NO141568B - Fremgangsmaate for fremstilling av cellulosemasse med hoey lyshet - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til overvåkning av sammensetningen av atmosfæren i stor-tekniske vakuumanlegg ved kjemiske og metallurgiske industrier.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til overvåkning av den kvantitative

og kvalitative sammensetning av atmosfæren i stor-tekniske vakuumanlegg ved kjemiske og metallurgiske industrier.

Overvåkningen av sammensetningen

av atmosfæren i stor-tekniske vakuumanlegg vinner i den grad betydning, idet man

anstrenger seg for å gå over fra diskonti-nuerlig arbeidende til kontinuerlig arbeidende fremgangsmåter, spesielt da anlegge-nes størrelse og forgrening øker.

Løsninger for det angjeldende problem

er hittil bare delvis tilstede, og begrenser

seg for det meste bare til å fastslå allerede

inntrådte uregelmessigheter, på grunn av

en iakttatt uventet forandring av produktet

eller av trykkforholdet. Ved store anlegg

må en utetthet allerede være meget stor

før det innstiller seg en trykkforandring

som er påvisbar ved de tekniske vanlige

måleapparater, (eksempel: en lekkasje på 50 l/time forårsaker i et 50 m3 rom bare

en trykkforskjell på 0,76 Torr/t,). Feilsøk-ning og inngrensning av et lekkasjested i

storanlegg er derfor vanligvis meget vanskelig og tidsberøvende. De er ved alle kon-tinuerlige arbeidende fremgangsmåter for-bundet med et driftsavbrudd.

I en apparatdel hvorfra den ytre luft

er utelukket har hvert volumelement av

atmosfæren som befinner seg heri i stasjonær tilstand uavhengig av trykket samme sammensetning. Ved opptreden av et

lekkasjested og ved nærvær av undertrykk trenger den ytre luft inn i den angjeldende apparatdel og den opprinnelige atmosfære som befant seg i apparatdelen forandrer derved sin opprinnelige sammensetning. Under egnede betingelser, spesielt med hen-syn til temperaturen vil stoffer som er tilstede i apparatdelen tre i reaksjon med luften som trenger inn, resp. med bestand-deler av luften, hvilket vanligvis fører til uønskede resultater.

Er nu apparatdelen utstyrt med en spesiell foring, f. eks. en utmuring, så trenger den ytre luft vesentlig langsommere frem til reaksjonsgodset, også når det opptrer et lekkasjested i apparatdelens ytre man-tel. Imidlertid forandrer sammensetningen av gassprøver som er tatt ut fra utmurin-gens sjikt seg lokalt og tidsmessig bare litt etter litt, da diffusjonsprosessene er tids-avhengige.

Oppfinnelsen består i at det fra de romlige forskjellig beliggende apparatde-ler ved storanlegg resp. ved de romlig forskjellige steder av en og samme apparatdel, hvor den her befinnende atmosfære ennu ikke hadde kunnet tre i reaksjon med de faste, flytende eller damp- resp. gass-formede stoffer, som er tilstede i det samlede anlegg kontinuerlig under anvendelse av et større vakuum enn det som hersker i vakuumanlegget uttar gassprøver som under vakuum eller etter kompresjon til normaltrykk på kjent måte undersøkes analytisk for å bestemme deres sammensetning uten at det er nødvendig med driftsavbrudd.

Videre består oppfinnelsen for over-prøving av en spesiell apparatdel som er aktuell og som ikke ligger i den normale spylgass's strøm, deri at der her forbigående innføres en ekstra mengdemessig kjent strøm av den rene spylgass, hvis konsentrasjonsforandring på de romlig forskjellig beliggende steder av samme apparatdel følges ved prøveuttak.

Således er eksempelvis ved den silikotermiske fremstilling av magnesium hvor det ikke fremkommer noen gassformede reaksjonsprodukter resp. reaksjonsresidu-er, og prosessen gjennomføres ved ned-satt trykk, den riktige sammensetning av atmosfæren i reaksjonsrommet resp. man-gelen på bestemte gasser i dette av største betydning for uforstyrret reaksjonsforløp, og den uforstyrrede kondensasjon av fri-gjort magnesiumdamp.

Uønskede eller skadelige gasser kan ved eksemplet med den silikotermiske mag-nesiumfremstiling innføres som forurens-ninger i spylgassen (hydrogen og/eller edelgasser, spesielt argon) eller som absor-berte av reaksjonsdeltagerne uønsket brin-ges inn i reaksjonsrommet. De kan imidlertid også spesielt ved forhøyet arbeids-temperatur på grunn av utettheter i reaksjonsrommets vegg eller på grunn av utettheter i løsbare påsetnings- eller forbin-delses-steder ved de enkelte anleggsdeler trenge inn fra den ytre luft i reaksjonsrommet eller i kondensatoren. Som spesielt forstyrrelsesfølsomme anleggsdeler er også innretningene til innslusing av nytt materiale i reaksjonsrommet og til utslu-sing av utreagert residu fra dette. Verdifull ved nettopp prosesser av denne type er mu-ligheten til å kunne etterprøve atmosfæ-rens beskaffenhet i den mellom avsper-ringsinnretningene nødvendige mellombe-holder før denne beholder igjen settes i forbindelse med det samlede anlegg.

