194395. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilárd anyag tömegáram mérésére
1 194.395 2 A találmány tárgya eljárás szilárdanyag-tömegáram mérésére szilárdanyag-gáz-szuszpenziók csővezetékekben való szállításánál, főként sűrűáramban és megemelt nyomás mellett történő szállításnál, mint pl. poralakú tüzelőanyagok nagy nyomás alatt üzemeltetett elgázosító reaktorokba történő bevezetésénél, A tág alkalmazási lehetőségek miatt a poralakú tüzelőanyagok oxigénnel mint elgázositó közeggel való elgázosítása lángreakció formájában különösen előnyösnek bizonyult. Az ilyen elgázosítási eljárás többnyire nagy nyomás alatt, pl. 3 Mpa nyomásnál játszódik le. Ismertek olyan technológiák, mint pl. a 201 064 számú DD szabadalmi leírás szerinti megoldás, amelyeknél a poralakű tüzelőanyagot egy zsiliprendszeren keresztül hozzák megfelelő nyomásra, majd ezt követően egy hordozógáz-áramban szusz-Eendálva szállítóvezetékeken keresztül vezetik a tujdonképpeni elgázosító reaktor égőjéhez vagy égőihez. Amint a fent említett iratból is kitűnik, eközben arra törekszenek, hogy a hordozógáz-áramban a porkoncentrációt extrém magas értéken tartsák. így pl. a szilárdanyagnak a hordozógáz-térfogatáramhoz képesti arányát (az üzemi hőmérsékletre és az üzemi nyomásra vonatkoztatva) 300 kg/m3-nél nagyobb értékre állítják be. Az üzem gazdaságossága és a berendezés műszaki biztonsága szempontjából feltétlenül szükséges, hogy az elgázosító reaktor valamely égőjéhez adott időegység alatt bevezetett poralakú tüzelőanyag-mennyiséget mérni és szabályozni tudják. Többek között a 25 56 957 sz. DE közrebocsátási iratból ismeretes az a megoldás, amelynél több időszakosan üzemeltetett nyomás alatti készlettartályt alkalmaznak és a poralakú tüzelőanyagot ezekből a tartályokból egy az elgázosító reaktor égőjéhez vezető közös szállítóvezetékbe vezetik. Ebben az esetben a nyomás alatti készlettartályok ráhelyezhetők pl. súlymérő szelencékre is, és ily módon a készlettartályokból kilépő porhozam és azzal együtt az égőhöz időegység alatt bevezetett pormennyiség meghatározható. Ez a módszer azonban nem vezet eredményre, ha egy nyomás alatti készlettartályból több, egyidejűleg és egyenként ellenőrizendő, egy-egy égőhöz vezető szállítóvezetőket kell ellátni, vagy ha egy nyomás alatti készlettartályból, amelyet megfelelő zsilipeken vagy szilárdanyag-szivattyúkon keresztül periodikusan utántöltenek, egy folyamatos szilárdanyag-áramot vesznek el. Ismeretes továbbá, hogy a portömegáram mértékeként a por-hordozó-gáz-szuszpenzió egy a szállítóvezetékbe beszerelt Venturi-fúvókán bekövetkező nyomásesését vagy a szállítóvezeték meghatározott hoszszán bekövetkező nyomásesését használják fel, amint az a 14 33 327 számú DE közrebocsátási iratból ill. K. R. Barker és társai cikkéből (Pressure Feeder for Powdered Coal, Indutrial and Engineering and Engineering Chemistry 43 (1951) 1204-től 1209 oldalig) megismerhető. Eltekintve attól, hogy egy olyan fojtási hely mint pl. egy Venturi-fúvóka beszerelése nagy szilárdanyag-koncentrációjú por-hordozógáz-szuszpenzió számításánál a folyamatos üzemelés dugulás általi megszakadásának veszélyét hordozza magában, a nyomásesés és a por-tömegáram közötti összefüggést sok további paraméter is, mint pl. a mérési elrendezés geometriája, a szállítandó szilárdanyag jellege (szemcseeloszlás, szemcsefelépítés, felületi tulajdonságok, keménység, sűrűség), a