KR850001615B1

KR850001615B1 - 석탄의 수분, 회분 및 발열량을 열중량 방식으로 분석, 계측하는 장치

Info

Publication number: KR850001615B1
Application number: KR1019830005145A
Authority: KR
Inventors: 손영목; 심규성; 박순철; 이상호
Original assignee: 재단법인 한국동력자원연구소; 박긍식
Priority date: 1983-10-29
Filing date: 1983-10-29
Publication date: 1985-10-24
Also published as: KR850003225A

Abstract

내용 없음.

Description

석탄의 수분, 회분 및 발열량을 열중량 방식으로 분석, 계측하는 장치

제1도는 본 발명장치의 사시도.

제2a도, 제2b도는 본 발명장치의 실시예도.

제3도는 본 발명장치의 일부단면 설명도.

제4도는 본 발명분석기의 작동블럭다이아그램.

제5도는 데의타 프로세서 전면 패널의 배치도.

제6도는 데이타 프로세서의 계통로.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 밸런스 3 : 스템

5 : 로우터리디스크 6.6' : 전기로

11 : 데이터프로세서

본 발명은 석탄의 발열량을 신속히 측정하기 위해 미분된 시료를 열건조 및 연소시켜 시료중의 수분과 회분을 2단계 연속 분석되게한 기계적 구성과 그 자료로서 석탄의 회분과 발열량과의 관계식이 자동, 수동으로 대입, 산출되어 필요로 하는 측정치가 계측되게한 데이터프로세서(Data processor)를 부가한 장치로서 수분은 5분, 회분은 3-5분, 발열량은 8-10분에 분석 가능케하며, 장치에 중량 밸런스(Balance)를 설치하여 동일치않은 단위시료마다 중량을 별도로 측정하지 않고 분석이 가능한 것이다. 종래 석탄의 연소잔량인 회분을 측정함으로서 발열량을 분석하는 방법은 시로 1을 채취하고 그 중량을 측정하여 도가니에 취입한 후 전기로에서 800℃로 1시간 이상 가열연소시켜 항량이 된 잔량에 의하여 회분값을 구한다음, 이값으로부터 발열량을 계산하며, 수분의 측정은 회분측정전에 별도로 107에서 1시간 열건조시켜, 그 건조감량을 구해야 하므로 시료의 전체분석에는 2시간 이상이 소요요되었고, 수분과 회분을 동시에 측정한다고 해도 최소한 1시간 이상이 필요했으며, 단위시료마다의 중량을 매번 체크하고, 계산해야 되는 번거로움이 있다. 본 발명은 석탄의 수분, 회분 및 발열량 분석을 수분 내 완료하기 위하여 미분된 시료를 2개의 전기로로서, 연소되게 하여, 중량 밸런스를 이용하여 시료마다의 무게감량 자료를 자동, 수동으로 데이터프로세서에 입력시켜 이미 기억된 관계식에 대입, 산출되어 계측되게 한 것으로서 발명의 요지를 도면에 연관시켜 설명하면 다음과 같다. 본원은 제4도의 블럭다이아그램과 같은 작동과정으로 수행되는데 그 장치적 결합으로서는 단위시료(1)의 중량 및 열건조, 연소후의 중량치를 체크하고 시료컵의 무게를 공제하기 위한 기능등을 갖는 중량 밸런스(Balance)(2) 위에 석영에 중량감지용 스템 (stem)(3)을 입설하고, 밸런스(2) 뒷쪽에 기둥(4)을 입설하여 이에 재치공(a), (a')이 형성된 샘플로우터리 디스크(Sample Rotary Disk)(5) 및 상·하 전기로(6')(6)를 유삽시키고, 디스크(5)에는 시료재취용 컵(cup)(7)을 삽장하여 손잡이(5')(5")에 의해 회전되어 순차적으로 스템(3) 위에 위치되게 하며, 상부 전기로(6)에는 산소주입구(8)와 열전대(9)가 연결된 히이팅 챔버(Heating Chamber)(10)를 내장되게 하여 디스크(5)상의 시료(1)를 전기로(6')(6)로서 2단계 연속으로 열건조, 연소시킴과 동시 최초시료 및 최초시료와의 중량 차이를 단위시료마다 스템(3)으로 감지하고, 이를 밸런스(2)에서 측정하여 이 디지탈신호를 데이터크로세서(Data processor)(11)에 입력시켜 이미 기억된 상호관계식에 의해 자동으로 대입, 계산되어 수분, 회분 발열량을 계측되게 한다.

제6도는 데이터프로세서의 계통도로서 데이터프로세서는 다음과 같은 기능을 갖는 5개의 부분으로 나누어 간략히 설명할 수 있다. 파워서플라이(power supply)는 각 보우트(board)에 전원을 공급하는 부문으로 교류(100V)를 직류 +5Volt로 하며 모 보우드(mother board)를 거쳐 각 보우드에 공급하고 모보우드는 인터페이스보우드(Interface board)와 CPU 보우드와의 정보교환 역할을 담당하며 CPU는 마이크로프로세서 ROM RAM 및 콘트롤파트(Control parts)로 구성되어 있으며, 이들중 마이크로프로세서 데이터프로세서에서 필요로 하는 정보를 총괄하여 처리하는 I.C 패케이지(Package) ROM은 데이터프로세서에서 필요로 하는 모든 기능을 프로그래밍하여 써 놓은 I.C. 칩 RAM은 상수나 각종 데이타를 잠시 기억시켜 두는 I.C 칩 그리고, 콘트롤 파트는 위의 각 구성단위들의 모든 기능이 원활하게 처리되도록 설계된 회로부문이고 인터페이스보우드는 천평의 디지탈신호와 데이터프로세서간의 정보교환을 위한 회로와 프로그램으로 구성되며 패널(Front pannel)은 숫자 키 맥트릭스(key matrix) 각(콘스탄트) (Constant) 및 데이터 키이(Data key)와 이수치나 결과를 표시하는 8자리 LED로 구성된 표시판인 것이다. 이 프론트패널에 의한 데이터프로세서의 전면 키의 기능을 설명하면 파워를 누르면 불이들어오고 데이터프로세서의 전 기능이 작동이 시작되고 자동(Auto)을 한번 누르면 지시등에 불이오고, 천평으로부터 오는 무게신호를 자동으로 기억, 연산하여 한번 더 누르면, 지시등이 꺼지고 수동작동이 가능하며 테어(TARE)를 누르면 천평의 무게표시가 완전히 ZERO로 되고 a는 회분과 발열량관계의 1차상수 실험측정에 의해 구하는데 이 a를 누르면 지시등에 불이 들어오고 이때 상수값을 숫자판으로 입력시키고 인터키(Enterkey)를 눌러주어 동작시키고 b는 회분과 발열량의 Y상수, 그래프를 구하는데 입력은 a와 동일하다.

C₁은 수분측정용 전기료(100-150℃)에서의 빈시료컵의 무게량이고 입력은 a와 동일하고 C₂는 회분연소용 전기로(800-900℃)에서의 빈 시료컵의 무게량이며 입력은 a와 동일하여 w₁은 시료무게이고 w₂는 시료 건조후 무수분의 시료무게이며 w₃은 연소후의 회분무게이다. 또 스타트(START)는 자동(AUTO)조작의 경우 시료를 넣고 누르면 w₁, w₂, w₃등이 자동입력 및 연산이 자동 처리되고 M은 시료중 수분의 량을 알 수 있는 것으로, 누르면 그 값이 디지탈표시 등에 나타나며, A'는 회분량으로서 이를 누르면 디지탈 표시등에 나타나고 A는 무수기준 회분량이고 이를 누르면 디지탈표시 등에 나타나며 CAL은 수동조작의 경우 이를 누르면 발열량이 표시되는 것이다. 도면중 미설명 부호 12 12'는 전기로의 손잡이 13은 열원장입부, 14는 승강시의 고정구 1 15는 파워서플라이이다.

