Устройство для контроля концентрации дисперсного материала в потоках газовзвеси

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА . В ПОТОКАХ ГАЗОВЗВЕСИ, содержащее установленные последовательно по ходу потока отбираемой газовой пробы трубку нулевого типа, размещенную в газоходе, охладитель-конденсатосборник , уловитель дисперсного материала, расходомер с регулятором расхода, :; анализатор химического состава пробы и побудитель расхода, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повмпения точности путем снижения погрешности от изменения состава газовой пробы после ее охлаждения, устройство с снабжено напорной трубкой, сопряженной с трубкой нулевого типа, и датчиком температуры в точке отбора пробы, при этом обе трубки выполнены , с общей импульсной линией для замера статического напора в точке отбора, . с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1! 9) (11}

4(5l) G 01 N I/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2i) 3606827/23-26 (22) 15.06.83 (46) 07.05.85. Бюл, Р 17 (72) А.Л.Гарзанов (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им.И.Г.Есьмана (53) 543 ° 27.1(088.8) (56) 1, Страус В. Промышленная очистка газов. И. "Химия", 1981, с. 616.

2. Патент Японии В 56-21089, кл. С 01 N 1/22, 1981.

3. Цирульников Л.М., Конюхов В.Г., Грек В.В. Методы определения концентрации токсичных продуктов неполного сгорания газа и мазута. М., ВНИИгазпром, 1977, с. 56, фиг. 2. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА

В ПОТОКАХ ГАЭОВЗВЕСИ, содержащее установленные последовательно по ходу потока отбираемой газовой пробы трубку "нулевого" типа, размещенную в газоходе, охладитель-конденсатосбор" ник, уловитель дисперсного материала, расходомер с регулятором расхода, анализатор химического состава пробы и побудитель расхода, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем снижения погрешности от изменения состава газовой пробы после ее охлаждения, устройство снабжено напорной трубкой, сопряженной с трубкой "нулевого" типа, и датчиком температуры в точке отбора пробы, при этом обе трубки выполнены ,с общей импульсной линией для замера статического напора в точке отбора.

Изобретение относится к средствам контроля за выбросами вредных веществ из промышленных источников в атмосферу и может быть использовано для определения содержания аэрозолей, а также канцерогенных веществ в продуктах сгорания топливосжигающих установок.

Известно устройство для контроля газового потока, содержащее вводимую lO в газовый поток пробоотборную трубу, уловитель аэрозолей, расходомер, вентиль, газовый насос и соединяющие их герметичные газовые линии (1).

Недостатками этого устройства яв- 1 ляются невысокая точность определения объема отбираемых газов из-за возможной конденсации водяных паров на фильтре уловителя аэрозолей и рабочих органах расходомера, погрешность щ в определении содержания аэрозолей при несовпадении скорости отсоса газов и скорости основного потока газов в точке отбора, а также сложность определения содержания канцерогенных веществ в отобранных таким устройством пробах аэрозолей.

Известно устройство для взятия проб, содержащее всасывающую трубку с соплом .на конце, эжектор (побуди-! тель расхода), уловитель дисперсного материала, регулятор расхода, расходомер и датчик скорости (2).

Недостатком известного устройства. является значительная погрешность.

Это объясняется тем, что скорость в

35 пробоотборной трубке измеряется не во входном отверстии, а за ним по ходу потока отобранной части газов, где из-за потерь на трение, изменения геометрии канала, изменения температуры и давления, скорость газов отличается от скорости газов в точке отбора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля концентрации дисперсного материала в потоках газовзвеси, содержащее пробоотборную трубку "нулевого" типа, охладитель- у конденсатосборник, уловитель аэрозолей, расходомер, регулятор расхода, газовый насос и соединяющие их герметичные газовые линии (3$.

