PL68469B1

PL68469B1 -

Info

Publication number: PL68469B1
Application number: PL11586266A
Authority: PL
Priority date: 1966-07-30
Filing date: 1966-07-30
Publication date: 1973-02-28

Description

Na fig. 4 pokazano zaleznosci liczby oktanowej 55 od cisnienia dla wyzej opisanego analizera przy zastosowaniu mieszaniny n-heptanu i izoktanu jako paliwa. Na osi rzednych naniesiono wartosci cisnie¬ nia. Cisnienie to odczytuje sie na rejestratorze 50; Liczbe oktanowa naniesiono na osi odcietych. Krzy- 60 wa ma przebieg w zasadzie prosty przy liczbie okta¬ nowej powyzej 94, a ponizej niej jest nieco za¬ krzywiona. Poniewaz sygnal wyjsciowy jest ciaglym sygnalem analogowym, wiec analizer moze byc z latwoscia wlaczony w obwód sterowania proce- 65 sem.68 li Na fig. 5 pokazano inna postac wykonawcza ana- lizera w którym regulacji podlega doplyw weglo¬ wodoru. Elementy identyczne jak na fig. 1 maja te sama numeracje. W tym przypadku cisnienie spa¬ lania jest stale, co zapewnia regulator 40. Sygnal wyjsciowy regulatora 48 przeplywa przewodem 49 do regulatora doplywu weglowodoru 34. Elementem wskaznikowym jest rejestrator przeplywu 60, pola¬ czony za posrednictwem przewodu 61 z regulato¬ rem 34. Przy wszystkich innych niezmiennych pa¬ rametrach spalania wzrost doplywu weglowodoru powoduje odsuniecie sie czola plomienia od dyszy, natomiast zmniejszenie doplywu powoduje zblize¬ nie sie czola plomienia do dyszy. Jezeli wiec zmie¬ nia sie sklad weglowodoru w taki sposób, ze czolo plomienia cofa sie w kierunku dyszy, to regulator 48 powoduje wzrost doplywu paliwa az do chwili w której czolo plomienia znajdzie sie w prawidlo¬ wej pozycji. Na odwrót gdy zmiana skladu weglo¬ wodoru powoduje odsuniecie sie czola plomienia od dyszy to regulator 48 powoduje zmniejszenie do¬ plywu weglowodoru az do chwili, w której osiagnie¬ ta zostanie prawidlowa pozycja plomienia.Na fig. 6 pokazano inna postac wykonawcza ana- lizera, w której*' regulacji podlega doplyw powie¬ trza. Elementy identyczne jak na fig. 1 oznaczono tymi samymi cyframi. W tym przypadku równiez utrzymuje sie stale cisnienie spalania za pomoca regulatora 40. Sygnal wyjsciowy róznicowego mier¬ nika temperatury 48 jest przenoszony przewodem 49 do regulatora doplywu powietrza 27. Elementem wskaznikowym jest rejestrator przeplywu 60 pola¬ czony za pomoca przewodu 62 z regulatorem 27.Przy wszystkich innych niezmiennych parametrach spalania wzrost doplywu powietrza powoduje od¬ suniecie plomienia od dyszy. Jezeli wiec zmiana skladu weglowodoru powoduje cofniecie plomienia w kierunku dyszy, to regulator 48 powoduje wzrost doplywu powietrza az do chwili, w której czolo plomienia znajdzie sie w prawidlowej pozycji. Na odwrót, gdy zmiana skladu weglowodoru powoduje odsuniecie plomienia od dyszy, to regulator 48 po¬ woduje zmniejszenie doplywu powietrza az do chwi¬ li, w której plomien znajdzie sie w prawidlowej pozycji.Na fig. 7 pokazano inne rozwiazanie analizera, w którym regulacji podlega temperatura strefy induk¬ cyjnej. Elementy identyczne jak na fig. 1 maja te sama numeracje. Cisnienie spalania utrzymuje sie na stalym poziomie za pomoca regulatora 40. Tem¬ peratura strefy indukcyjnej jest kontrolowana za pomoca regulujacego rejestratora temperatury 70.Sygnal wejsciowy dla tego rejestratora regulujacego jest nadawany przez termoelement 73 umieszczony w strefie indukcji wewnatrz rury spalania 17. Syg¬ nal wyjsciowy regulatora 70 jest przekazywany przewodem 73 do przeponowego przewodu 12. Przez dlawienie doplywu czynnika ogrzewczego plynacego do zbiornika 10, co z kolei wplywa na wspólczyn¬ niki przewodzenia ciepla i glówne róznice tempe¬ ratur, mozna zmieniac doplyw ciepla do substratów i do rury spalania 17, co z kolei oddzialowuje na temperature w strefie indukcji. Sygnal wyjsciowy róznicowego miernika temperatury 48 jest przeka¬ zywany elementem 49 do rejestratora regulujacego 469 12 temperature 70. Elementem wskaznikowym moze byc po prostu piórko i wykres rejestratora 70. Przy wszystkich innych niezmiennych parametrach spa¬ lania wzrost temperatury w strefie indukcji pówo- 5 duje cofanie sie plomienia w kierunku dyszy, na¬ tomiast obnizenie