이와 같은 본 발명의 실시예를 들면 먼저 시료를 재취하기전에 4개의상수를 입력시켜야 하는데 샘플컵 보정상수 C₁, C₂와 회분-발열량과의 관계식에서의 상수 a, b를 측정 및 계산하여 데이터프로세서의 전면 패널에 있는 각 지시등을 누르고, 숫자를 입력시킨 뒤 ENTER SW를 눌러준 다음 샘플컵(7)(7')의 무게를 밸런스(2)에 의해 공제하고, 자동조작의 경우 샘플컵(7), (7') 위에 미분된 시료를 100-200mg을 채취하고 여러개의 샘플컵(7), (7')을 동시에 올려놓고 연속 측정되게한 구성인 로우터리디스크(5)에 삽장시켜 손잡이(12)(12')로서 건조용 전기로 (6)를 1단으로 아래로 내리면 밸런스(2) 위에 입설된 석영제 스템(3) 위에 해당 샘플컵(7)이 올려지게 되어 이때 전면패널의 스타트 버튼을 누르면 밸런스(2)가 단위시료의 중량 w₁값을 자동기억하게 되고, 전기로(6)를 2단으로 내려 제2a도와 같이 전기로(6)의 중앙에 시료가 위치토록 하여 5-10분간 100-150℃로 가열하면 시료의 수분이 완전 증발하여 그 감량으로 w₂값이 되어 수분을 산출되게 하고, 이때 경보(Alarm)가 올려 1단계 분석과정의 완료를 알린다. 다음 윗쪽 전기로(6')의 중앙에 시료가 위치토록 하여놓고 700-900℃의 전열 및 산소 100∼200ml/min을 공급하여 약 10분간 연소시키는데 10초마다 중량변화를 자동측정되어 그 차이가 0.2mg 이하가 되면 데이터프로세서에 그때의 중량이 w₃값으로 자동 입력된다. 데이터프로세서의 회로에 의해 w₁, w₂, w₃세값으로부터 수분 M값

수분이 보정된 무수기준 회분값 A'

그리고 발열량(cal) (cal=a-fA') 값이 계산된다. 따라서 그 결과가 디지탈로 표시되면서 분석이 끝나는 것인데, 수분, 회분값은 계산값이 기억되어 있으므로 버튼을 눌러 그 값을 알아볼 수 있고, 이 기억된 값은 다음 분석이 진행되어 계산이 완료되기전까지는 지워지지 않으며, 만일 수동조작의 경우 w₁, w₂, w₃값을 그때마다 눌러주어 입력시키면 되고, 수분, 회분, 발열량 값도 각각 M,A, CAL의 버튼을 눌러 그 값을 즉시 알아볼 수 있다. 상기와 같은 본 발명의 분석장치를 사용하면 수분 측정에는 5분, 회분측정에는 회분량에 따라 3-5분이 소요되므로 종래와 같이 1시간 이상 소요되는 수분 및 회분분석보다 월등히 신속하고, 단위시료마다의 중량측정을 위한 별도의 밸런스가 필요없어 분석시험이 간단 명료한데다가 수분, 회분 측정후 수분값, 화분값 및 발열량 값을 인위적으로 계산함이 없이 데이터프로세서에서 자동계산 계측되며, 필요한 측정치를 버튼으로 눌러 순간순간마다 계측할 수 있는 효과가 있다.

Claims

(정정) 미분시료를 로우터리디스크, 석영제스템, 건조용 전기로 및 히이팅챔버가 내장된 연소용 전기로의 2개의 전기로를 결합한 기계적 장치로서 2단계 연속 열건조, 연소시켜 그때마다의 중량을 감지하여 밸런스로서 조정하고, 데이터프로세서 회로에서 수분, 회분, 발열량이 자동 수동으로 관계식이 대입, 산출계측되게한 석탄의 수분, 회분 및 발열량을 열중량 방식으로 계측하는 장치.
(정정) 제1항에 있어서, 건조용 전기로(6')와 산소주입구(8)와 열전대(9)가 형성된 히이팅 챔버(10)를 내장한 연소용 전기로(6) 및 로우터리디스크(5)를 기둥(4) 위에 상·하로 고정시키고 밸런스(2) 및 스템(3)이 상승하여 시료가 전기로(6), (6')에 순차로 위치되게한 기계적 장치.
(정정) 제2항에 있어서, 시료 재취컵(7)이 환착되어 손잡이(5')(5")에 의해 스템(3) 위에 순차로 위치되게한 재치공(a)(a')이 형성된 샘플로우터리디스크(5).