PL192035B1 - Method of optically measuring the quantity of dust constituent being distinguishable by its colour and optical analyser for determining quantity of said dust constituent in gaseous dust dispersion - Google Patents

Method of optically measuring the quantity of dust constituent being distinguishable by its colour and optical analyser for determining quantity of said dust constituent in gaseous dust dispersion

Info

Publication number
PL192035B1
PL192035B1 PL339635A PL33963500A PL192035B1 PL 192035 B1 PL192035 B1 PL 192035B1 PL 339635 A PL339635 A PL 339635A PL 33963500 A PL33963500 A PL 33963500A PL 192035 B1 PL192035 B1 PL 192035B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
channel
dust
sample
cyclone
control
Prior art date
Application number
PL339635A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL339635A1 (en
Inventor
Bogdan Niewczas
Janusz Piechna
Tomasz Piwowarczyk
Original Assignee
Zaklad Aparatury Pomiarowej Kw
Zaklad Aparatury Pomiarowej Kwant Spz Oo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zaklad Aparatury Pomiarowej Kw, Zaklad Aparatury Pomiarowej Kwant Spz Oo filed Critical Zaklad Aparatury Pomiarowej Kw
Priority to PL339635A priority Critical patent/PL192035B1/en
Priority to AU2001225603A priority patent/AU2001225603A1/en
Priority to PCT/PL2001/000001 priority patent/WO2001077647A1/en
Publication of PL339635A1 publication Critical patent/PL339635A1/en
Publication of PL192035B1 publication Critical patent/PL192035B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry

Abstract

The method under this invention consists in measuring of light reflected from a sample adhering to the transparent window and determining the dust component content by comparing the result of this measurement with a standard established from chemical analysis of the sample. The result for given sample is the mean value from at least two measurements. Each measurement is made after fluidisation mixing of the sample. The optical analyser comprises: a sampling unit (A) with a deposit chamber (8) covered with the window (17) of the measuring unit (B). In the lowest zone of the deposit chamber (8) there is an ejection nozzle which is connected with the conduit supplied with compressed air by two branches, each of them is equipped with shut-off solenoid valve (11, 13) and compressed air pressure regulator (12, 14). The analyser is equipped with the control sample unit (D) comprising a control cyclone (22) with tangential inlet channel (22) connected with the slanting channel (21) made as a branch of the discharge unit (7) directed upwards inside the body (9) of the sampling unit (A). The central outlet channel (24) is connected with the source of underpressure (27). There is a lateral nozzle (28) installed in the wall of the slanting channel (20).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób optycznego pomiaru ilości wyróżniającego się barwą składnika pyłu unoszonego w strumieniu gazu oraz optyczny analizator ilości składnika pyłu unoszonego w strumieniu gazu. Rozwiązania stosowane są do pomiarów technologicznych ilości składnika pyłu pochłaniającego światło, przykładowo pozostałości węgla w popiele emitowanym w gazach spalinowych z pieca opalanego pyłem węglowym.The present invention relates to a method for the optical measurement of the amount of a color-distinguished dust component entrained in a gas stream and an optical analyzer for the amount of the dust component entrained in the gas stream. The solutions are used for technological measurements of the amount of the light-absorbing dust component, for example carbon residues in the ash emitted in the flue gases from the pulverized coal furnace.

Pomimo niższej - w porównaniu z analizą chemiczną - dokładności, optyczne sposoby pomiaru ilości wyróżniającego się barwą składnika pyłu unoszonego w strumieniu gazu, są z uwagi na prostotę i szybkość otrzymania wyniku często stosowane w przemysłowych instalacjach do kontroli i regulacji urządzeń emitujących gazy technologiczne. W znanych analizatorach optycznych pyłu wynik pomiaru ustalany jest na podstawie sygnału pomiarowego natężenia światła bezpośrednio odbitego od powierzchni próbki, przylegającej z drugiej strony do przeźroczystego wziernika powierzchni, która w pomiarze reflektometrycznym definiuje ilość wyróżniającego się barwą składnika. Próbka pobierana jest przez podciśnieniowe zasysanie do cyklonowego separatora części strumienia zapylonego gazu i grawitacyjne doprowadzenie wydzielonego pyłu do komory osadczej z przeźroczystą ścianką wziernika. Pomiar reflektometryczny próbki pyłu dokonywany jest w przekroju wyznaczonym powierzchnią przylegania pyłu do przeźroczystego wziernika głowicy pomiarowej. Przyjętym założeniem dla tej metody pomiarowej jest reprezentatywność tej powierzchni dla próbki, uznanie że błąd losowego układu i rozkładu cząsteczek jest uśredniony parametrem natężenia światła odbitego od całej powierzchni. Pomiar reflektometryczny wykonywany jest w jednym przekroju, uzyskanym w warunkach grawitacyjnego ułożenia niejednorodnych cząsteczek pyłu. Na podstawie uzyskanego wyniku ilość składnika ustalana jest przez porównanie z wzorcem wyznaczonym uprzednio na drodze analizy chemicznej dla gatunkowo takiej samej próbki, wydzielonej dla takich samych warunków technologicznych.Despite the lower - compared to chemical analysis - accuracy, the optical methods of measuring the amount of the color-distinguished component of the dust entrained in the gas stream are, due to the simplicity and speed of obtaining the result, often used in industrial installations for control and regulation of devices emitting process gases. In known optical dust analyzers, the measurement result is determined on the basis of the measuring signal of the light intensity directly reflected from the sample surface, adjacent to the transparent surface sight glass on the other side, which in reflectometric measurement defines the amount of the component that stands out with its color. The sample is taken by vacuum suction to the cyclone separator of a part of the dust-laden gas stream and by gravity feeding of the separated dust to the settling chamber with a transparent sight glass wall. The reflectometric measurement of the dust sample is performed in the cross-section determined by the dust adhesion surface to the transparent sight glass of the measuring head. The assumption made for this measurement method is the representativeness of this surface for the sample, assuming that the error of the random arrangement and distribution of particles is averaged by the parameter of the intensity of light reflected from the entire surface. The reflectometric measurement is performed in one cross-section, obtained in the conditions of gravitational arrangement of inhomogeneous dust particles. On the basis of the obtained result, the amount of the ingredient is determined by comparing it with the standard determined previously by means of chemical analysis for the same sample of species, separated for the same technological conditions.

