NL8200425A

NL8200425A - DEVICE FOR DETERMINING THE CARBON CONTENT IN ASH.

Info

Publication number: NL8200425A
Application number: NL8200425A
Authority: NL
Original assignee: Instrumentenfabriek Van Essen
Priority date: 1982-02-04
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1983-09-01
Also published as: DE3303612A1; BE895794A

Description

i -Λ N.0. 30.662 1 /i -Λ N.0. 30,662 1 /

Inrichting voor het bepalen van het koolstofgehalte in as.Device for determining the carbon content in ash.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bepalen van het gehalte aan onverbrande koolstof in de as van een verbrandings·4· inrichting, bestaande uit een inrichting waarmee continu een monster as kan worden genomen, een doseerinrichting, die uit het monster een stroom 5 - van onveranderlijk gewicht per tijdseenheid afzondert en toevoert aan een elektrische verbrandingsoven, waarin de as met behulp van een eveneens per tijdseenheid onveranderlijke hoeveelheid overmaat lucht wordt verbrand en uit een meetinrichting ter bepaling van het of CO2 gehalte van de verbrandingsgassen, welke meetinrichting is aangesloten 10 daar waar de verbrandingsgassen de oven verlaten.The invention relates to a device for determining the content of unburned carbon in the ash of a combustion device, consisting of a device with which a sample of ash can be taken continuously, a metering device, which flows a stream from the sample. - separates it from an invariable weight per unit of time and supplies it to an electric incinerator, in which the ashes are burnt by means of an excess amount of air which is also invariable per unit of time and from a measuring device for determining the or CO2 content of the combustion gases, which measuring device is connected 10 where the combustion gases leave the oven.

Een dergelijke inrichting is uit de praktijk bekend. Bij deze bekkende inrichting bestaat de oven voor het volledig verbranden van de as uit een goot die schroeflijnvormig verloopt in een elektrisch verhitte kamer, welke goot in lichte maat in trilling kan worden gebracht. De te 15 verbranden as wordt aan het boveneinde van de goot toegevoerd en verlaat deze aan het ondereinde na het doorlopen van de schroeflijnvormige baan.Such a device is known from practice. In this basin apparatus, the furnace for completely burning the ash consists of a trough which is helically shaped in an electrically heated chamber, which trough can be made to vibrate in a light size. The ashes to be burnt are fed to the top end of the trough and leave it at the bottom end after passing through the helical path.

De verbrandingslucht wordt daarbij in tegenstroom en dwarsstroom over de goot geleid. Door op deze wijze de per tijdseenheid nauwkeurig gedoseerde hoeveelheid as met een eveneens nauwkeurige hoeveelheid 20 lucht, die om zeker te zijn van een volledige verbranding een zekere overmaat moet hebben, te verbranden en vervolgens het percentage O2 of CO2 te meten in het verkregen rookgas, krijgt men een duidelijke meting van de oorspronkelijke in de as nog aanwezige hoeveelheid onverbrande koolstof. Deze bekende inrichting werkt met een ashoeveelheid van 25 ongeveer 2 gram per minuut en een luchthoeveelheid van 7,5 liter per minuut bij een temperatuur' in de oven van ongeveer 800°C. Bij volledige verbranding zal bijvoorbeeld het CO2 percentage de helft bedragen van het gehalte dat aan onverbrande koolstof aanwezig was. Meet men dus bijvoorbeeld 12% CO2 dan was er 24% koolstof aanwezig.The combustion air is guided in counterflow and cross flow over the gutter. By burning the amount of ash accurately dosed per unit time with an equally accurate amount of air, which must have a certain excess in order to ensure complete combustion, and then measuring the percentage of O2 or CO2 in the flue gas obtained, one obtains a clear measurement of the original amount of unburned carbon still present in the ash. This known device operates with an ash quantity of about 2 grams per minute and an air quantity of 7.5 liters per minute at an oven temperature of about 800 ° C. For example, with complete combustion, the CO2 percentage will be half of the content of unburned carbon. For example, if one measures 12% CO2, 24% carbon was present.

30 De meting van koolstof in de as, in het bijzonder in de vliegas, van een vuurhaard, is van belang om snel te kunnen controleren of de verbranding wel op de juiste wijze verloopt want onverbrande koolstof in de as betekent energieverlies. Een snelle continue meting is derhalve gewenst.The measurement of carbon in the ash, in particular in the fly ash, of a furnace is important in order to be able to quickly check whether combustion is proceeding correctly, because unburned carbon in the ash means loss of energy. A fast continuous measurement is therefore desirable.