Utillatelige forandringer i sammensetningen av reaksjonsrommets atmosfære, fører til en forstyrrelse av produksjonsfor-løpet og oppdages på denne måte. Dette kan unngås ved en regelmessig kontroll av den atmosfære som er av interesse.

Det er nu blitt funnet at et uforstyrret produksjonsforløp best sikres når gass-prøver tas ut på romlig forskjellige steder i det samlede anlegg og undersøkes på sammensetning på kjent måte før de kan tre i reaksjon med reaksjonsdeltagerne.

Ved de ofte betraktelige dimensjoner

av stortekniske vakuumanlegg er det nød-vendig å utta gassprøvene i anlegget på romlig forskj ellige steder.

Nødvendigheten herav fremgår av det ifaktum at gass som trer inn gjennom et (lekkasjested som befinner seg i nærheten jav anleggets inngangsside ikke alltid kan påvises ved kontroll av en gassprøve som er uttatt omtrent i nærheten av anleggets ut-gang. I mange tilfelle kan slike forstyrrende gasser ikke mere fastslås i avgassen. Dette gjelder spesielt for slike tilfelle hvor .f. eks. inntrengende luft omsetter seg med reaksjonsproduktet, således at de ikke mere kan påvises i de spylgasser som går bort. Således er, for å bli ved eksemplet med sili-kotermisk magnesiumfremstilling, luft som trenger inn i reaksjonsrommet meget vanskelig umiddelbart å påvise, da oksygende-len forbrukes til dannelse av magnesium-oksyd og nitrogendelen til dannelse av magnesiumnitrid. Sistnevnte vanskelig-gjør imidlertid overordentlig fjernelsen av flytende magnesium fra kondensasjons-innretningen.

Denne fare ved ubemerket inntreden av forstyrrende gasser som umiddelbart sene-re er vanskelig å påvise, er spesielt stor ved fremstilling av stoffer som tilkommer get-ter-egenskaper som f. eks. kalsium, stron-tium, barium, magnesium, zirkon, torium etc.

Anordningen av tilstrekkelig stort antall gassuttaksteder som er fordelt passen-de over det sterkt forgrenede samlede anlegg er her av stor betydning. Fordelin-gen av gassuttaksstedene foregår ifølge oppfinnelsen således at spesielt til hvert av de påsetnings- og forbindelsessteder av anleggsdelene hvor erfaringsmessig tidligst har tendens til å opptre utettheter, er det anordnet faste gassuttakssteder.

Ifølge en ytterligere oppfinnelsestanke blir det for hurtigere påvisning og inngrensning av lekkasjesteder ved apparat-delene som ikke driftsmessig gjennom-strømmes av den vanlige spylgass i kort tid innført en mengdemessig definert strøm av den rene spylgass i den angivne apparatdel, idet gassen ved hjelp av målinger føl-ges gj ennom apparatet. Et lekkasj ested påvises ved en plutselig opptreden av luft i den ekstra innførte spylgassmengde. Stør-relsen av den påviste luftdel tillater en slutning til størrelsen av lekkasj estedet.

Uttak og undersøkelse av gassprøvene kan enten foregå kontinuerlig eller i visse tidsintervall eller fra tid til annen.

Gassuttaksstedene forbindes hensiktsmessig ved hjelp av egnede slange- og/eller rørledninger i et sentralt undersøkelses-sted, hvor de nødvendige prøve-innretnin-ger er anbragt.

Prøveinnretninger som kan finne anvendelse for undersøkelse av de tilsugede gassprøver er i og for seg kjent, og gjen-nomførbarheten av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ikke avhengig av den spe-sielle type av anvendt sammenlignings-metode.

Eksempel 1.

Et reaksjonsrom, eksempelvis reaksjonsrommet av en ovn til elektrotermisk magnesium-fremstilling, er på kjent måte utstyrt med en ovnsforing som er innsatt i det vakuumtette ovnslegeme. Temperaturen faller stadig utad fra en maksimal-verdi i reaksjonsrommet. Som spylgass fø-res hydrogen gjennom reaksjonsrommet. I stasjonær driftstilstand er da også samt-lige hulrom og porer av ovnsfåret fyllt med hydrogen.

Oppstår det nu på et eller annet sted i ovnslegemet en utetthet, så trenger luft gjennom dette inn i ovnsforingen og blan-der seg med hydrogenet som er tilstede i dettes hulrom og porer. På grunn av trykk-fall diffunderer gassblandingen under økende oppvarmning videre i retning mot reaksjonsrommet. Ved oppnåelse av en bestemt temperatur omsetter denne gass-blanding seg til H20 og N2, hvortil det vanligvis dessuten kan tre vekslende deler overskytende hydrogen fra spylgassen. Herav oppstår da MgO, Mg3N2 og igjen H2 i en sone som er plasert lengere inn og hvori det allerede står til disposisjon dampfor-met magnesium.