Znany analizator przedstawiony w polskim opisie patentowym 182 474 składa się z trzech zasadniczych zespołów: pobierania próbki, zespołu pomiarowego i zespołu sterowania i sygnalizacji. Zespół pobierania próbki wyposażony jest w cyklon włączony równolegle w kanał emisyjny gazu przez styczny kanał wlotowy i środkowy kanał wylotowy. Kanał wylotowy połączony jest ze źródłem podciśnienia, zwłaszcza w postaci zwężki iniekcyjnej zamocowanej na - wprowadzonym do kanału emisyjnego - końcu kanału wylotowego. Kanał dolny cyklonu połączony jest z kanałem osypowym wprowadzonym do komory osadczej korpusu. Dolny koniec kanału osypowego przesłonięty jest płaskim, pochylonym względem poziomu pod kątem większym od kąta osypowego pyłu - wziernikiem zespołu pomiarowego. W najniższym punkcie komory osadczej wprowadzona jest dysza czyszcząca, połączona przez sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający ze stacją przygotowania sprężonego powietrza: osuszania i podgrzewania. Płaszczyzna wziernika pochylona jest względem poziomu pod kątem większym od kąta osypowego pyłu, co powoduje że pozostała w cyklonie część z poprzednio wydmuchanej próbki osuwa się w naroże, poza strefę pomiarową, nie powodując zakłamania parametrów następnej próbki. Zespół pomiarowy, o budowie reflektometru optycznego, posiada głowicę pomiarową ze źródłem światła w postaci diod laserowych oraz fotoelementami światła odbitego, połączone z blokiem elektroniki pomiarowej. Zespół pomiarowy połączony jest z korpusem zespołu pobierania próbki przez szybkozłącze.The well-known analyzer described in the Polish patent description 182 474 consists of three basic units: sampling, measuring unit and control and signaling unit. The sampling unit has a cyclone connected in parallel with a gas emission channel through a tangential inlet channel and a central outlet channel. The outlet channel is connected to a vacuum source, especially in the form of an injection orifice fixed at the end of the outlet channel inserted into the emission channel. The bottom channel of the cyclone is connected with the discharge channel introduced into the sedimentation chamber of the body. The lower end of the discharge channel is covered with a flat, inclined to the horizontal at an angle greater than the dust discharge angle - the sight glass of the measuring assembly. At the lowest point of the settling chamber, a cleaning nozzle is introduced, connected by an electromagnetically controlled cut-off valve with the compressed air preparation station: drying and heating. The plane of the sight glass is inclined towards the horizontal at an angle greater than the dust discharge angle, which causes that the part of the previously blown sample remaining in the cyclone falls into the corner, outside the measuring zone, without causing distortion of the parameters of the next sample. The measuring unit, with an optical reflectometer structure, has a measuring head with a light source in the form of laser diodes and reflected light photoelements, connected to the measuring electronics unit. The measuring unit is connected to the body of the sampling unit via a quick coupler.

Dokładność pomiaru analizatora wymaga sprawdzania i korekty nastaw zespołu pomiarowego przeciętnie co dwie doby, oraz przy każdej zmianie gatunku surowca. Przykładowo, zmiana gatunku węgla spalanego w kotłach elektrociepłowni powoduje zmianę barwy popiołu - czyli tła dla analizowanej optycznie ilości cząsteczek niespalonego węgla. W opisanym powyżej analizatorze według opisu 182 474 zabieg ten wymaga odpięcia korpusu zawierającego kanał osypowy i komorę osadczą wraz z podczepionym zespołem pomiarowym. Próbka wysypana z komory osadczej poddawana jest następnie analizie chemicznej, której wynik stanowi korygującą wartość nastawy dla zespołu pomiarowego. Czynności te oprócz uciążliwej obsługi źle wpływają na stan techniczny układów optoelektronicznych zainstalowanych w zespole pomiarowym.The accuracy of the analyzer measurement requires checking and correction of the measuring unit settings every two days on average, and at each change of the type of raw material. For example, a change in the type of coal burned in boilers in a combined heat and power plant causes a change in the ash color - i.e. the background for the optically analyzed amount of unburned coal particles. In the analyzer described above according to description 182 474, this procedure requires detaching the body containing the discharge channel and the settling chamber together with the attached measuring unit. The sample, poured out of the sedimentation chamber, is then subjected to chemical analysis, the result of which is the corrective value of the setting value for the measuring unit. These activities, apart from the arduous operation, have a negative effect on the technical condition of the optoelectronic systems installed in the measuring unit.