35 Voor die bedrijven, die vliegas willen verkopen, dat een bepaald constant koolstofgehalte heeft, is een nauwkeurige continue meting eveneens van belang.35 For those companies that want to sell fly ash, which has a certain constant carbon content, an accurate continuous measurement is also important.

De bekende inrichting levert het meetresultaat pas ongeveer 15 mi- 8200425 2 nuten na het nemen van het monster, dat wil zeggen, dat bij continue me* ting de aanwijzing steeds 15 minuten te laat komt. Deze bekende inrichting heeft verder het bezwaar onvoldoende nauwkeurig te zijn.The known device provides the measurement result only about 15 minutes after taking the sample, that is to say that the indication is always 15 minutes late in continuous measurement. This known device also has the drawback of being insufficiently accurate.

Doel van de uitvinding is een inrichting te verschaffen, die een 5 snellere en betrouwbaardere bepaling van het koolstofgehalte in as mogelijk maakt.The object of the invention is to provide a device which allows a faster and more reliable determination of the carbon content in ash.

Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt doordat de oven bestaat uit een vertikaal geplaatste valpijp, die over de gehele lengte elektrisch kan worden verhit tot ten minste de vereiste ontstekingstem-10 peratuur van de verbranding, welke valpijp aan het boveneinde is voor1· zien van een toevoer voor de gedoseerde hoeveelheid verbrandingslucht per tijdseenheid en een toevoer voor de gedoseerde hoeveelheid as en die aan het ondereinde is aangesloten op de of CO2 meetinrichting. De uitvinding berust daarmee op het principe dat de op bekende wijze nauw* 15 keurig gedoseerde hoeveelheden as en verbrandingslucht in vrije val be* wegen door een oven, die een zodanige temperatuur heeft dat het mengsel spontaan ontbrandt en gedurende deze vrije val verbrandt. De te verbran* den as beweegt zich onbelemmerd van boven naar beneden door de valpijp zodat het verbrandingsproces in de kortst denkbare tijd per doorstromen* 20 de hoeveelheid kan zijn beëindigd. De tijdsduur waarbinnen de meting plaats vindt is daardoor aanmerkelijk korter zodat correcties in het verbrandingsproces van de ketel veel sneller kunnen plaatsvinden, het* geen het rendement van de ketel bevordert en energieverliezen vermin* dert. Bovendien bestaat niet meer het gevaar dat te verbranden asdeel* 25 tjes op de schroeflijnvormige goot achterblijven en daardoor de door* stromingssnelheid verder zouden kunnen vertragen. Een valpijp is verder aanmerkelijk sneller op de vereiste temperatuur te brengen dan een oven* kamer. Het kan van nut zijn de verbrandingslucht voor te verwarmen.This object is achieved according to the invention in that the furnace consists of a vertically placed downcomer, which can be electrically heated along its entire length to at least the required ignition temperature of the combustion, which downcomer is provided at the top end with a supply for the dosed quantity of combustion air per unit time and a supply for the dosed quantity of ash and which is connected at the bottom end to the or CO2 measuring device. The invention is thus based on the principle that the quantities of ash and combustion air accurately dosed in known manner are moved in free fall through an oven which has a temperature such that the mixture spontaneously ignites and burns during this free fall. The ashes to be burnt move freely from top to bottom through the downcomer, so that the combustion process can be ended in the shortest possible time per flow-through. The length of time within which the measurement takes place is therefore considerably shorter, so that corrections in the combustion process of the boiler can be made much faster, which improves the efficiency of the boiler and reduces energy losses. Moreover, there is no longer the danger that the ash part * 25 to be burnt will remain on the helical gutter and could thereby further slow down the flow velocity. A downcomer can also be brought to the required temperature considerably faster than an oven * chamber. It may be useful to preheat the combustion air.

