189585. lajstromszámú szabadalom • Eljárás por alakú és finom szemcsés, hordozógázáramban szuszpendált szilárd anyagok tömegáramának mérésére
1 . 189 585 2 A találmány tárgya eljárás por alakú és finom szemcsés, hordozógázáramban szuszpendált szilárd anyagok tömegáramának mérésére, amelyet adagolótartályból szállítócsövön át felhasználóberendezésbe bevezetjük, különösen a szállítócsőben uralkodó magas koncentráció és megnövekedett nyomás esetén. A találmány szerinti eljárást elsősorban tüzelőanyagoknak reaktorban történő elgázosítására, valamint elégetésére használjuk. Ismeretesek eljárások és készülékek por alakú és finom szemcsés anyagok tömegáramának meghatározására, amelyek nem alkalmasak szénporokhoz, azaz, amelyek nem pontosan kvantitatív mérési értékeket, hanem csak kvalitatív mérésjeleket szolgáltatnak, vagy pedig, amelyek a szilárd anyag nagyon alacsony sűrűsége (eF2<30 kg/m3) esetén alkalmasak csak pneumatikus szállításhoz. A 199 246 és a 145 958 számú NDK szabadalmi leírás szerinti eljárások mérésre analóg tömegáramértékeket szolgáltatnak, amelyek csak egy pontosan definiált sűrűségi állapotra és egy meghatározott porminőségre reprodukálhatók és műszakilag kielégítő pontossággal rendelkeznek. A 142 606 számú NDK szabadalmi leírás szerinti fényoptikai eljárások mérésre a mérési értékek egyidejű előállításának a sokfélesége ellenére a szénporok hiányzó fényáteresztés és fényvisszaverés következtében nem alkalmasak sűrű, kétfázisú áramlásoknál. A 2 554 565 számú NSZK szabadalmi leirás berendezést ismertet finom szemcsés tüzelőanyagoknak nyomóporlasztására tüzelőanyagáramot szabályozó készülékekkel, ahol a tüzelőanyagáram hordozógázban („szállítógázban”) szuszpendáltan az elgázosítóreaktorba kerül bevezetésre. A szabadalmi leirás kitanítása szerint a hordozógáz egy részét a tüzelőanyag fluidizálására, egy további részét az elgázosítóreaktorhoz vezető szállítóvezeték bemeneténél hajtógázként, és a hordozógáz fő részét pedig közvetlenül a szállitóvezetékbe vezetik be. Itt a „szállítóvezeték meghatározott keresztmetszetében jelenlévő finom szemcsés tüzelőanyagot” mérik meg. Adott keresztmetszetnél a mérési érték a tüzelőanyagkoncentrációnak, illetve a por és a hordozógáz képezte szuszpenzió sűrűségének felel meg. A szállítóvezetéknek a mérésre használt keresztmetszete a hordozógáz említett fő részének a bemeneti helyétől az áramlás irányában haladva helyezkedik el. Kiegészítőleg még a hordozógázt is megmérik. A két mérési értéket számítógép segítségével a tüzelőanyagáramnak megfelelő vezérelt jellemzővé alakítják át, amelyet a fluidizáló és hajtógázmennyiség szabályozására használják fel. Megmutatkozott, hogy a szabadalom kitanítása szerint a tüzelőanyagáram mérése a szállítóvezetékben a szilárd anyagnak alacsony (kb. 50 kg/m3-ig terjedő) koncentrációja esetén alkalmazható, viszont a szilárd anyag magas koncentrációban történő szállítása a szilárd anyagnak magas, tehát például 300 kg/m3-t kitevő koncentrációja esetén a mérés alkalmatlan. Ismeretes a 2 757 032 számú NSZK szabadalmi leírásból eljárás a szilárd anyag áramának meghatározására, ahol a szilárd anyagot porelgázosítóreaktorba vezetik be. Lemérjük a hordozógáz összmennyiségét por alakú tüzelőanyag belekeverése előtt, valamint a por és hordozógáz képezte szuszpenzió sűrűségét egyik helyen. A mérés alapelvében megegyezik így a 2 554 565 számú NSZK szabadalmi leírásban ismertetett kitanítással és szintén csak ritka anyagárammal történő szállításhoz van szabva. Végül pedig a 2 902 911 számú NSZK szabadalmi leírásban egy eljárás és készülék van ismertetve reaktor pneumatikus, az elvezetett mennyiség függvényében szabályozható töltésére. Itt többek között azt igénylik, hogy több szállítócső mindegyikében meghatározott, a szállított anyagáramra jellemző paramétereket lemérik és az anyagáram vezérlésébe ezeket bevonják, ahol a paraméterek nyomásként, szállítási sebességként, sűrűségként és hőmérsékletként vannak megadva, anélkül, hogy a szállítási sebesség jellegére, különösen mérésére utalás történne. Az itt leírt technológia is csak csekély szilárdanyagkoncentrációt tesz lehetővé. A találmánnyal célunk folyamatos eljárás por alakú és finom szemcsés, hordozógázáramban szuszpendált szilárd anyagok, különösen tüzelőanyagok tömegáramának mérésére, amely függetlenül a por alakú anyagnak a szállítócsőbe történő bevezetési technológiájától, a szilárd anyag bármilyen koncentrációja mellett, különösen a szilárd anyag nagyon magas koncentrációjánál is és tetszőleges, műszakilag megvalósítható rendszernyomáson kvantitatív mérési értékeket szolgáltat. A találmánnyal feladatunk javasolni egy eljárást por alakú és finom szemcsés, hordozógázban szuszpendált szilárd anyagok, különösen tüzelőanyagok reaktorban elgázositásra/elégetésre szolgáló tömegáramának a mérésére, ahol a bonyolult sebességmérést kétfázisú áramlással valósítottuk meg, a szállítócsatornán belül semmilyen áramlásszabályozó mérőszerkezet sincsen elhelyezve, a szállítás folyamatosságának és állandóságának a biztosítására nincsen szükség semmilyen szűkítésre, vagy bővítésre a szállítócsőben, a mérési eljárás a mérőszakasz hitelesítése nélkül és a porfajtától függetlenül funkcionál és még a közvetlen áramlási tartományban is kielégítő mérési pontosságot biztosít. A kitűzött feladatot a bevezetőben említett eljárásnál úgy oldottuk meg a találmány szerint, hogy a szilárd anyag és a hordozógáz képezte szuszpenzióba injektáló gázáramot olyan helyen vezetjük be, ahol az injektáló gázáram bevezetési helye előtti áramlásirányban a szilárd anyag és hordozógáz képezte szuszpenzió qf, sűrűségét, az injektáló gázáram bevezetési helye után szilárd anyag és a hordozógáz képezte szuszpenzió çF2 sűrűségét, ezenkívül a szállítócsőben a nyomást és a hőmérsékletet, valamint az injektáló gázáramot leméijük, és a mérési értékeket leképzett jelekké alakítjuk, továbbá, hogy à eFI, qF2, nyomás, hőmérséklet és az injektáló gázáram képezte tényezőknek megfelelő jeleket számítógép segítségével a szilárd anyag tömegáramának megfelelő kimeneti jelet létrehozóan hasonlítjuk össze. Célszerű az olyan foganatosítási mód, ahol az injektáló gázáramot a szállítóvezeték egyik részét 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