Istota sposobu optycznego pomiaru według niniejszego wynalazku polega na tym, że wynik dla danej próbki określa się jako wartość średnią z co najmniej dwóch pomiarów natężenia światła odbitego od powierzchni próbki pyłu, przy czym każdy następny pomiar wykonany jest po fluidyzacyjnym przemieszaniu próbki w komorze osadczej analizatora. Pomiar tej samej próbki prowadzony jest więc kilka razy; po każdym fluidyzacyjnym mieszaniu występuje różne ułożenie cząsteczek pyłu na wzierniku. Wynik średni pomiarów jest bardzo bliski wartości rzeczywistej, ustalonej analizą chemiczną.The essence of the optical measurement method according to the present invention is that the result for a given sample is determined as the average value of at least two measurements of the light intensity reflected from the surface of the dust sample, each subsequent measurement being made after the sample fluidized in the settling chamber of the analyzer. The measurement of the same sample is therefore carried out several times; after each fluidization mixing, there is a different arrangement of dust particles in the sight glass. The average result of the measurements is very close to the real value, determined by chemical analysis.

PL 192 035 B1PL 192 035 B1

W warunkach, gdy korekta regulacyjna pracy urządzenia emitującego zapylone gazy powinna być możliwie bardzo szybka a cykl pomiaru wynika z względnie długiego czasu wydzielania próbki pyłuIn conditions where the regulatory correction of the operation of the device emitting dust-laden gases should be as fast as possible and the measurement cycle results from the relatively long time of emission of the dust sample

- dokładność pomiaru powinna być odpowiednio wysoka.- the accuracy of the measurement should be sufficiently high.

Analizator według wynalazku posiada podobnie jak w powyżej opisanym rozwiązaniu: zespół pobierania próbki -z cyklonem, korpusem, komorą osadczą przesłoniętą pochyłym wziernikiem i z dyszą czyszczącą, zespół pomiarowy -z głowicą i blokiem elektroniki pomiarowej, oraz procesorowy zespół sterowania i sygnalizacji. Istota wynalazku polega na tym, że przewód połączony z dyszą czyszczącą zasilany jest równolegle przez dwie gałęzie, z których każda ma sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający i regulator ciśnienia sprężonego powietrza, a ponadto analizator wyposażony jest w zespół pobierania kontrolnej próbki. Rozwiązanie takie umożliwia zasilanie dyszy czyszczącej sprężonym powietrzem o ciśnieniu wybranym z dwóch, ustawionych na regulatorach. Jeden regulator ma nastawę wywołującą jedynie fluidyzacyjne mieszanie próbki pyłu w komorze osadczej, a drugi ustawiony jest na wartość ciśnienia wymaganego do wyrzucenia próbki pyłu do kanału emisyjnego. Program roboczy zespołu sterowania dla każdej próbki pyłu inicjuje kilka pomiarów, każdorazowo przedzielonych fluidyzacyjnym mieszaniem próbki. Zespół pobierania kontrolnej próbki złożony jest z kontrolnego cyklonu, połączonego stycznym kanałem wlotowym z kanałem skośnym, stanowiącym skierowane do góry odgałęzienie od kanału osypowego. Środkowy kanał wylotowy połączony jest ze źródłem podciśnienia, zwłaszcza w postaci zwężki infekcyjnej zasilanej sprężonym powietrzem przez sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający. Pod otworem wysypowym kontrolnego cyklonu znajduje się przyłącze i wymienne naczynie kontrolnej próbki. Rozwiązanie umożliwia -po określeniu wyniku w zespole pomiarowym - zassanie tej samej próbki pyłu przez kanał skośny do naczynia próbki kontrolnej. Proces zasysania kontrolnej próbki bardzo korzystnie wspomaga praca dyszy czyszczącej, zasilanej ciśnieniem mieszania próbki. Pobieranie naczynia z kontrolną próbką i zamocowanie w jego miejsce pod kontrolnym cyklonem naczynia pustego, wykonywane jest bez przerywania pracy analizatora.The analyzer according to the invention has, as in the above-described solution: a sampling unit - with a cyclone, body, a settling chamber covered with an inclined sight glass and a cleaning nozzle, a measuring unit - with a head and a measuring electronics block, and a control and signaling processor unit. The essence of the invention consists in the fact that the conduit connected to the cleaning nozzle is supplied in parallel by two branches, each of which has an electromagnetically controlled cut-off valve and a compressed air pressure regulator, and the analyzer is equipped with a control sample collection unit. This solution allows the cleaning nozzle to be supplied with compressed air at a pressure selected from two set on the regulators. One regulator is set to effect only fluidization mixing of the dust sample in the settling chamber, and the other is set to the pressure required to eject the dust sample into the emission channel. The work program of the control unit for each dust sample initiates several measurements, each time separated by a fluidizing mixing of the sample. The control sample sampling unit consists of a control cyclone connected by a tangential inlet channel to an inclined channel constituting an upward branch from the discharge channel. The central outlet channel is connected to a vacuum source, in particular in the form of an infectious orifice supplied with compressed air through an electromagnetically controlled shut-off valve. Under the control cyclone discharge opening there is a connection and a replaceable control sample vessel. The solution allows - after determining the result in the measuring unit - sucking the same dust sample through the oblique channel into the control sample vessel. The process of aspirating the control sample is very favorably supported by the work of the cleaning nozzle, supplied with the mixing pressure of the sample. Taking the vessel with the control sample and fixing it in its place under the control cyclone of the empty vessel is performed without interrupting the analyzer operation.