Недостатком известного устройства у является недостаточная точность определения объема отсасываемых продуктов сгорания вследствие несоответствия объемов газов, прошедших входное отверстие пробоотборной трубки, объему газов, прошедших через расходомер после улавливания аэрозолей. Последнее вызвано уменьшением объема отсасываемых газов после конденсации и удаления содержащейся в них влаги. Введение расчетных поправок на изменение объема затруднительно из-за практически неконтролируемых колебаний режима горения, влажности топлива, особенно при сжигании высоковлажных топлив, например, водомазутных эмульсий. Недостаточная точность определения объема снижает точность опрепеления сопепжакия аэрозолей и проп актах сгопания.

Пелью изобретения является повышение точности определения содержания аэрозолей в продуктах сгорания при отборе из них проб путем снижения погрешности от изменения состава газовой пробы после ее охлаждения.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для контроля концентрации дисперсного материала в потоках газовзвеси,содержащее установленные последовательно по ходу потока отбираемой газовой пробы трубку "нулевого" типа, размещенную в газоходе, охладитель-конденсатосборник, уловитель дисперсного материала, расходомер с регулятором расхода, анализатор химического состава пробы и побудитель расхода, снабжено напорной трубкой, сопряженной с трубкой нулевого" типа. и датчиком температуры в точке отбора пробы, при этом обе трубки выполнены с общей импульсной линией замера статического напора в точке отбора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для контроля концентрации дисперсного материала в потоках газовэвеси," на фиг. 2 — пробоотборный узел устройства.

Устройство состоит из пробоотборной трубки 1 "нулевого" типа, установленной в газоходе 2 и соединенной герметичными газовыми линиями 3 последовательно с охладителем-конденсатосборником 4, уловителем 5 аэрозолей, расходомером 6 и регулятором 7 расхода и побудителем 8 расхода (газовым насосом). Между регулятором 7 расхода и победителем расхода параллельно основной газовой линии 3 подключен дополнительными

3 11545 газовыми линиями 9 газоанализатор 10.

К пробоотборной трубке 1 прикреплены напорная трубка.11 и датчик 12 температуры, показания последнего ныводятся на вторичный прибор 13.

Динамический напор в напорной трубке 11 измеряется микроманометром

14, который соединен с трубкой 11 импульсными линиями 15 полного напора и 16 статического напора. Нуле- 1О ной перепад между статическими напорами внутри входного канала пробаотборной трубки 1 и вне его контролируется по микроманометру 17, соединенному импульсной линией 18 с

15 внутренней полостью входного канала пробоотборной трубки i, а импульсной линией 19 — с линией 16 статического напора напорной трубки 1.1. Давление в точке отбора определяется по датчику 20 давления, соединенному импульсной линией 21 с линией 19.

Измерение динамического напора газового потока совместно с плотностью газон, определяемой по их 25 химическому составу, позволяет опре-делять скорость газового потока непосредственно в точке отбора. Выполнение условия изокинетичности, т.е, поддержание равенства скоростей основного газового потока и отсасываемых газов но входном отверстии пробоотборной трубки при известной площади этого отверстия позволяет определить объем продуктов сгорания, прошедших через входное газоотбор- . ное отверстие за измеренный период времени отбора пробы. Измерение давления и температуры непосредственно в точке отбора позволяет привести плотность газов к условиям в этой точке, а найденным объем — к стандартным условиям. К пробо(тборной трубке

1 "нулевого" типа присоединена напорная трубка 11,например типаПрандтля, таким образом, что входные отверстия этих трубок находятся в одной плоскости, оси входных каналов трубок параллельны и расположены друг от друга на расстоянии, не превышающем г пяти диаметров входного отверстия пробоотборной трубки "нулевого типа.

Узел устройства, вводимый в газовый поток, не должен влиять на распределени." скоростей в точке отбора проб.

Иначе нарушается условие изокинетичности. При этом вводимые в газохад 2 лробоотборная трубка 1 "нулевого типа с диаметром d напорная

80 4 трубка 11 с диаметром Йн Рассматриваются как один узел с общим диаметром д . Влияние вводимого в г азовый поток узна будет пренебрежимо мало при выполнении условия

d/ o, о где 9 — диаметр газохода.

В нашем случае (3 =(+0, 5 ((3qy + сейнт) где E — расстояние между осями входных каналов напорной и пробостборной трубок.

