Способ отбора и подготовки высокотемпературных пылегазовых проб

(51)Э 6 ЕТЕНИ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А. Гришманова(56) Гордон Г.М. Контроль пылеулавливающих установокМ.: Металлургия, 1973,с. 222, 234-238, 245.Авторское свидетельство СССРМ 1366909, кл, 0 01 й 1/22, 1986,(54) СПОСОБ ОТБОРА И ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ПРОБ(57) Изобретение относится к методам контроля за техническими процессами, проте, 1733948 А 1 кающими в печи при производстве цементного клинкера мокрым способом. Цель изобретения - повышение представительности газовой пробы. Способ отбора и подготовки пылегазовых проб заключается в отборе части основного потока, последующем охлаждении, отделении сконденсированных примесей с твердыми частицами пыли, отводе конденсата и подогреве пробы. Новым в способе является дополнительная стабилизация массового расхода газа эа счет поддержания постоянной температуры в термостате 9 с терморегулятором 10 и постоянства давления изменением сечения бай(тасной линии газохода перед измерителем 14 расхода, а подогрев пробы обеспечивает положительную разность температур на выходе измерительной камеры 16 газо- анализатора 17 и на входе в подогреватель 15 в пределах 1-3 С. 1 табл., 1 ил;5 10 15 20 30 40 45 55 Изобретение относится к методам контроля эа техническими процессами, протекающими во вращающихся печах при производстве цементного клинкера мокрым способом.Цель изобретения - повышение представительности газовой пробы за счетстабилизации массового расхода газа и исключения конденсации в измерительной камере газоанализатора,На чертеже показан вариант схемы для реализации предлагаемого способа.Схема включает фильтр 1 тонкой очистки, помещенный в пылеосадительную камеру 2, соединенный с гаэоэаборной трубкой 3 с химическим фильтром 4, конденсатоотводчиком 5, диффуэиофоретической камерой 6, помещенной в противоточный холодильник 7, с байпасной линией 8, расположенной в термостатированной камере 9 с терморегулятором 10. Камера 9 содержит байпасную линию 11, установочный вентиль 12, регулируемый вентиль 13 и измеритель 14 расхода (ротаметр), соединеннцй газоподводящей трубкой с подогревателем 15, измерительной камерой 16 газоанализатора 17 и побудителем 18 расхода постоянного разрежения.Схема включает два контура регулирования, Первый контур осуществляет регулирование постоянства массового расхода, а второй контур поддерживает положительнцй градиент температур в измерительнойкамере гаэоанализатора,Контур регулирования массового расхода газов включает в себя поплавок 19 ротаметра 14, дифференциально-трансформаторныйдатчик 20, эадатчик 21 расхода, устройство 22 сравнения и регулирования, магнитный усилитель 23 и исполнительный механизм 24. Контур регулирования температуры в измерительной камере 16 гаэоаналиэатора 17 включает в себя датчики температур,представляющие собой термопары 25 и 26, измеряющие температуру перед подогревателем 15 и после измерительной камеры 16 соответственно, устройство 27сравнения и регулирования температур,задатчик 28 температур, усилитель 29 и исполнительный механизм 30,Устройство работает следующим образом;Фильтр 1 тонкой очистки помещают в центре потока выходящих из печи дымовых газов, часть которых попадает в фильтр 1, где от пылевого потока за счет Фильтрования отделяются частицы пыли, не отделив.шейся от пылевого потока за счет сил тяжести в пцлеосадительной камере 2,Затем газовая проба по гаэоэаборной трубке 3 попадает в химический фильтр 4, где происходит химическое взаимодействие водных растворов соединений серы, образующихся за счет поглощения серных и сернистых соединений водой, конденсирующейся в охлаждаемой диффуэиофоретической камере 6. и стекающей в конденсатоотводчик 5, на поверхности стружки из стали, не содержащей легированных примесей.