Teneinde de uit de doseerinrichting komende stroom as op de juiste 30 wijze toe te voeren aan de valpijp bestaat de toevoer bij voorkeur uit een trechtermond die centraal uitmondt in een kamer, die rondom is voor* zien van luchtinstroomopeningen. Deze trechter zorgt niet alleen voor verzameling en met de plaatsing ten opzichte van de luchtinstroomopenin* gen voor de menging, maar, doordat de trechtermond kleiner is dan de on* 35 derste uitlaatopening van de valpijp, dat de hete gassen ook inderdaad naar beneden toe uitstromen. Met andere woorden de luchttoevoeropeningen vormen tezamen met de toevoertrechter voor de as een injectiebuis. Het is daarbij van voordeel wanneer de luchtinstroomopeningen hoeken maken met de radiaal van een ronde kamer, waardoor op bekende wijze een werve* 40 ling wordt verkregen, die de verbranding bevordert.In order to supply the flow shaft from the metering device in the correct manner to the downcomer, the supply preferably consists of a funnel mouth which opens centrally in a chamber which is provided with air inlet openings all around. This funnel not only ensures collection and with the positioning relative to the air inlet openings for mixing, but, because the funnel mouth is smaller than the bottom outlet opening of the downcomer, the hot gases do indeed flow downwards . In other words, the air supply openings together with the shaft feed hopper form an injection tube. It is advantageous when the air inlet openings make angles with the radial of a round chamber, whereby a swirl is obtained in known manner, which promotes combustion.

82004258200425

sTsT

33

As kan neigen Cot klonteren en dit kan de nauwkeurigheid van de door te voeren hoeveelheid per tijdseenheid beïnvloeden· Het kan dan ook volgens de uitvinding van nut zijn de trechtermond elastisch te ondersteunen op het boveneinde van de valpijp, de buitenwand van de 5 trechter ten opzichte van het boveneinde van de valpijp af te dichten en de trechter te koppelen met één ten minste in vertikale zin aktiveerbare • klop- of trilinrichting. Deze belet dan dat asdeeltjes in de trechter achterblijven en zorgt voor een continue doorstroming*Shaft may tend to clot Cot and this may affect the accuracy of the amount to be passed per unit of time · It may therefore be useful according to the invention to elastically support the funnel mouth on the top end of the fall pipe, the outer wall of the funnel with respect to seal the top end of the downcomer and couple the funnel with one knocking or vibrating device that can be activated at least vertically. This then prevents ash particles from remaining in the funnel and ensures a continuous flow *

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de 10 tekening.The invention will now be further elucidated with reference to the drawing.

Deze toont schematisch de inrichting volgens de uitvinding.This schematically shows the device according to the invention.

De inrichting volgens de uitvinding bestaat uit een metalen buis 1, die dienst doet als valpijp en die is omgeven door een isolerende mantel 2. Deze buis 1 vormt zelf de weerstand in een stroomkring 3, die via de 15 transformator 4 uit het net wordt gevoed en waarmee de buiswand op een temperatuur van ongeveer 800°C kan worden verhit. Deze buis of valpijp 1 is aan het boveneinde voorzien van een kop 5 met in dezelfde richting schuin ten opzichte van de binnenomtrek van de cilindrische kamer 6 geplaatste luchttoevoeropeningen 7, die via een ringvormige kamer 8 lucht 20 toegevoerd krijgen uit de leiding 9. Aan deze leiding 9 wordt via de leiding 10 lucht onder druk toegevoerd, die bij 11 wordt gedoseerd ter·1-wijl bij 12 zich een meetinrichting bevindt, die controleert of de hoeveelheid lucht per tijdseenheid dezelfde blijft, dit om ervoor te zorgen, dat ook bij drukschommelingen in de toevoerdruk de hoeveelheid 25 lucht, die per tijdseenheid uit de boringen 7 in de kamer 6 treedt, steeds dezelfde is.The device according to the invention consists of a metal tube 1, which serves as a fall pipe and is surrounded by an insulating jacket 2. This tube 1 itself forms the resistor in a circuit 3, which is fed from the mains via the transformer 4 and with which the pipe wall can be heated to a temperature of about 800 ° C. This pipe or downcomer 1 is provided at the top end with a head 5 with air supply openings 7 placed in the same direction at an angle to the inner circumference of the cylindrical chamber 6, which air is supplied from the pipe 9 via an annular chamber 8. line 9 is supplied with pressurized air via line 10, which is dosed at 11, while a measuring device is located at 12, which checks whether the amount of air per unit time remains the same, this to ensure that even in the event of pressure fluctuations in the supply pressure the amount of air exiting from the bores 7 in the chamber 6 per unit time is always the same.

Tussen de meetinrichting 12 en de kamer 8 kan zich een luchtverhit* ter bevinden. Deze kan worden gevoed met warmte die wordt onttrokken aan de onderste helft van de buis 2. Deze wordt immers niet alleen elek-30 trisch verhit, maar ook door de erin plaats vindende verbranding. Door met een koelspiraal warmte af te voeren kan de lucht worden voorverwarmd waardoor de ontsteking van de kooldeeltjes wordt vervroegd.An air heater can be located between the measuring device 12 and the chamber 8. It can be fed with heat that is extracted from the bottom half of the tube 2. After all, it is heated not only electrically, but also by the combustion taking place therein. By dissipating heat with a cooling coil, the air can be preheated, thereby accelerating the ignition of the carbon particles.

