SU1049778A1

SU1049778A1 - Process for automatic inspection of local concentration of disperse material in gas-suspension flows

Info

Publication number: SU1049778A1
Application number: SU823388416A
Authority: SU
Inventors: Владимир Кузьмич Маскаев; Иван Иванович Шишко; Альберт Павлович Баскаков; Алексей Васильевич Мудреченко; Александр Майевич Жикин
Original assignee: Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова; Предприятие П/Я А-7125
Priority date: 1982-02-04
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1983-10-23

Abstract

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРС .НОГбМАТЕРИАЛА В ПОТОКАХ ГАЗОВЗВЕСИ путем изокинетическогр отбора проб газовзвеси из потока заборником канального типа с последующей фильтрацией отобранной смеси, взвешиванием твердой фазы и регистрацией скорости газа, от л и ч a ю щи и с тем, что, с целью повышени точности контрол , отбор пробы производ т через два коаксиальных канала, a регистрацию значени скорость таза и концентрации дисперсного материала производ т в момент равенства удельных массовых расходов материала в каналах. 4 СР 1 ООA METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF LOCAL CONCENTRATION OF DISPERSE OF THE NOGBMATERIAL IN GAS CONVERSION STREAMS through isokinetic sampling of a gas suspension from a stream with an intake duct type, followed by filtering the selected mixture, weighing the solid phase and recording the velocity of the gas, I can work, and you will be using the source code, and you will be using the source code, you will be using the source stream, you will be using the sample stream, you will be in a way and you will be in a way, and you will be using the object, and you will be using the source code and you will be in a no-go mode, and you will be using the source code and you will be in a way and you will be in a way and you will be in a way and you will be using the source code, and you will be using the sample stream, and you will be using the source code and you will be able to check the speed of the object, and you will be using the source code and you will be using the source code and you will be able to perform the process. increasing the accuracy of control, sampling is performed through two coaxial channels, and the pelvic velocity and the concentration of the dispersed material are recorded at the moment of the specific mass flow rate s material in the channels. 4 CP 1 GS