Kolejne rozwinięcie istoty wynalazku polega na tym, że w ściance kanału skośnego, w pobliżu kanału osypowego zabudowana jest poprzeczna dysza, połączona przez sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający ze stacją przygotowania sprężonego powietrza. Podczas pneumatycznego wyrzucania pyłu z komory osadczej przez cyklon zespołu pobierania próbki, sygnał z zespołu sterowania jednocześnie otwiera zawór odcinający poprzecznej dyszy. Powietrze wypływające z poprzecznej dyszy spełnia funkcję kurtyny powietrznej, zapobiegającej przedostawaniu się pyłu próbki eksploatacyjnej, nie będącej próbką kontrolną, do kanału skośnego -co powodowałoby zniekształcenie identyczności próbki kontrolnej w jej składzie z komory osadczej i z naczynia pod kontrolnym cyklonem.Another development of the essence of the invention consists in the fact that in the wall of the oblique channel, near the discharge channel, a transverse nozzle is built-in, connected by an electromagnetically controlled cut-off valve with a compressed air preparation station. During the pneumatic ejection of dust from the collection chamber by the sampling unit cyclone, a signal from the control unit simultaneously opens the shut-off valve of the cross nozzle. The air flowing from the transverse nozzle acts as an air curtain, preventing dust from the non-control operating sample from entering the oblique channel - which would distort the identity of the control sample in its composition from the settling chamber and from the vessel under the control cyclone.

Korzystnym rozwiązaniem jest gdy między środkowym kanałem wylotowym kontrolnego cyklonu a źródłem podciśnienia zabudowany jest filtr, eliminujący zapylanie strefy zabudowy analizatora podczas fazy pobierania kontrolnej próbki, oraz bez konieczności ujmowania powietrza wypływającego ze zwężki infekcyjnej do dodatkowego kanału wprowadzanego do kanału emisyjnego.An advantageous solution is when a filter is installed between the central outlet of the control cyclone and the vacuum source, eliminating the dusting of the analyzer installation zone during the control sample collection phase, and without the need to collect the air flowing from the infectious orifice to the additional channel introduced into the emission channel.

Następne usprawnienie wynalazku polega na zabudowaniu między filtrem a źródłem podciśnienia samoczynnego zaworu zwrotnego, skierowanego przepływem w stronę źródła podciśnienia. Zawór zwrotny odcina podczas faz wyczekiwania przestrzeń wewnętrzną zespołu pobierania kontrolnej próbki od otoczenia, eliminując zakłócenia przepływów w analizatorze oraz ewentualne zawilgocenie ścianek wewnętrznych.Another improvement of the invention consists in installing a self-acting check valve between the filter and the vacuum source, which flows towards the vacuum source. The non-return valve cuts off the internal space of the control sample collection unit from the environment during the waiting phases, eliminating disturbances in the flows in the analyzer and possible dampness of the internal walls.

Przedstawione rozwiązanie zapewnia wysoką dokładność pomiaru, zdecydowanie łatwiejszą obsługę, brak ruchomych elementów mechanicznych w warunkach środowiska pyłu stanowi o dużej niezawodności urządzenia.The presented solution ensures high measurement accuracy, much easier operation, the lack of moving mechanical parts in the dust environment, which makes the device highly reliable.

Analizator według wynalazku przedstawiony jest przykładowym wykonaniem pokazanym w ujęciu schematycznym na rysunku. Sposób pomiaru ilości składnika pyłu wyjaśniony jest na tle opisu działania analizatora.The analyzer according to the invention is presented as an exemplary embodiment shown in a schematic view in the drawing. The method of measuring the amount of the dust component is explained in the description of the analyzer operation.

Analizator składa się z czterech zasadniczych zespołów: zespołu pobierania próbki A, zespołu pomiarowego B, zespołu sterowania i sygnalizacji C oraz zespołu pobierania kontrolnej próbki D. Zespół pobierania próbki A posiada cyklon 1, połączony równolegle przez styczny kanał wlotowy 3 i górny kanał wylotowy 4 z kanałem emisyjnym 2 zapylonego gazu. Przepływ gazu przez cyklon 1 inicjowany jest podciśnieniem w kanale emisyjnym 2 wspomaganym źródłem podciśnienia 5, które stanowi zwężka inifekcyjna zabudowana na kanale wylotowym 4 a wprowadzona do kanału emisyjnego 2. Cyklon 1 zamocowany jest poprzez kołnierzowe szybkozłącze 16 na korpusie 9. Kanał dolny 6 cyklonu 1 łączy się z wykonanym w korpusie 9 kanałem osypowym 7, który dolnym końcem doprowadzony jest do komory osadczej 8. Dolna powierzchnia korpusu 9, do której przylega zespół pomiarowy B, ściętaThe analyzer consists of four main units: the sampling unit A, the measuring unit B, the control and signaling unit C, and the control sample unit D. The sampling unit A has a cyclone 1, connected in parallel through a tangential inlet channel 3 and an upper outlet channel 4 with the emission channel 2 of the dusty gas. The gas flow through the cyclone 1 is initiated by negative pressure in the emission channel 2, supported by the vacuum source 5, which is an injection orifice installed on the outlet channel 4 and introduced into the emission channel 2. The cyclone 1 is mounted through a flanged quick-coupler 16 on the body 9. Bottom channel 6 of the cyclone 1 it connects to the discharge channel 7 made in the body 9, which with its lower end is led into the collecting chamber 8. The lower surface of the body 9, to which the measuring assembly B adjoins, is cut