szilárdanyag-tömeRhordozónáz-térfogathoz képesti aránya és a hordozógáz mérési helyen fennálló üzemi állapota is jel-, lemzi. Emiatt tehát hosszadalmas hitelesítési műveletek is szükségesek, így az ilyen mérést legtöbbször csak tendenciamérésként alkalmazzák. Ismertek olyan javaslatok is, pl. a 27 57 032 sz. DE közzétételi irat alapján, amelyek értelmében a hordozógáz-áramot a poralakú tüzelőanyaggal való feltöltés előtt, a por-hordozógáz-szuszpenzió sűrűsé* fjét pedig a szállítóvezetékben kell mérni és megfeelő számítógép-kapcsolásokon keresztül a portömegáramot, vagyis az időegység alatt szállított pormennyiséget ily módon ki lehet számítani, mimellett kiegészítő bemeneti adatként a szilárdanyag-részecskék sűrűségét és a hordozógáz sűrűségét is betáplálják. Ez a módszer azonban nem alkalmazható, ha nagyobb szilárdanyag-koncentrációkkal, vagyis fajlagosan kis hordozógáz-térfogatáramokkal történik az üzemelés. Még abban az esetben is, ha a kis gáztérfogat-áramok nagy nyomás meletti pontos mérésének vagy szivárgási veszteségek ill. a járulékosan, pl. a nyomásmérő helyek öblítésére a csővezetékbe bevezetendő (csekély mennyiségű) hordozógáz-mennyiségek pontos mérésének problémái megoldottak volnának, a pillanatnyi értékek tekintetében ezen feltételek mellett jelentős különbségek adódnak a porral való feltöltés előtti mérőhelyen mért hordozógáz-térfogatáram és a szállítóvezetékben áramló valódi hordozógáz-térfogatáram között. Ezek a különbségek a (nyomás alatt álló) por-készlet tartályok és a szállítóvezeték közötti nyomáskiegyenlítődési folyamatok következtében lépnek fel, amelyek a készlettartályok utántöltésénél alkalmazott zsilipelő üzemmódból és az egész rendszerben fellépő önmagában csekély mértékű nyomásingadozásokból adódnak. Ezek a különbségek elhanyagolhatók, ha nagy hordozógáz-mennyiségeket használunk fel a por szállítására ('ntkaáramu szállítás"). A sűrűáramú szállítás feltételei mellett, ahol pl. a 3,0 Mpa nyomás alatt egy barnaszénpor-hordozógáz szuszpenziót 500 kg barnaszénpor/m3 hordozó-gáz-koncentrációval szállítják, ezen különbségek pillanatnyi értéke elérheti a teljes hordozógáz-áram nagyságrendjét így a portömegáramnak a hordozógáz-áramból és a szuszpenzió sűrűségéből kiszámított, az elgázosító reaktor üzemelése és műszaki biztonsága számára fontos pillanatnyi értéke jelentős hibákkal terhelt. A 27 57 032 számú DE közzétételi irat kitanítása végül abban az esetben sem alkalmazható, ha egy nyomás alatti készlettartályból több külónválasztottan szabályozandó és ellenőrizendő szállítóáram indul ki és a teljes hordozógáz-tömeget egységes áramként vezetik ebben a készlettartályba. Ugyancsak egy ritakáramú szállítórendszer számára alkalmazható a 25 54 565 sz. DE közzétételi iratban megadott eljárás, ahol portömegáram szabályozása számára vezérjelként a mérőhelyen mért szilárdanyag-sűrűség és egy hordozógáz-térfogatáram és egy összehasonlító érték közötti különbség szorzata szerepel. Egyéként ez az eljárás nem ad mennyiségi tájékoztatást a portömegáramról. A szilárdanyag-sflrűség por-hordozógáz-szúszpenzióban való mérésre a 27 11 114 sz. DE közrebocsátási iratban abszorpciós méréseket javasolna]?, az elektromágneses hullámok szuszpenzión való áthaladásánál illetve a por-hordozógáz-szuszpenzió elektromos kapacitásának méréseit két alkalmas elektróda között. Ismertek továbbá eljárások a szilárdanyag-részecs-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