Description

Изобретение относитс к способам автоматического контрол проведени технологических процессов, св занных с обработкой твердых зернистых материалов в потоках гаэовзвеси, и может примен тьс в химической, металлургической, пищевой и других област х промышленности, Известен способ контрол локальной концентрации дисперсного матери ала в потоке газа, основанный на регистрации скорости газового потока в точке контрол с помощью пневмометрической трубки и последующего отбора пробы материала специальным одноканальным зондом при строгом равенстве скоростей потоков газовзв си в технологическом и измерительном канале. Способ прост в эксплуат ции 1 Недостатком способа вл етс дос Т/1ТОЧНО больша длительность и периодичность контрол локальной концентрации , особенно при слабозапыле ных потоках газовзвеси. Кроме того, отбор пробы дисперсного материала ведетс , как правило, в фильтрующие патроны, установленные в голове отборной трубки и .поэтому требуютс дополнительные операции демонтажа и взвешивани . Известно также устройство, реализующее способ.контрол газового потока, в котором осуществл ют изокинетический отбор пробы при отсутс вии разности давлений у отверстий, выполненных на боковых поверхност х двух концентрических трубок С2 Недостатком этого способа вл ет с значительна погрешность из-за сложности поддержани равенства дав лений у отверстий. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ автоматического контрол локальной Концентрации дисперсного ма териала в потоках газовэвеси путем изокинетического отбора проб газовзвеси из потока заборником канального типа с последующей фильтрацией отобранной смеси, автоматическим взвешиванием твердой фазы и измерени скорости газа З, Обеспечива автоматически контроль локальной концентрации, способ в то же врем имеет низкую точность измерени , поскольку равенство стат ческих напоров в месте отбора еще не гарантирует изокйнетических условий отбора, особенио при низких и измен ющихс во времени скорост х потока газовзвеси и высокой концентрации дисперсного материала в технологическом канале, что вл етс причиной загр знени воздушного бассейна при плохой очистке промышленных выбросов. Целью изобретени вл етс повьиение точности контрол локальной концентрации дисперсного материала в потокегазовзвеси. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу контрол отбор пробы производ т через два коаксиальных канала, а регистрацию значени скорости газа и концентрации дисперсного материала производ т в момент равенства удельных массовых расходов материала в каналах . На фиг. 1 представлена схема пробоотборникаf на фиг. 2 блок-схема устройства, реализующего способ авт 1атического контрол локальной концентрации дисперсного материала в потоке; на фиг. 3 - зависимость изменени удельного массового расхода В каналах от изменени скорости отбора пробы .При заданной скорости потока в газоходе. Пробоотборник представл ет собой две коаксиальные трубки 1 и 2 с толщиной стенок 0,5 мм, имеющие со стороны входа потока острые кромки. Каналы, образованные трубками, имеют равновеликие площади .живых сечений , рассчитываемых по диаметрам остЕ.7х кромок (например, d б,72 мм и d 2 9,50 мм). Пробоотборник устанавливаетс на рассто нии 4,5 м от начала газохода 3 в зон установившегос течени газовзвеси с возможностью перемещени по его диаметру с помощью штанги 4, на которую нанесена шкала дл определени координаты пробоотборники. Проба из цилиндрического и кольцевого каналов поступает по резиновым.шлангам 5 и 6 в фильтры. При отборе пробы через цилиндрический , образованный трубкой 1, и кольцевой (между стенками трубок 1 и 2 ) коаксиальные каналы создают такие услови , при которых достигаетс равенство удельных массовых pacxdflOB материала в каналах, эквивалентное зoкинeтичecким услови м отбора. Любое отклонение от условий изокинетичности приводит к искривлению ИНИЙ тока газа у входного сечени заборных каналов. Так как при зтом линии тока частиц искривл ютс менье (за счет инерционных сил), количество частиц перераспредел емс по заборным каналам так, что нарушаетс равенство удельных массовых расходов. При скорости потока в технологическом канале, меньшей средней скорости отбора, и равенстве скоростей отбора газа в обоих каналах , количество частиц, забираемое наружным каналом больше, чем внутренним. В случае, когда скорость отсоСа меньше скорости потока, большее количество частиц попадает во внутренний канал пробоотборника, что . Подтверждаетс проведёнными испытани ми . Проба отсасываетс из обоих каналов с одинаковой скоростью, принимавшей значение 4,05} 4,65; 5,24} 5, 5,90; 6,25} 6,76 и 7,13 м/сЪри известной действительной скорости потока 5,85 м/с в технологической линии. Дисперсный материсьл осаждаетс в фильтрах и, по окончании отбора, взвешиваетс . По полученным значени м скорости отбора и массового расхода материал в обоих каналах строитс график (фиг. 3), из которого видно, что при .скорост х отсоса меньших, чем действительна скорость потока, мас совый расход дисперсного материала через внутренний канал больше, чем через наружный, и наоборот. В момент , когда скорость отсоса сравн лась со скоростью потока (точка Л массовые расходы, материала (в данном случае удельные, так как каналы равновелики по сечению) в обоих кан лах выровн лись. . Таким образом, при регшизации способа осуществл ют регистрацию концентрации дисперсного материала и скорости отбора при равенстве удельных массовых расходов, что соответствует изокинетическим услови м . Способ реализуетс следующим образом . Пробу газовзвеси отбирают по каналам , образованным концентрическими трубками 1 и 2 из газохода 3 и подают по резиновым шлангам 5 и 6 на фильтрующие элементы 7 и 8 автоматических весов 9 и 10, непрерывно регистрирующих приращение мае сы пробы. Фильтрующие элементы 7 и 8 предназначены дл отделени дис персного материала от газа, который через измерительные устройства 11 и 12 и запорно-регулирующие элементы 13 и 14 отсасываютс вакуум-насосем 15. Сигналы с автоматических весов 9 и 10 поступают в блок 16 сравнени . При равенстве сигналов с весов 9 и 10 блок 16 выдает разешающий сигнал на регистрирующий прибор 17, который регистрирует удельный массовый.