PL 192 035 B1 jest pod kątem 45°. Komora osadcza 8 zamknięta jest od dołu wziernikiem 17 zespołu pomiarowego B. W strefę najniższego punktu komory osadczej 8 doprowadzona jest dysza czyszcząca 10, zasilana równolegle przez dwie gałęzie ze stacji przygotowania sprężonego powietrza 15. Na każdej z tych gałęzi zabudowane są: sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający 11 i 13 oraz regulator ciśnienia 12 i 14 sprężonego powietrza. W stacji przygotowania sprężonego powietrza 15 powietrze jest dokładnie oczyszczane i podgrzewane do temperatury około 85°. Zespół pomiarowy B ma układ reflektometru optycznego, dokonującego pomiaru ilości składnika w pyle poprzez przeźroczysty wziernik 17. Współosiowo pod wziernikiem 17 zamocowana jest głowica pomiarowa 18 z laserowymi diodami oraz blok elektroniki pomiarowej 19. W korpusie 9 wykonany jest kanał skośny 20, stanowiący skierowane do góry odgałęzienie od kanału osypowego 7. Z kanałem tym połączony jest kanał wlotowy 21 włączony stycznie do kontrolnego cyklonu 22, który jest podstawowym elementem zespołu pobierania kontrolnej próbki D. W przyłączu pod otworem wysypowym kontrolnego cyklonu 22 zamocowane jest wymienne naczynie kontrolnej próbki 23. Środkowy kanał wylotowy 24 kontrolnego cyklonu 22 połączony jest przez filtr 25 i samoczynny zawór zwrotny 26 ze źródłem podciśnienia 27, w postaci zwężki iniekcyjnej. Współosiowo w otwór zwężki skierowana jest dysza, zasilana sprężonym powietrzem przez sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający 28. W korpusie 9, w ściance kanału skośnego 20 zabudowana jest dysza 29, połączona przez sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający 30 ze stacją przygotowania sprężonego powietrza 15.PL 192 035 B1 is at an angle of 45 °. The sedimentation chamber 8 is closed at the bottom with a sight glass 17 of the measuring unit B. A cleaning nozzle 10 is led into the area of the lowest point of the sedimentation chamber 8, supplied in parallel by two branches from the compressed air preparation station 15. Each of these branches is equipped with: an electromagnetically controlled shut-off valve 11 and 13 and pressure regulator 12 and 14 of compressed air. In the compressed air preparation station 15, the air is thoroughly cleaned and heated to a temperature of approximately 85 °. The measuring unit B has an optical reflectometer system that measures the amount of the component in the dust through a transparent sight-glass 17. Coaxially under the sight-glass 17, a measuring head 18 with laser diodes and a measuring electronics block 19 are mounted. branch from the discharge channel 7. This channel is connected to the inlet channel 21 connected tangentially to the control cyclone 22, which is the basic element of the control sample collection unit D. A replaceable control sample vessel 23 is attached to the connection under the discharge opening of the control cyclone 22. 24 of the control cyclone 22 is connected through a filter 25 and an automatic check valve 26 to a vacuum source 27 in the form of an injection orifice. Coaxially towards the orifice of the orifice, a nozzle is directed, supplied with compressed air by an electromagnetically controlled shut-off valve 28. In the body 9, in the wall of the oblique channel 20, a nozzle 29 is installed, connected by an electromagnetically controlled shut-off valve 30 with the compressed air preparation station 15.