temperatury powoduje oddalenie sie plomienia od dyszy. A wiec jezeli sklad weglom wodoru powoduje cofniecie sie plomienia w kierun¬ ku dyszy, to regulator 48 obniza temperature strejy 10 indukcyjnej az do momentu, w którym czolo plo¬ mienia znajdzie sie w prawidlowej pozycji. Na od¬ wrót jezeli zmiana skladu weglowodoru powoduje odsuniecie sie czola plomienia od dyszy, to regulator temperatury 48 powoduje wzrost temperatury strefy 15 indukcyjnej, az do momentu, w którym plomien znajdzie sie w prawidlowej pozycji. Ewentualnie wielkosc doplywu medium ogrzewczego moze byc ustalona na okreslonym poziomie, a sygnal regula¬ tora temperatury moze sluzyc do zmiany tempera- 20 tury medium ogrzewczego. Ze wzgledu na pojem¬ nosci cieplne medium i materialów uzytych w kon¬ strukcji analizera, system uwidoczniony na fig. 7 jest mniej czuly i mniej stabilny niz systemy na fig. 1, 5 i 6. 25 Wyniki uzyskiwane za pomoca analizerów we¬ dlug fig. 5, 6 i 7 sa podobne do wyników z analize¬ ra wedlug fig. 1. W kazdym przypadku uzyskuje sie ciagly sygnal wyjsciowy, którego wielkosc jest skorelowana ze zmianami w skladzie weglowodo- 30 rów. W urzadzeniu wedlug fig. 1 istnieje wspólza¬ leznosc miedzy wielkoscia doplywu weglowodorów i skladem weglowodorów. W urzadzeniu wedlug fig. 6 istnieje wspólzaleznosc miedzy doplywem po¬ wietrza i skladem weglowodorów. W urzadzeniu 35 wedlug fig. 7 istnieje wspólzaleznosc pomiedzy tem¬ peratura strefy indukcyjnej i skladem weglowodór rów.Oczywiscie do okreslania pozycji plomienia mozna stosowac inne elementy nie te, które wymieniono. 40 Na przyklad mozna stosowac elementy oporowe po¬ laczone z ukladem mostkowym. Mozna tez stosowac elementy optyczno-elektryczne, takie jak pirometry radiacyjne lub pirometry fotoelektryczne. Poniewaz cieplo plomienia zawiera znaczne stezenie rodników 45 organicznych i jonów, mozna pozycje plomienia okreslac za pomoca elementów reagujacych na jony.Na przyklad strefa plomienia moze zawierac kon¬ densator wlaczony w obwód oscylatora wysokiej czestotliwosci, w tym przypadku liniowe przesunie- 50 cie plomienia powoduje zmiane stalej dielektrycznej kondensatora i tym samym charakterystyki rezo¬ nansu oscylatora. W strefie plomienia moze byc równiez umieszczona szczelina jonizacyjna pradu stalego. PL PLFig. 4 shows the pressure dependence of the octane number 55 for the above described analyzer using a mixture of n-heptane and isoctane as fuel. The pressure values are plotted on the axles. This pressure is read on the recorder 50; The octane number is plotted on the axis of the saw blades. The curve is substantially straight with an octane number above 94 and somewhat curved below it. Since the output is a continuous analog signal, the analyzer can easily be integrated into the process control circuit 68 l. Figure 5 shows another embodiment of the analyzer in which the feed of hydrogen is regulated. Elements identical to those in Fig. 1 have the same numbering. In this case, the combustion pressure is constant, which is ensured by the regulator 40. The output of regulator 48 flows through line 49 to the hydrocarbon regulator 34. The indicating element is a flow recorder 60, connected via line 61 to regulator 34. In all other constant combustion parameters, an increase in the hydrocarbon feed causes the flame front to move away from the nozzle, while a decrease in the flow causes the flame front to approach the nozzle. Thus, if the composition of the hydrocarbon changes such that the flame front moves back toward the nozzle, the regulator 48 causes the fuel flow to increase until the flame front is in the correct position. Conversely, when a change in the composition of the hydrogen carbon causes the flame front to move away from the nozzle, the regulator 48 reduces the inflow of hydrocarbon until the correct position of the flame is achieved. Fig. 6 shows another embodiment of the analyzer. in which the air flow is regulated. Elements identical to those in Fig. 1 are marked with the same numerals. In this case, the combustion pressure is also kept constant by means of the regulator 40. The output signal of the differential temperature meter 48 is transferred via line 49 to the air flow regulator 27. The indicating element is a flow recorder 60 connected by means of a conduit 62 to the regulator 27. For all other consistent combustion parameters, an increase in air supply causes the flame to move away from the nozzle. Thus, if a change in the hydrocarbon composition draws the flame back toward the nozzle, the regulator 48 increases the air supply until the flame front is in the correct position. Conversely, when a change in the hydrocarbon composition causes the flame to move away from the nozzle, the regulator 48 causes the air to be reduced until the flame is in the correct position. Figure 7 shows another analyzer solution where adjustment is made. temperature of the induction zone. Elements identical to those in Fig. 1 have the same numbering. The combustion pressure is kept constant by the regulator 40. The temperature of the induction zone is controlled by the regulating temperature recorder 70. The input signal for this regulating recorder is given by a thermocouple 73 located in the induction zone inside the combustion tube 17. Output signal regulator 70 is passed through line 73 to diaphragm line 12. By throttling the flow of heating medium flowing into tank 10, which in turn affects the heat conduction coefficients and major temperature differences, the heat input to the substrates and to the combustion tube 17 can be altered. which in turn affects the temperature in the induction zone. The output of differential temperature meter 48 is relayed on element 49 to regulating recorder 469 12 temperature 70. The indicator element may simply be a pen and recorder plot 70. With all other combustion parameters constant, an increase in temperature in the induction zone will cause a pullback. the flame moves towards the nozzle, and lowering the temperature causes the flame to move away from the nozzle. Thus, if the composition of the hydrogen carbon causes the flame to back up towards the nozzle, the controller 48 lowers the temperature of the induction zone 10 until the flame front is in the correct position. Conversely, if a change in the hydrocarbon composition causes the flame front to move away from the nozzle, the temperature controller 48 causes the temperature of the induction zone to rise until the flame is in the correct position. Alternatively, the amount of heating medium may be set at a certain level and a temperature controller signal may be used to change the temperature of the heating medium. Due to the heat capacities of the medium and materials used in the construction of the analyzer, the system shown in Fig. 7 is less sensitive and less stable than the systems in Figs. 1, 5 and 6. The results obtained with the analyzers according to Figs. 5, 6 and 7 are similar to the results from the analyzer according to Fig. 1. In each case a continuous output is obtained, the magnitude of which is correlated with changes in the hydrocarbon composition. In the device according to FIG. 1, there is a correlation between the amount of hydrocarbon feed and the hydrocarbon composition. In the device according to Fig. 6 there is a correlation between the air supply and the hydrocarbon composition. In the apparatus 35 according to FIG. 7, there is a correlation between the temperature of the induction zone and the hydrocarbon composition. Of course, other elements, not those mentioned, may be used to determine the position of the flame. For example, it is possible to use stop elements connected to the bridge system. Optical-electrical components such as radiation pyrometers or photoelectric pyrometers can also be used. Since the heat of the flame contains a significant concentration of organic radicals and ions, the position of the flame can be determined by ion-reactive elements. For example, the flame zone may contain a capacitor connected to the circuit of a high-frequency oscillator, in this case a linear shift of the flame heat causes a shift. the dielectric constant of the capacitor and hence the resonance characteristics of the oscillator. The DC ionization gap may also be located in the flame zone. PL PL