расход с весов 10, соответствующий концентрации дисперсного материала в потоке : При нарушении равенстпа удельных массовых расходов .через каналы пробоотборника блок 16 сравнени сигналов подает команды задатчику-регул тору 18, который задает первоначальную скорость отсоса взвеси ци-, линдрическим каналом У.через исполнительный механизм запорно-регулирующего элемента 14. Положение запорно-регулирующегр элемента 13 устсшавливаетс командой с блока 19 подстройки, который сравнивает сигналы , соответствующие скорости от- ; coca газа, поступающие с измери- ; : тельных устройств 11 и 12 (W и W) . Задатчик 18 через исполнительный механизм, прикрыва или открыва запорный элемент 14, измен ет начальные услови , т.е. скорость газа. При этом объемный расход соответственно падает или возрастает и в каналах пробоотборника устанавливаютс скорости, отбора W W. Далее процесс повтор етс , пока .разность сигналов на выходе с весов . .. 9 и 10 станет равной нулю. Этот.мо- мент соответствует .из-окинетическим услови м отбора, поэтому блок 16 сравнени отдает команду прибору 17 зафиксировать истинное значение концентрации дисперсного материала с весов 10 и скорости газа с измерительного устройства 11. Применение изобретени позвол ет повысить точность определени концентрации в 4 раза, что влечет за собой повьзшение качества очистки пром1Л1шенных выбросов, т.е. уменьшение загр знени воздушного бассейна. Кроме того, по вл етс возможность болае точного дозировани дисперсных материалов в аппар.аты химического iipoHS- -. водства. и, следовательно, повышаетс качество конечного продукта.The invention relates to methods for automatically controlling technological processes associated with the treatment of solid granular materials in gas suspension flows, and can be used in the chemical, metallurgical, food and other industries. A method for controlling the local concentration of dispersed material in a gas stream based on registration of the gas flow rate at the control point using a pneumometric tube and subsequent sampling of the material with a special single-channel probe during construction the equality of the velocities of gas flow in the technological and measuring channel. The method is easy to operate 1. The disadvantage of the method is that the duration and frequency of control of the local concentration is long and frequent, especially with lightly dusty gas suspension flows. In addition, the sampling of dispersed material is usually carried out in filter cartridges installed in the head of the sampling tube and therefore additional dismantling and weighing operations are required. It is also known a device that implements a gas flow control method in which isokinetic sampling is carried out in the absence of a pressure difference between the holes made on the side surfaces of two C2 concentric tubes. The disadvantage of this method is considerable error due to the difficulty of maintaining equality holes at the holes. The closest to the invention according to the technical essence is a method of automatic control of the local concentration of dispersed material in gas suspension flows by isokinetic sampling of a gas suspension from the flow with a channel-type sampler followed by filtering the selected mixture, automatic weighing of the solid phase and measuring the velocity of the gas. method, at the same time, has low measurement accuracy, since the equality of static heads at the sampling point is still e izokyneticheskih ensures selection conditions, especially at low and time-varying flow rates of the gas suspension and high concentration of particulate material in the process channel, which is a cause of contamination of the air basin in poor purification of industrial emissions. The aim of the invention is to increase the accuracy of controlling the local concentration of the dispersed material in the gas flow stream. This goal is achieved by the fact that, according to the control method, a sample is taken through two coaxial channels, and the value of the gas velocity and the concentration of the dispersed material are recorded at the time of equality of the specific mass flow rates of the material in the channels. FIG. 1 shows a sampling diagram for FIG. 2 is a block diagram of a device implementing a method for automatically controlling a local concentration of a dispersed material in a stream; in fig. 3 - dependence of the change in the specific mass flow rate in the channels on the change in the sampling rate. At a given flow rate in the gas duct. The sampler consists of two coaxial tubes 1 and 2 with a wall thickness of 0.5 mm, having sharp edges on the inlet side. The channels formed by the tubes have equal-sized living sections, calculated from the diameters of the STE.7x edges (for example, d b, 72 mm and d 2 9.50 mm). The sampler is installed at a distance of 4.5 m from the beginning of the duct 3 in the zones of steady flow of the gas suspension with the ability to move along its diameter using the rod 4, which is marked with a scale to determine the coordinates of