce braking radiation, the intensity of which is recorded by the counters. The signal thus generated is processed by a radiation meter, after which it is fed to a recorder for continuous recording.

20 Taulukossa 1 on esitetty suurimittaisissa kokeissa saadut tulokset.20 Table 1 shows the results obtained in large-scale experiments.

Taulukko ITable I

Lukemat Pölypitoisuus Pölypitoisuus Virhe 3 3 3 25 (asteikko- (mg/nm ) (mg/nm ) (mg/nm ) jako)_(painomenetelmä)_ 13,0 38 45 -7 12.4 78 70 +3 12.4 73 72 +1 3Q 12,0 95 85 +10 11,6 117 120 -3 11.3 142 150 -8 11.4 145 150 -5 9,2 260 250 +10 35 7,6_360_370_-10Readings Dust content Dust content Error 3 3 3 25 (scale (mg / nm) (mg / nm) (mg / nm) division) _ (printing method) _ 13.0 38 45 -7 12.4 78 70 +3 12.4 73 72 +1 3Q 12.0 95 85 +10 11.6 117 120 -3 11.3 142 150 -8 11.4 145 150 -5 9.2 260 250 +10 35 7.6_360_370_-10

Laitteet kalibroitiin tunnetulla painomenetelmällä (käyttäen NIOGAS-patruunoja) 14 päivän jatkuvan toiminnan aikana.The devices were calibrated by a known printing method (using NIOGAS cartridges) during 14 days of continuous operation.

741 45 5741 45 5

Esimerkki IIExample II

Samanlaisia kokeita suoritettiin käyttäen samaa laitetta ja samaa kaasuputkea paitsi, että mittaus suoritettiin kaasupussien edessä. Tulokset (taulukko 2) osoit-5 tavat menetelmän ja laitteen käyttökelpoisuuden suurten kaasupitoisuuksien määrityksessä pölykaasuvirroissa.Similar experiments were performed using the same equipment and the same gas pipe except that the measurement was performed in front of the gas bags. The results (Table 2) show the applicability of the method and apparatus in the determination of high gas concentrations in dust gas streams.

Taulukko IITable II

Pulssien luku- Pölypitoisuus Pölypitoisuus Virhe 3 3 3 10 määrä/min x 10 (g/nm ) (g/nm ) (g/nm) (painomenetel- _mä)____ 13.0 38 45 -7 12,4 78 70 +3 15 12,4 73 72 +1 12.0 95 85 +10 11,6 117 120 -3 11.3 142 150 -8 11.4 145 150 -5 20 9,2 260 250 +10 7,6 360 370 -10Number of pulses Dust content Dust content Error 3 3 3 10 quantity / min x 10 (g / nm) (g / nm) (g / nm) (printing method) ____ 13.0 38 45 -7 12.4 78 70 +3 15 12 , 4 73 72 +1 12.0 95 85 +10 11.6 117 120 -3 11.3 142 150 -8 11.4 145 150 -5 20 9.2 260 250 +10 7.6 360 370 -10

Claims

6,741 45

A method for determining the dust content of dust-gas streams, the method of which is to provide continuous monitoring of the dust content of dust-gas mixtures from industrial plants both in front of and after the corresponding filter devices, characterized by measuring the intensity of braking radiation induced by dust particles using a beta radiation source.

Device for carrying out the method according to claim 1, comprising a beta radiation source (2) and a detector (4) and a suitable koilimator (3) arranged in front of the radiation source (2), characterized in that a detector (4) is mounted in front of the detector (4) a suitable filter (5) which ensures only the registration of the induced braking radiation, whereby the signal thus obtained is processed later. I: