JPH02278140A - 固気二相流での粉粒体の管内通過重量測定方法 - Google Patents

固気二相流での粉粒体の管内通過重量測定方法

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JPH02278140A
JPH02278140A JP9897889A JP9897889A JPH02278140A JP H02278140 A JPH02278140 A JP H02278140A JP 9897889 A JP9897889 A JP 9897889A JP 9897889 A JP9897889 A JP 9897889A JP H02278140 A JPH02278140 A JP H02278140A
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JP
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gas
pipe
powder
amount
weight
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JP9897889A
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Takero Sato
佐藤 健朗
Kenichi Ueda
賢一 上田
Taro Seguchi
瀬口 太朗
Tomotada Sonoda
園田 朝唯
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、搬送ガスによって管内を輸送搬送中の粉粒体
の重量測定方法に関する。
(従来の技術) 粉粒体状の物質を連続的に工業装置へ搬送して所定の反
応や処理を行わせることは古くより行われていたが、近
年さらにその必要性が高まり技術の精度向上が望まれて
いる。特に粉粒体の切出し量、輸送量の瞬時値を把握す
ることは重要な項目であるが、以下の例に示すように従
来技術は場合によっては、必ずしも十分満足されるもの
であったとは言いにくい。
例えば第5図(b)に示すようにフィードホッパ1より
粉粒体が一本の配管で切出される場合は、ホッパにロー
ドセル2を設置して重量変化を検出し、その信号を微分
すれば輸送量の瞬時値を知るることができる。またホッ
パからの切出し量にテーブルフィーダ、ロークリバルブ
3等容積式粉粒体切出し装置を用いることにより同様に
切出し量を11定することができる。
しかしながら第5図(a)に示すようにホッパ1より粉
粒体を切出し下流の分岐管において多数の支管4に分流
する方式(第5図(8戸において各支管ごとの流量を求
めたい場合、上記の方式は採用できない。
ずなわちこのような固気二相流の分岐配管においては、
配管形状が同一であっても分配器が適切でなければ、支
管での粉粒体分配量は均一にならない(例えば特開昭5
2−847110号公報、「鉄と鋼」、all(19,
92)、 9.2393等参照)。
そのため管内の粉粒体二検出法が従来より研究されてお
り、例えばベンチュリー管を用い差圧測定をすることに
より流量を検出する方法あるいは静電容量式などの方法
が実用に共されている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記ベンチュリー管の方式では■スロー
ト部において高流速になるため磨耗の問題があること、
■管を絞るため圧力損失が大きいこと、■検出精度を向
上させるために検出部前後にある程度直管部が必要とさ
れるので配管上支障を生じることがある。0粒径によっ
てはスロート部において閉塞を生じることがある、など
の問題点がある。
その他物粒体の流れる管内にセンサーを挿入する方式、
管壁にセンサーを設置する方法なども考えられているが
、磨耗の問題その他各種のトラブルは避けられず安定し
てかつ精度よく測定できる方法はまだ開発されていない
本発明は、従来の問題点を解決した粉粒体の重量測定方
法を提供することを目的とする。
(3題を解決するための手段) 本発明は、その目的を達成するために、あらかじめ粉粒
体単位重量当たりの吸着性ガスG2の気流搬送管内にお
ける圧力、温度での吸着量を求めておき、前記粉粒体が
気流搬送ガスG。によって搬送されている管内に、管上
流部より非吸着性ガスGlを一定の流量で注入して、管
下流部において管内気流搬送混合ガスG。十Glを採取
して、前記気tF、W1送混合ガスG。十01中の非吸
着性ガスG1a度をAM定し、次いであるいは同時に管
上流部より吸着性ガスG2を一定の流量で注入し、管下
流部において管内気流搬送混合ガスG。+62を採取し
、前記気流搬送混合ガスG。+62中のガスG2濃度を
測定することによって、次の(1)式、(2)式を用い
て単位時間に管内を流れる粉粒体の重量を算出すること
を特徴とする固気二相流での粉粒体の管内通過重量測定
方法である。
X−(A−A2−Y)/AI ・・・・・・・・・・・
・・・・(1)Y−B/B     ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
X :単位時間当たりの粉粒体の重量 (kg/l1r
)Y :気流搬送ガスG offi     (h3/
 fir)A :注入された全吸着性ガスG2ff1(