the samplers. The sample from the cylindrical and ring channels enters the rubber hoses 5 and 6 into the filters. When sampling through cylindrical, formed by tube 1, and annular (between walls of tubes 1 and 2) coaxial channels create such conditions under which the equality of specific mass pacddflOB material in the channels is achieved, equivalent to the similar selection conditions. Any deviation from the conditions of isokineticity leads to a curvature of the gas flow at the inlet section of the intake channels. Since at this time the streamline of the particles is less distorted (due to inertial forces), the number of particles is redistributed along the intake channels so that the equality of the specific mass flow rates is violated. When the flow rate in the process channel is less than the average extraction rate, and the gas flow rates in both channels are equal, the number of particles taken by the outer channel is greater than the internal one. In the case when the speed of the otoxa is less than the flow rate, a larger number of particles fall into the internal channel of the sampler, which is. Confirmed by tests. The sample is sucked from both channels at the same rate, taking the value of 4.05} 4.65; 5.24} 5, 5.90; 6.25} 6.76 and 7.13 m / sbri of the known actual flow rate of 5.85 m / s in the production line. Dispersed material is deposited in the filters and, at the end of the sampling, is weighed. From the obtained values of the sampling rate and the mass flow rate, the material in both channels is plotted (Fig. 3), from which it can be seen that at the suction rate is lower than the actual flow rate, the mass flow rate of the dispersed material through the internal channel is greater than outdoor, and vice versa. At the moment when the suction rate was compared with the flow rate (point L mass flow rates, of the material (in this case, specific, as the channels are equal in cross section) in both channels leveled. Thus, when the method is registered, the dispersion concentration is measured material and the rate of selection with equal mass flow rates, which corresponds to the isokinetic conditions. The method is implemented as follows: a sample of the gas suspension is taken through the channels formed by concentric tubes 1 and 2 from the duct 3 and under filter hoses 7 and 8 of automatic weights 9 and 10, which continuously record the increment of sample may, are carried along rubber hoses 5 and 6. Filter elements 7 and 8 are designed to separate the dispersed material from the gas, which through measuring devices 11 and 12 The regulating elements 13 and 14 are sucked off by a vacuum pump 15. The signals from the automatic scales 9 and 10 are fed to the comparison block 16. With equal signals from the scales 9 and 10, the block 16 outputs a holding signal to the registering device 17, which registers the specific mass flow. from weights 10, corresponding to the concentration of dispersed material in the flow: In case of violation of the specific mass flow rates, through the sampler channels, the signal comparison unit 16 commands the control unit 18, which sets the initial suction rate of the suspension by the cylindrical channel. - the regulating element 14. The position of the locking and regulating element 13 is fixed by a command from the trimming unit 19, which compares the signals corresponding to the speeds from; coca gas coming from the measurement-; : telephones 11 and 12 (W and W). The setting device 18 changes the initial conditions through the actuator, by covering or opening the locking element 14, i.e. gas velocity. At the same time, the volumetric flow rate decreases or increases, respectively, and the sampling rate W W is set in the sampler channels. Then the process is repeated until the difference in the output signals from the balance. .. 9 and 10 will become zero. This moment corresponds to the oxidation conditions of selection, therefore, the comparison unit 16 instructs the device 17 to record the true value of the concentration of the dispersed material from the weights 10 and the gas velocity from the measuring device 11. The application of the invention improves the accuracy of determining the concentration by 4 times , which entails an improvement in the quality of purification of industrial emissions, i.e. reduction of air pollution. In addition, it is possible for Bola to accurately dispense dispersed materials into the instruments of the chemical iipoHS- -. of leadership. and therefore the quality of the final product is improved.

rraJrkTrraJrkT

LlJ- LSJ- P--nLlJ-LSJ-P - n

ЮYU

У ipnU ipn

tt

II

Й... ffTh ... ff

i i

y ) iy) i

f5f5

LrH.EjLrh.ej

%г% g

wf .8wf .8

r.r. r.r.

II

Claims

A METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF LOCAL CONCENTRATION OF A DISPERSE MATERIAL IN GAS CONTROL FLOWS by using isokinetic sampling (gaseous weights from a channel-type inlet stream, followed by filtering the selected mixture, weighing the solid phase and measuring the velocity of the gas in the flow channel, followed by filtering the selected gas flow rate, weighing the solid phase and measuring the gas velocity, using the same flow rate, sampling the gas, sampling the solid phase and measuring the gas velocity, using the sample gas flow, sample the flow rate through two coaxial channels, and the registration of the value of the gas velocity and the concentration of the dispersed material is produced at the time of equality of the specific mass consumption of matter la in the channels.

9

(L

with

ki

with

<4

00

>

2

I

1049778