Claims

1. Claims 1. The method of detecting changes in the composition of a mixture of 60 hydrocarbons by controlled combustion in the conditions of a cold stabilized flame, we know that the stream of the analyzed hydrocarbon and the stream of oxygen-containing gas, in appropriate proportions, are introduced under pressure 65 above atmospheric pressure, at a suitable flow rate of the mixture of both streams, into the induction zone kept at an elevated temperature, and burns the mixture of hydrocarbons in the combustion zone under the conditions of cold flame while controlling the position of the flame forehead, the control signal determining the position of the flame front is used to adjust one or more combustion parameters, such as pressure, the flow of the analyzed hydrocarbon or air, or the temperature of the induction zone, suitable for immobilizing and maintaining the cold flame front in a fixed position, regardless of changes in the composition of the analyzed material and measures the size c variation of the regulated parameter with a signal, which is then used to determine the composition changes of the material tested.

2. The method according to claim The method of claim 1, characterized in that the changes in the composition of the tested hydrocarbons are determined by means of a signal recording changes in the octane number of this hydrocarbon.

3. The method according to p. A method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the combustion process is carried out at a temperature of 288-453 ° C, measured in front of the flame front.

4. The method according to p. A method as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the combustion process is carried out at a pressure of 1.36-4.42 atm.

5. The method according to p. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the combustion process is carried out at a pressure of 1.7-3.4 atm.

6. A device for applying the method according to 1-5, characterized in that it consists of a combustion chamber (17), elements (20) for producing a stabilized cold flame in the interior of the combustion chamber, elements (43, 44) for detecting the position of a cold flame inside the combustion chamber and control elements (40) connected to the cold flame position detection elements (43 and 44) and the flame-generating elements (20), the apparatus being provided with means (50) for producing a signal proportional to the altered combustion parameter, which signal is a measure of the fuel composition. 7. Device according to claim Characterized in that the combustion chamber (17) is vertically oriented with a burner (20) arranged at its bottom, the hydrocarbon feed being connected to the burner. 8. Device according to claim 6 or 7 characterized by. that it is provided with pressure adjusters (40) inside the combustion chamber. 9. Device according to claim 6 to 8, characterized in that the flue gas discharge means connected to the combustion chamber at an axial distance from the burner are provided with a pressure regulator 1 (40). 10. Device according to claim 9. The pressure regulator as claimed in claim 9, wherein the pressure regulator comprises a pressure indicator. 11. Device according to claim Characterized in that, as means for detecting the position of the cold flame, it comprises temperature-reacting elements (43, 44) shifted relative to one another in the axial direction of the device. 12. Device according to claim 6, 7, 9, 10, 11 are characterized by the fact that it includes means (34) for regulating the hydrocarbon feed. 13. Device according to claim 6, 7, 9, 10, 11, characterized in that it comprises an oxidant feed line connected to the burner d provided with means (27) for regulating the supply of the oxidant. 14. Device according to claim 7, 9, 10, 11, in that the combustion chamber comprises an induction zone, the apparatus being provided with means (72) for regulating the temperature inside the induction zone. KI. 421.4 / 05 68 469 MKP GOln 7/00 39 J8. , 47 Flg.1KI. 421.4 / 05 68 469 MKP GOln 7/00 800 41 ^ 45 \ c / / tf% 46 j. # 46 (3.13; 42 ft85) t 38 i (2.58) 34 (2.31) 30 (2.04) 49 - Fig. 2 (427) 750 (399) 700 (371) ^ 650 (343) (W, 550. i ¦ J 'a-4 li ii li \ i L. "b (288) o 5 10 15 20 25 30 (0) (12.5) (25) (375) (50) (62.5) (75) Rg. 3 92 94 96 98 100 102 Rg. 4KI. 421.4 / 05 68 469 MKP GOln 7/00 Fig.

7. Typo Lódz, residing in 337/73 - 125 copies. Price PLN 10, - PL PL