cc/l1r) A1 :粉粒体単位ff!量当たりのガス吸着量(cc
/眩) A2 :単位気流搬送ガス量中の吸着性ガスG2の濃度
     (ce/Nm3=pps)B :注入された
非吸着性ガスG1量 (cc/1r) B2 :単位気流搬送ガス量中の非吸着性ガスG1の濃
度     (ce/Nm3−ppm)さらに、本発明
は、粉粒体の管内への全切出し重量を測定するとともに
、あらかじめ粉粒体の単位重量当たりの吸着性ガスG2
の気流搬送管内における圧力、温度での吸着量を求めて
おき、前記粉粒体が気流搬送ガスG。によって分配搬送
されている各支管内に、各支管の上流部より非吸着性ガ
スG、を一定の流量で注入して、各支管下流部において
支管内気流搬送混合ガスG。+61を採取して、前記気
流搬送混合ガスG。+61中の非吸着性ガスG2濃度を
測定し、次いであるいは同時に各支管上流部より吸着性
ガスG2を一定の流量で注入し、各支管下流部において
管内気流搬送混合ガスG。十62を採取し、前記気流搬
送混合ガスG 十G 中のガス02′/Ii度をn1定
することによって、前述の(1)式、(2)式を用いて
単位時間に各支管内を流れる粉粒体の重量を粉粒体の全
切出し重量を各支管毎に比例配分計算することにより算
出することを特徴とする固気二相流での粉粒体の管内通
過重量測定方法である。
(作  用) 本発明は管内を気流搬送される粉粒体に、吸着性ガスG
2を吸着させ吸着量を測定することにより、粉粒体量を
求める方法である。
粉粒体表面に吸着されるガス量は、粉粒体の種類、雰囲
気ガス比表面積およびG2の種類を選べば、一定の温度
、圧力条件の下では、同じ値を示すことが知られている
G2としては、分析精度の問題よりなるべく、固体表面
により多く吸着される種類のガスが望ましい。
この観点より分子量が大きく、凝縮しやすいガスが良く
、実施例で用いた炭化水素類は用いやすい例である。
粉粒体表面に吸着したG2の量そのものを、オンライン
で71#I定することは困難であるので、本発明におい
ては、吸着され残った、気流搬送ガスG 中の62の濃
度をよ1l11定し、注入されたG2の瓜より請求範囲
(1)式にもとづいて差し引くことにより、粉粒体に吸
着された量を求めている。
ここでG。の量が変動すれば、当然その中に残存するG
 の濃度も変動するので、Go量も同時に知る必要があ
る。
そのためには、G2とは別に、粉粒体面に吸着されにく
いガスG1を同時、あるいは、別個に、同一配管に注入
し、下流での測定点においてその濃度B2を検出する操
作を行う。
そして請求範囲の(2)式によってY量を知りうろこと
ができ、更に(1)式を用いて粉粒体11Xを計算する
ことができる。
G1としては、分子量が小さく、凝縮性を持たない、た
とえば水素のような気体が望ましい。
G1.G2の分析方法としては、ガスクロマトグラフを
実施例において用いたがこれに限るわけではない。たと
えばフレームイオンデテクターなどは、連続的に微量の
炭化水素濃度を検出する際に使用可能である。
多数の配管を流れる粉粒体量をそれぞれ検出する場合こ
の分析計は1台のみ設置して各配管からの吸引ガスを次
々に切りかえながら分析し、各配管の粉体流量を求める
ことができる。
本発明においては、地検出方式のように管内あるいは管
壁にセンサーを設置する必要はなく、単にG■、G2の
吹きこみ口(共通でよい)とG。
のナンブリングロを、1本の配管にそれぞれ1ケ所ずつ
設置すればよいので、メンテナンスは極めて容易である
粉粒体としては、実施例においては、表1に示す微粉炭
を用いたが、一般には粉粒体比表面積(nf/g)X粉
体輸送量(g / Hr)の値が大きければ吸着される
G2量も大きいので検出は比較的容易である。しかし上
式の積が比較的小さい値であってもG1.G2の注入量
をすくなくすれば良いので基本的に問題はない。
その他、粉粒体そのものの構成する物質のちがいにより
吸着量に違いを生じるといわれているが、全くガスを吸
着しない粉粒体は、現実にはありえないので本発明は、
工業的に使用されるすべての気流搬送粉粒体に使用可能
である。
(実 施 例) 以下に本発明の実施例を示す。第1図は本発明を実施す
る装置であって1はフィードホッパ、5は配管、6は分
配器、7は分岐管である。
第1図に示すフィードホッパ1より微粉炭を切出し、そ
の後3本に分岐6する気流搬送配管7の一本(約13m
の配管)に粉粒体として最大10kg/firの微粉炭
、気流搬送気体として窒素1ON■3/hrを用いて気
流搬送を行った。この時吸着ガスG2としてC3H8を
用いA部より流量計を経由して微粉炭流に投入し、B、
C,D、Hの4点でフィルターを通してガスサンプリン
グを行い、その中のCa Hsの濃度をMj定した。
その結果を第3図〜第4図に示した。第3図においては
、同−C3H8注大量時、注入点からガス採取点までの
距離とサンプリング窒素中C3H8a度との関係を示す
。最も遠い点Eでもまだ微粉炭表面への吸着が平衡に達
していないことが推測されるものの一応E点をサンプリ
ング点ときめて第4図の関係を調べてみた。石炭量とガ
ス(C3H8)6度との関係を調べ、その結果を第4図
に示した。
第4図では、窒素を一定にして石炭量を5〜10kg/
hrと変えた時、石炭量と窒素中のC3H8(G2)濃
度との関係を示したもので、石炭量と、C3H8濃度と
に一定の関係のあることが分かる。
すなわち、吸着が時間的に平衡に達していなくとも第4
図の関係が求まり粉粒体量を711定できることが実用
上重要な点である。従って実際に本発明を適用する場合
、吸着を平衡に達するために長い配管を経由させてから
サンプリングする必要は無いことが分かる。しかしなが
ら非吸着ガスや吸着ガスを注入した直後でガスサンプリ
ングするこ乏は、!4差の原因になるので、第2図に示
される滞留時間を延長するための一種のミキサーの類を
設置することは、測定のために配管を延長するなどの配
慮を不要にする意味で有効である。第2図において、8
は邪魔板であり、9の矢印で粉粒体の流れを示すように
、この部分に滞留部が形成されている。
なお表1にここで用いた微粉炭の粒度分布および表面積
計1定結果を示した。
表 (発明の効果) 本発明により管内を流れる粉粒体の重ユを、事実上圧力
損失の増加やセンサーの磨耗の問題、をおこすこと無く
検出することが可能となった。
また吸着ガスの注入口や気流搬送ガスのサンプリング口
は自由に選べるため、このことにより配管段:[に特別
な条件が加わることはない。
この方式により検出された流量の信号をもってプロセス
自身のコントロールを行うことも既存の技術を用いて容
易に実行できる。吸着ガスG2、非吸着ガスG1として
はここでは炭化水素と水素を用いたが、これに限るもの
ではなく気流搬送ガスと異なるガスで粉粒体の表面に吸
着あるいは非吸石の性質が強く分析できる性質のもので
あれば利用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例に用いた装置系統の概略を示す図、第
2図は第1図に示した配管中途A′に設置されたミキサ
ーの側面断面図の概略を示す図、第3図は第1図に示し
たB、 C,D、 E点で測定したC3H8a度を示す
図、第4図は石炭量とE点でのC3H8Ia度との関係
を示す図である。 方、第5図(a)(b)は従来の装置系統の概略を示す
図である。 復代理人

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)あらかじめ粉粒体単位重量当たりの吸着性ガス(
    G_2)の気流搬送管内における圧力、温度での吸着量
    を求めておき、前記粉粒体が気流搬送ガス(G_0)に
    よって搬送されている管内に、管上流部より非吸着性ガ
    ス(G_1)を一定の流量で注入して、管下流部におい
    て管内気流搬送混合ガス(G_0+G_1)を採取して
    、前記気流搬送混合ガス(G_0+G_1)中の非吸着
    性ガス(G_1)濃度を測定し、次いであるいは同時に
    管上流部より吸着性ガス(G_2)を一定の流量で注入
    し、管下流部において管内気流搬送混合ガス(G_0+
    G_2)を採取し、前記気流搬送混合ガス(G_0+G
    _2)中のガス(G_2)濃度を測定することによって
    、次の(1)式、(2)式を用いて単位時間に管内を流
    れる粉粒体の重量(X)を算出することを特徴とする固
    気二相流での粉粒体の管内通過重量測定方法。 X=(A−A_2・Y)/A_1・・・・・・・・・・
    ・・・・・(1) Y=B/B_2・・・・・・・・・・・・・・・・・・
    ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) X:単位時間当たりの粉粒体の重量(kg/Hr) Y:気流搬送ガス(G_0)量(Nm^3/Hr) A:注入された全吸着性ガス(G_2)量 (cc/Hr) A_1:粉粒体単位重量当たりのガス吸着量(cc/k
    g) A_2:単位気流搬送ガス量中の吸着性ガス(G_2)
    の濃度(cc/Nm^3=ppm) B:注入された非吸着性ガス(G_1)量(cc/Hr
    ) B2:単位気流搬送ガス量中の非吸着性ガス(G_1)
    の濃度(cc/Nm^3=ppm)
  2. (2)粉粒体の管内への全切出し重量を測定するととも
    に、あらかじめ粉粒体の単位重量当たりの吸着性ガス(
    G_2)の気流搬送管内における圧力、温度での吸着量
    を求めておき、前記粉粒体が気流搬送ガス(G_0)に
    よって分配搬送されている各支管内に、各支管の上流部
    より非吸着性ガス(G_1)を一定の流量で注入して、
    各支管下流部において支管内気流搬送混合ガス(G_0
    +G_1)を採取して、前記気流搬送混合ガス(G_0
    +G_1)中の非吸着性ガス(G_1)濃度を測定し、
    次いであるいは同時に各支管上流部より吸着性ガス(G
    _2)を一定の流量で注入し、各支管下流部において管
    内気流搬送混合ガス(G_0+G_2)を採取し、前記
    気流搬送混合ガス(G_0+G_2)中のガス(G)濃
    度を測定することによって、請求項第(1)項記載の(
    1)式、(2)式を用いて単位時間に各支管内を流れる
    粉粒体の重量を粉粒体の全切出し重量を各支管毎に比例
    配分計算することにより算出することを特徴とする固気
    二相流での粉粒体の管内通過重量測定方法。
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