Po wyseparowaniu w komorze osadczej 8 wymaganej objętości próbki pyłu, sygnał z zespołu sterowania i sygnalizacji C inicjuje pracę zespołu pomiarowego B, który dokonuje pomiaru światła odbitego od powierzchni pyłu. Następnie program sterujący wyzwala sygnał otwarcia zaworu odcinającego 11, co powoduje przepływ przez przewód zasilający dyszę czyszczącą 10 sprężonego powietrza o ciśnieniu 2,2 bar, które ustawione jest reduktorem ciśnienia 12. Prowadzone przez około 5 sek fluidalne mieszanie próbki pyłu stwarza inne ułożenie cząsteczek pyłu na wzierniku 17. Dokonuje się kolejny pomiar światła odbitego. Algorytm programu sterującego trzykrotnie powtarza opisane czynności mieszania i pomiaru a następnie oblicza średnią wartość stanowiącą wynik pomiaru dla danej próbki. Kolejną czynnością jest pneumatyczne wyrzucenie próbki do kanału emisyjnego 2, przez kanał wlotowy 3 i wylotowy 4. W tym celu do dyszy czyszczącej 10 zostaje doprowadzone sprężone powietrze przez otwarty zawór odcinający 13, zainstalowany na gałęzi z reduktorem ciśnienia 14 ustawionym na wartość 8 bar. Jednocześnie z otwarciem zaworu odcinającego 13 zostaje otwarty zawór odcinający 30, co powoduje, że powietrze wypływające z dyszy 29 uniemożliwia przenikanie pyłu do kanału skośnego 20.After separating the required volume of the dust sample in the settling chamber 8, the signal from the control and signaling unit C initiates the operation of the measuring unit B, which measures the light reflected from the dust surface. Then the control program triggers the signal to open the shut-off valve 11, which causes the flow of compressed air with a pressure of 2.2 bar through the supply line to the cleaning nozzle 10, which is set by the pressure reducer 12. The fluidized mixing of the dust sample for about 5 seconds creates a different arrangement of the dust particles on sight glass 17. Another reflected light measurement is made. The control program algorithm repeats the described mixing and measuring steps three times and then calculates the average value which is the measurement result for a given sample. The next step is pneumatic ejection of the sample into the emission channel 2, through the inlet channel 3 and the outlet channel 4. For this purpose, compressed air is supplied to the cleaning nozzle 10 through an open shut-off valve 13 installed on the branch with a pressure reducer 14 set at 8 bar. Simultaneously with the opening of the shut-off valve 13, the shut-off valve 30 is opened, which causes the air flowing from the nozzle 29 to prevent dust from penetrating into the oblique channel 20.

W ustalonym okresie, przykładowo co dwie doby, oraz zawsze przy zmianie warunków procesu - którego ubocznym produktem jest zapylony gaz przepływający kanałem emisyjnym 2, próbka pyłu po zakończeniu pomiarów nie zostaje wyrzucona z komory osadczej 8 do kanału emisyjnego 2 - lecz zostaje skierowana przez kanał skośny 20 do zespołu pobierania kontrolnej próbki D. W tym celu zostają otwarte zawory odcinające 28 i 11. Podciśnienie wywołane przepływem sprężonego powietrza przez zwężkę iniekcyjną 27 powoduje otwarcie zaworu zwrotnego 26 i zasysanie sfluidyzowanego w komorze osadczej 8 pyłu przez kanał skośny 20 do kontrolnego cyklonu 22. Po odseparowaniu pyłu zawory odcinające 28 i 11 zostają zamknięte, a naczynie kontrolnej próbki 23 wymienione na puste. Naczynie kontrolnej próbki 23 zawierające próbkę przekazuje się do laboratorium, gdzie pył poddaje się analizie chemicznej ustalającej zawartość mierzonego składnika. Różnica w wynikach uzyskanych z analizy chemicznej i z pomiaru optycznego stanowi podstawę wprowadzenia nastaw korekcyjnych do bloku elektroniki pomiarowej 19.In a fixed period, for example every two days, and whenever the process conditions change - the by-product of which is dust-laden gas flowing through the emission channel 2, the dust sample, after completing the measurements, is not ejected from the settling chamber 8 into the emission channel 2 - but is directed through the oblique channel 20 to the control sample sampling unit D. To this end, the shut-off valves 28 and 11 are opened. The vacuum caused by the compressed air flow through the injection orifice 27 causes the non-return valve 26 to open and the dust fluidized in the collecting chamber 8 to be sucked through the oblique channel 20 into the control cyclone 22. After the dust has been separated off, the shut-off valves 28 and 11 are closed and the sample control vessel 23 is replaced with empty. The sample control vessel 23 containing the sample is sent to the laboratory, where the dust is subjected to chemical analysis to determine the content of the component to be measured. The difference in the results obtained from the chemical analysis and from the optical measurement is the basis for introducing correction settings to the measuring electronics block 19.

Claims (5)

1. Sposób optycznego pomiaru ilości wyróżniającego się barwą składnika pyłu unoszonego w strumieniu gazu, zwłaszcza pozostałości węgla w popiele emitowanym w gazach spalinowych z pieca opalanego pyłem węglowym, polegający na pobieraniu próbki pyłu przez podciśnieniowe zasysanie do cyklonowego separatora części strumienia zapylonego gazu i grawitacyjne doprowadza nie wydzielonego pyłu do komory osadczej z przeźroczystą ścianką wziernika, pomiarze przez przeźroczystą ściankę wziernika natężenia światła odbitego od przylegającej z drugiej strony próbki pyłu oraz na podstawie uzyskanego wyniku ustaleniu ilości składnika przez porównanie z wzorcem wyznaczonym uprzednio przez analizę chemiczną gatunkowo takiej samej próbki, znamienny tym, że wynik1. The method of optical measurement of the amount of the color-distinguished component of the dust entrained in the gas stream, especially the coal residues in the ash emitted in the flue gases from the pulverized coal furnace, consisting in taking a sample of the dust by vacuum suction to the cyclone separator of a part of the dust-laden gas stream and feeding it by gravity the dust released into the collecting chamber with a transparent wall of the sight glass, measuring the intensity of light reflected from the dust sample adjacent to the other side through the transparent wall of the sight glass and, on the basis of the obtained result, determining the amount of the component by comparing it with a standard previously determined by chemical analysis of the same type of sample, characterized by: that result PL 192 035 B1 dla danej próbki określa się jako wartość średnią z co najmniej dwóch pomiarów, z których każdy następny wykonany jest po fluidyzacyjnym przemieszaniu próbki w komorze osadczej analizatora.The PL 192 035 B1 for a given sample is determined as the average value of at least two measurements, each of which is followed by fluidization of the sample in the settling chamber of the analyzer. 2. Optyczny analizator ilości wyróżniającego się barwą składnika pyłu unoszonego w strumieniu gazu, zwłaszcza pozostałości węgla w popiele emitowanym w gazach spalinowych z pieca opalanego pyłem węglowym, posiadający:2.Optical analyzer for the quantity of the distinctive color component of the dust entrained in the gas stream, in particular the carbon residue in the ash emitted in the flue gas of the pulverized coal furnace, having: - zespół pobierania próbki, wyposażony w cyklon włączony równolegle w kanał emisyjny gazu przez styczny kanał wlotowy i środkowy kanał wylotowy, z zabudowanym w kanale wylotowym źródłem podciśnienia, zwłaszcza w postaci zwężki iniekcyjnej zamocowanej na - wprowadzonym do kanału emisyjnego - końcu kanału wylotowego, ponadto w którym to zespole kanał dolny cyklonu połączony jest z kanałem osypowym wprowadzonym do komory osadczej korpusu, której dno stanowi - płaski i pochylony względem poziomu pod kątem większym od kąta osypowego pyłu - wziernik zespołu pomiarowego, a w strefie najniższego punktu komory osadczej wprowadzona jest dysza czyszcząca, połączona przewodem przez sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający ze stacją przygotowania sprężonego powietrza,- a sampling unit, equipped with a cyclone connected in parallel with the gas emission channel through the tangential inlet channel and the central outlet channel, with a vacuum source built in the outlet channel, especially in the form of an injection orifice fixed at the end of the outlet channel inserted into the emission channel, and also in with which the bottom channel of the cyclone is connected to the discharge channel introduced into the body's sedimentation chamber, the bottom of which is - flat and inclined to the horizontal at an angle greater than the dust discharge angle - a sight glass of the measuring unit, and in the area of the lowest point of the sedimentation chamber, a cleaning nozzle is introduced, connected with a cable through an electromagnetically controlled cut-off valve with a compressed air preparation station, - zespół pomiarowy, o budowie reflektometra optycznego, posiadający wziernik, głowicę pomiarową zamocowaną prostopadle pod wziernikiem i blok elektroniki pomiarowej, oraz- a measuring unit with an optical reflectometer structure, with a sight glass, a measuring head mounted perpendicularly under the sight glass and a measuring electronics block, and - procesorowy zespół sterowania i sygnalizacji, znamienny tym, że przewód połączony z dyszą czyszczącą (10) zasilany jest równolegle przez dwie gałęzie, z których każda ma sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający (11,13) i regulator ciśnienia (12,14) sprężonego powietrza, ponadto że wyposażony jest w zespół pobierania kontrolnej próbki (D), zawierający kontrolny cyklon (22), którego styczny kanał wlotowy (21) połączony jest z kanałem skośnym (20), wykonanym jako skierowane do góry odgałęzienie od kanału osypowego (7) w korpusie (9) zespołu pobierania próbki (A), środkowy kanał wylotowy (24) kontrolnego cyklonu (22) połączony jest ze źródłem podciśnienia (27), zwłaszcza w postaci zwężki infekcyjnej zasilanej sprężonym powietrzem przez sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający (28), natomiast pod otworem wysypowym kontrolnego cyklonu (22) posiadający przyłącze i wymienne naczynie kontrolnej próbki (23).- a control and signaling processor unit, characterized in that the conduit connected to the cleaning nozzle (10) is supplied in parallel by two branches, each of which has an electromagnetically controlled cut-off valve (11, 13) and a pressure regulator (12, 14) of compressed air, moreover, it is provided with a control sample collection unit (D), comprising a control cyclone (22), the tangential inlet channel (21) of which is connected to an oblique channel (20) made as an upward branch from the discharge channel (7) in the body (9) of the sampling unit (A), the central outlet channel (24) of the control cyclone (22) is connected to a vacuum source (27), especially in the form of an infectious orifice supplied with compressed air through an electromagnetically controlled shut-off valve (28), while under the opening discharge discharge of the control cyclone (22) having a connection and a replaceable control sample vessel (23). 3. Analizator według zastrz. 2 znamienny tym, że w ściance kanału skośnego (20), w pobliżu kanału osypowego (7) zabudowana jest poprzeczna dysza (29), połączona przez sterowany elektromagnetycznie zawór odcinający (30) ze stacją przygotowania sprężonego powietrza (15).3. The analyzer according to claim 2, characterized in that in the wall of the inclined channel (20), near the discharge channel (7), a transverse nozzle (29) is installed, connected by an electromagnetically controlled shut-off valve (30) with the compressed air preparation station (15). 4. Analizator według zastrz. 2 znamienny tym, że między środkowym kanałem wylotowym (24) kontrolnego cyklonu (22) a źródłem podciśnienia (27) zabudowany jest filtr (25).4. The analyzer according to claim Characterized in that a filter (25) is enclosed between the central outlet (24) of the control cyclone (22) and the vacuum source (27). 5. Analizator według zastrz. 4 znamienny tym, że między filtrem (25) a źródłem podciśnienia (27) zabudowany jest samoczynny zawór zwrotny (26), skierowany przepływem w stronę źródła podciśnienia (27).5. The analyzer according to claim 4. characterized in that an automatic check valve (26) is installed between the filter (25) and the vacuum source (27), which flows towards the vacuum source (27).
PL339635A 2000-04-11 2000-04-11 Method of optically measuring the quantity of dust constituent being distinguishable by its colour and optical analyser for determining quantity of said dust constituent in gaseous dust dispersion PL192035B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL339635A PL192035B1 (en) 2000-04-11 2000-04-11 Method of optically measuring the quantity of dust constituent being distinguishable by its colour and optical analyser for determining quantity of said dust constituent in gaseous dust dispersion
AU2001225603A AU2001225603A1 (en) 2000-04-11 2001-01-05 A method and optical analyser for measuring the content of ashes
PCT/PL2001/000001 WO2001077647A1 (en) 2000-04-11 2001-01-05 A method and optical analyser for measuring the content of ashes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL339635A PL192035B1 (en) 2000-04-11 2000-04-11 Method of optically measuring the quantity of dust constituent being distinguishable by its colour and optical analyser for determining quantity of said dust constituent in gaseous dust dispersion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL339635A1 PL339635A1 (en) 2001-10-22
PL192035B1 true PL192035B1 (en) 2006-08-31