De valpijp 1 heeft aan het ondereinde een iets toelopende afvoer 13 met bij 14, aan het einde van het cilindrische pijpgedeelte, de aanslui-35 ting voor de CO2 meter 15, die geijkt kan zijn zodanig, dat hij het koolstofgehalte aanwijst.The downcomer 1 has a slightly tapered outlet 13 at the lower end, with at 14, at the end of the cylindrical tube section, the connection for the CO2 meter 15, which can be calibrated such that it indicates the carbon content.

Bovenop de kop 5 bevindt zich een trechter 16, die door middel van de elastische balg 17 op de kop is ondersteund en is gekoppeld met een elektromagnetische klop- of trilinrichting 18.On top of the head 5 is a funnel 16, which is supported on the head by means of the elastic bellows 17 and is coupled to an electromagnetic beating or vibrating device 18.

40 Bij 19 bevindt zich een met constante snelheid lopend transport* 8200425 Ψ ** 4 baadje, dat deel uitmaakt van een weeginrichting 20 en dat de stand regelt van een klep 21 met behulp waarvan een stroom vliegas wordt ver·*· deeld in een linkerstroom 22, die op de band 19 komt, en een rechter* stroom 23, die wordt afgevoerd. Deze klep 21 steekt daarbij in de stro* 5 ming 24 van vliegas verzameld in een vangpijp 25, waarmee continu vlieg* as uit het vliegaskanaal wordt opgevangen. Door de constante snelheid - van de band 19 en het meten van de gewichtsbelasting daarvan, wordt er* voor gezorgd, dat bij 26 een constante stroom asdeeltjes terecht komt in de trechter 16.40 At 19 there is a constant-speed transport * 8200425 Ψ ** 4 bath, which is part of a weighing device 20 and which controls the position of a valve 21 by means of which a flow of fly ash is distributed in a left-hand current 22, which comes on the tape 19, and a right * stream 23, which is discharged. This valve 21 herein projects into the straw 24 of fly ash collected in a catch pipe 25, with which fly ash is continuously collected from the fly ash channel. By the constant speed of the belt 19 and the measurement of the weight load thereof, it is ensured that at 26 a constant flow of ash particles enters the funnel 16.

10 Alhoewel de inrichting volgens de uitvinding het meest van belang is voor het continu meten van het koolstofgehalte in vliegas, kan de inrichting uiteraard ook worden gebruikt voor het meten van het koolstofgehalte van op andere wijze ter beschikking komende hoeveelheden as.Although the device according to the invention is most important for the continuous measurement of the carbon content in fly ash, the device can of course also be used for measuring the carbon content of amounts of ash that are made available in other ways.

Een bijkomend belang in de meting van het koolstofgehalte is, dat 15 koolstof een ongewenst bestanddeel kan zijn van as, die in andere pro* dukten dient te worden verwerkt.An additional interest in the measurement of the carbon content is that carbon may be an undesirable constituent of ash to be incorporated into other products.

82004258200425

Claims

1. Device for determining the content of unburned carbon in the ash of a combustion device, consisting of a device with which a sample ash can be taken continuously, a dosing device, which flows from the sample a flow of constant weight per unit time and supplies it to an electric combustion furnace, in which the ashes are burnt by means of an unchangeable amount of excess air, which is also per unit time, and from a measuring device for determining the (¾ or C0 £ content of the combustion gases · 1 10 gases which measuring device is connected where the combustion gases leave the oven, characterized in that the oven consists of a vertically arranged downcomer which can be electrically heated along its entire length to at least the required ignition temperature of the combustion, which downcomer at the upper end is provided with a supply for the dosed combustion air per unit time and a supply for d The dosed quantity of ash and which is connected at the bottom end to the CO2 measuring device.

2. Device according to claim 1, characterized in that the feed for the shaft consists of a funnel mouth centrally opening in a chamber which is provided with air inlet openings all around.

Device according to claim 2, characterized in that the air inflow openings make angles with the radial of a round chamber.

4. Device as claimed in claim 2 or 3, characterized in that the funnel mouth is elastically supported on the top end of the fall pipe, the outer wall of the funnel is sealed relative to the top end of the fall pipe and the funnel is coupled to a at least vertically activatable knock · 1 'or vibrator. ***** 8200425