Обычно ди, ъ дат . Примем, что с т = дит . Тогда, подставляя значение д в d /g = 0 01 и преобразовывая относительно (, имеем Q„ a(001%„.,)

-1.

Максймальные (по глубине) размеры газоходон (D) даже для самых мощных современных котлов не превышают 15 м.

Максимальные размеры дат не превышают

0 025 м. Подставляя эти значения в последнюю зависимость, имеем

6 /dи т (0,01. 15/00, 025) — 1

E = 5 с ит

Устройс-во работает следующим образом.

После включения насоса побудителя

8 расхода при помощи регулятора 7 расхода по показателям микромакометра

17 устанавливают определенный расход отсасываемых продуктов сгорания через пробоотборную трубку 1, при котором выполняется условие изокинетичности. Одновременно фиксируется время начала отбора пробы. Отсасываемые продукты сгорания после пробоотборной трубки 1 последовательно проходят охладитель-конденсатосборник 4, где они охлаждаются и из них удаляется сконденсированная влага, уловитель 5 аэрозолей, н котором содержащиеся в продуктах сгорания аэрозоли задерживаются и конценттрируются фильтрующим материалом, расходомер 6, регулятор 7 расхода, после которого. выбрасываются в атмосферу. Часть отсасываемых газов после регулятора 7 расхода по ликии 9 подают на газоанализатор 10.

В процессе отбора непоследственно в точке отбора измеряют динамический напор напорной трубкой 11 и микромано метром 14, давление — датчиком 20 давления, температуру — датчиком 12 температуры. После отбора определенного объема продуктов сгорания, задаваемого экспериментатором, контроли1154580

Э руемого по расходомеру 6, насос 8 отключается, и одновременно с его отклонением фиксируется время окончания отбора .пробы.

Далее по определенному газоанализатором 10 химическому составу отсасываемых газов находится их плотность по выражению р„=(со, s...-о,p.,-....ÿó, rде Уг, Рсо, ° ро, ° ... Р.„ность соответственно газовой смеси (продуктов сгорйния) и ее компонен ToB кГ/м3 СО О L — химический состав газовой смеси, X. !5

Затем по динамическому H BlIopy газового потока и плотности газов, приведенной к давлению и температуре в точке отбора, определяется (uã) скорость газов в этой точке по 20 выр аже нию

Uã=4,43 Kíò р где Ро — динамический напор (показа-25 ния микроманометра 14); тарировочный коэффициент напорной трубки 11.

После этого находится (Vr ) объем отсосанных.газов, прошедших через д0 входное отверстие пробоотборной трубки 1 за период времени отбора пробы по выоажению

Vr — скорость газа в точке отбора.

Определение этого (Чг ) объема отсосанных продуктов сгорания наряду с измерением объема отсасываемых газов после улавливания аэрозолей расходомером 6 позволяет повысить точность определения содержания аэрозолей и канцерогенных веществ в продуктах сгорания.

Таким образом, устройство наряду с увеличением точности определения содержания аэрозолей, в том числе канцерогенных веществ, позволяет определить влажность продуктов сгорания по разности объемов отсасываемых газов, прошедших через входное отверстие пробоотборной трубки и через расходомер после улавливания аэрозолей.

Влажность продуктов сгорания служит одним из факторов, характеризующих скорость коррозии низкотемпературных поверхностей нагрева. С другой стороны, практически одновременное определение химического состава газов с улавливанием аэрозолей в одной и той же газовой пробе повышает представительность и достоверность экспериментальных данных, а тем самым, надежность и обоснованность рекомендаций и мероприятий по снижению вредных выбросов в атмосферу.

Yr = ups. fLx-7.ooTTS где f 0 — площадь входного отве рстия, м ; — период времени отбора mÁ пробы, с;

Применение изобретения позволит повысить точность определения концент-. рации дисперсного материала на 2,5Х только за счет увеличения точности .измерения объема на 4,1Х.

Составитель Н. Романникова

Редактор С. Патрушева Техред Л.Коцвбняк Корректор Г. Решетник

Заказ 27/5/37 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государбтвенного -комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4