Family

ID=20076439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL339635A PL192035B1 (en) 2000-04-11 2000-04-11 Method of optically measuring the quantity of dust constituent being distinguishable by its colour and optical analyser for determining quantity of said dust constituent in gaseous dust dispersion

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2001225603A1 (en)
PL (1) PL192035B1 (en)
WO (1) WO2001077647A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO333136B1 (en) 2009-03-10 2013-03-11 Aker Subsea As Subsea well frame with manifold reception room
CN111141761A (en) * 2019-12-28 2020-05-12 中电华创电力技术研究有限公司 Power station boiler flying dust on-line sampling monitoring system
CN112710638B (en) * 2020-12-19 2022-05-13 华中科技大学 Method for rapidly detecting coal quality based on photoluminescence spectrum comprehensive analysis

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT405216B (en) * 1995-03-30 1999-06-25 Evn En Versorgung Niederoester Apparatus for determining the carbon content of ash and radiation deflection element for this
PL176920B1 (en) * 1995-06-16 1999-08-31 Zaklad Aparatury Pomiarowej Kw Automatic analyser for determining quantity of a dust component distinguishable by its colour in a dust carried by a gas stream
PL178781B3 (en) * 1996-01-15 2000-06-30 Zaklad Aparatury Pomiarowej Kw Automatic quantitative analyser for determining quantity of a distinguishable by colour constituent of dust entrained in gas stream
DK173406B1 (en) * 1996-07-05 2000-09-25 Anders Sten Wedell Method and apparatus for measuring unburnt carbon in fly ash
JP3001496B2 (en) * 1998-03-16 2000-01-24 住友大阪セメント株式会社 Method and apparatus for measuring unburned carbon content of classified fly ash

Also Published As

Publication number Publication date
AU2001225603A1 (en) 2001-10-23
WO2001077647A1 (en) 2001-10-18
PL339635A1 (en) 2001-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4008620A (en) Sampler for analyzers
US4856352A (en) Gas sampling system for reactive gas-solid mixtures
US5401468A (en) Dual flow path carbon particulate monitor
EP0638166B1 (en) Carbon particulate monitor
KR102009958B1 (en) Apparatus for measuring dust particle
KR102179129B1 (en) An apparatus for integrated measuring stationary sources of stack exhaust gas
US6843103B2 (en) Automatic system for collecting, weighing and releasing solid particles
CN102095713B (en) Online detection system of element content of industrial solid powder
CN104931299B (en) Even continuous industrial powder sampling device and method for laser-induced detection
KR102332142B1 (en) Beta-ray type chimney fine dust measuring device with diffusion pipe
US4773252A (en) Gas monitoring equipment
CN107589053A (en) Automatic sampling fineness of pulverized coal On-line Measuring Method and measurement apparatus
PL192035B1 (en) Method of optically measuring the quantity of dust constituent being distinguishable by its colour and optical analyser for determining quantity of said dust constituent in gaseous dust dispersion
KR101250248B1 (en) Apparatus for sampling carbon particle
CN106370573A (en) Heating extraction type smoke on-line detection system and corresponding detection method
KR102290065B1 (en) Beta-ray type chimney fine dust measuring device with diffusion pipe
CN111220577B (en) Gas circuit protection type laser dust concentration detection device and self-detection method thereof
EP0455025B1 (en) A system for controlling the grinding of roast coffee
US4912985A (en) Gas sampling system for reactive gas-solid mixtures
JPH09311098A (en) Gas-sampling apparatus
JPH09506705A (en) Method and apparatus for high-speed continuous analysis of mixed gas
CN107238518A (en) A kind of constant speed flue gas sampling detection means
CN205719875U (en) A kind of novel constant speed flue gas sampling detection equipment
CN115472069A (en) Intelligent powder spraying simulation system for coal-fired boiler
EP1413873A1 (en) Automatic system for collecting, weighing and releasing solid particles

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20080411