Hvis man i ovnsfor, som befinner seg bak lekkasj estedet, punkt for punkt under-søker gassammensetningen, så vil man kunne opptegne flater, hvorav hver tilsva-rer en bestemt gassammensetning. Om-vendt er ved å fastslå at uttatte gassprø-ver har forskjellig sammensetning beretta get å anta tilstedeværelse av et lekkasjested.

Ved anordning av et tilstrekkelig høyt antall uttakssteder er det mulig å inngrense lekkasj estedets romlige plasering, og av gassprøvenes forskjellige sammensetnings-grad lar det seg trekke slutninger vedrøren-de størrelsen, respektiv gjennomtrengelig-heten i lekkasj estedet.

Anordningen til gjennomføring av fremgangsmåten er vist skjematisk på tegningens figurer 1 og 2.

Rundt reaksjonsrommet 1 ligger det av ovnslegemet 3 omgitte ovnsfor 2. Spylgas-jsen innføres gjennom rørledning 4 og bort-føres gjennom rørledning 5. Ved 6 er gassuttaksstedene betegnet, og med 7 et antatt lekkasjested i ovnslegemet, hvorigjennom luft kan trenge inn.

I driftstilstand utgjør temperaturen i reaksjonsrommet 1 1600°C, og flaten 8 som på alle sider omgir reaksjonsrommet 700°C, og på flaten 9 200 °C og på ovnslegemets ytre flate 20°C.

Som anført i eksempel 1 lar det seg da ved bruk av hydrogen som spylegass på alle punkter i flaten 9 påvise H20, N2 og H2, og i flaten 8 MgO, Mg3N2 og H..

På fig. 2 som i forstørret målestokk viser den umiddelbare omgivelse av det an-tatte lekkasj ested 7 er det vist hvordan det danner seg soner i ovnsforingen 2, og som går ut fra lekkasj estedet 7, og hvori den uttatte gass inneholder lik volumprosent luft. Ved tilstrekkelig stort antall gassuttakssteder lar et lekkasjested seg derved inngrense på kort tid.

Eksempel 2.

Til et evakuert reaksjonsrom som driftsmessig gjennomstrømmes av en spylgass som står under svakt trykk er det til-sluttet en apparatdel således, at det i denne riktignok er tilstede den samme atmosfære som i reaksjonsrommet, imidlertid ingen gasstrømning. Tilveiebringer man en gass-strømning nu ved innføring av en kjent mengde av den rene spylgas i denne apparatdel så lar luft som er trengt inn i denne apparatdel gjennom et lekkasjested seg påvise i en uttatt gassprøve.

Innfører man eksempelvis i den angjeldende apparatdel pr. time 300 1 HaO og fastslår da-ved en uttatt gassprøve at denne inneholder 3,3 pst. luft, så følger herav at det i denne apparatdel er tilstede et lekkasjested, hvorigjennom det pr. time trenger inn 10 1 luft.

Under drift har oppfinneren funnet det hensiktsmessig for eksempel å anven-de en i og for seg kjent sammenlignings-metode med varmeledningsevneceller, hvorav en gjennomstrømmes av ren spylgass av kjent sammensetning og kjent varme-ledningsevne, og den andre gjennomstrøm-mes av den gass som skal undersøkes.

Anvendelsen av fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen byr på den mulighet ikke bare på et tidlig tidspunkt å finne tilstede-værende feilsted i stor-tekniske vakuumanlegg, ved den kjemiske og metallurgiske

industri, men også tidlig å fastslå et brudd-sted som holder på å dannes, og derved kan

behandles tilsvarende. Denne mulighet betyr et viktig skritt mot det mål å danne

kontinuerlig arbeidende prosesser.

På tegningens fig. 3 viser 1 skjematisk

et reaksjonsrom, idet 4 og 5 igjen er tilfø-rsels- og bortførselsledninger for spylgass.

Dette reaksjonsrom 1 står ved hjelp av led-ning 12 i forbindelse med den forøvrig av-sluttede apparatdel 11, og 6 betyr igjen et

gassuttakssted, 7 et antatt lekkasjested og

13 en tilslutning til innføring av spylgass

for den prøveprosess som er beskrevet i

eksempel 2.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til overvåkning av

atmosfæren i stor-tekniske vakuumanlegg,karakterisert ved at på romlig forskjellige steder av en apparatdel, hvor den der befinnende atmosfære ennu ikke kunne tre i reaksjon med de faste, flytende eller damp- resp. gass-formede stoffer, som in-neholdes i anlegget, kontinuerlig under anvendelse av et større vakuum enn det som hersker i vakuumanlegget uttas gass-prøver som under vakuum eller etter kompresjon til normaltrykk på kjent måte un-dersøkes analytisk for å bestemme deres sammensetning.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det i en spesiell apparatdel av det samlede anlegg som skal undersøkes, forbigående innføres en ekstra mengdemessig kjent strøm av en ren spylgass, hvis konsentrasjonsforandring forfølges på de romlig forskjellig beliggende steder av samme apparatdel ved hjelp av prøveuttak.

3. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1 og 2, karakterisert ved at det som spylgass anvendes hydrogen og/eller edelgasser, spesielt argon.