В диффузиофоретической камере температура газовой пробы снижается и поддерживается в пределах 20-30 С за счет хладагента, подаваемого в противоточный холодильник 7, где температура автоматически поддерживается ниже точки росы, В диффузиофоретической камере 6 происходит снижение скорости газа, конденсация водяных паров и окончательная очистка газа от пыли и растворенных в воде газообразных примесей. Затем гаэ поступает в байпасную линию 8, помещенную в термостат 9, где с помощью терморегулятора 10 поддерживается постоянная температура, необходимая для стабилизации массового расхода газа. Расход газа, поступающего на анализ, задается с помощью установочного регулируемого вентиля 12 и контролируется по положению поплавка 19 ротаметра 14. Затем газовая проба поступает в подогреватель 15, где температура газа повышается, снижается относительная влажность и уменьшается вероятность конденсации водяных паров на чувствительных элементах измерительной камеры 16 газоаналиэатора 17. Отбор и перемещение газовой пробы по тракту гаэоэабора, очистки и контроля осуществляется с помощью побудителя 18 расхода, оснащенного стабилизатором разрежения,Постоянство массового расхода газовой пробы возможно при условии стабилизации объемного расхода и температуры газа, Постоянство температуры газовой пробы обеспечивается термостатом 9, терморегулятором 10, а стабилизация объемного расхода осуществляется автоматически эа счет непрерывного регулируемого байпасирования.При изменении давления в пылеосадительной камере 2 и гаэозаборной трубке 3 происходит изменение расхода газовой пробы, изменение положения поплавка 19 ротаметра 14 и изменение положения сердечника дифференциально-трансформаторного датчика 20, связанного штоком с поплавком 19. При этом нарушается баланс сигналов датчика 20 и эадатчика 21 расхода.Устройство 22 сравнения и регулирования10 20 25 30 40 лиза. 45 50 55 определяет величину сигнала рассогласования, обрабатывает его и подает на магнитный усилитель 23, Затем усиленный сигнал поступает на исполнительный механизм 24. Воздействие исполнительного механизма 24 передается регулировочному вентилю 13, который изменяет в соответствии с величиной сигнала рассогласования гидравлическое сопротивление байпасной линии 11 в зависимости от характера изменения давления в пылеосадительной камере 2 и гаэозаборной трубке 3 до тех пор, пока сигналы датчика 20 и эадатчика 21 расхода не будут вновь скомпенсированы.Стабилизация массового расхода М 1, таким образом, может быть выражена математической зависимостьюМ 1=К(Р-Р 1) ргде р - плотность газа, зависящая от температуры газовой пробы и давления в измерителе расхода; так как температура в термостате 9 постоянна и стабилизированное давление Р постоянно, то плотность тоже величина постоянная;Р 1 - давление в газозаборной трубке и пылеосадительной камере 2;К - гидравлическое сопротивление бай- пасной линии 8,При уменьшении давления в пылеосадительной камере 2 и газоэаборной.трубке 3 величина разности давлений возрастает, но коэффициент сопротивления уменьшится в результате уменьшения сопротивления байпасной линии 11., а величина массового расхода М, таким образом, остается неизменной. Например,М=О,З(0,6-0,4) ; 1=0,13;М=0,4(0,6-0,5) ; 1=0,13,Так как в холодильнике 7 и частично в термостате 9 абсолютная влажность в результате конденсации водяных паров уменьшается, а относительная влажность возрастает до 100 О, то при незначительном уменьшении температуры газовой пробы в газоанализаторе 17 возможна микроконденсация влаги, снижение точности показания прибора, а также выход из строя чувствительных элементов прибора. Поэтому в процессе анализа температура газовой пробы должна быть выше температуры газа перед подогревателем, что позволяет снизить относительную влажность анализируемой газовой пробы и устранить возможность конденсации водяных паров в газоанализаторе.Это достигается системой автоматического регулирования температурного режима в измерительной камере 16 газоанализатора 17,Устройство регулирования температуры работает следующим образом,С помощью задатчика 28 устанавливается положительная разность температур газовой пробы после измерительной камеры 16 гаэоанализатора 17 и температурой пробы перед подогревателем 15. Сигналы, снятые с термопар 25 и 26, поступают в устройство 27 сравнения, где их разность сравнивается с величиной интервала температур задэтчика 28. В случае несоответствия величины сигналов величина разбаланса усиливается и с помощью исполнительного механизма30 изменяется тепловая мощность подогревателя 15.Величина разности температур между температурой пробы нэ выходе из газоанализатора 17 и на входе в подогреватель 15 в пределах 1 - 3 С выбрана потому, что при разности температур ниже 1 С возможна микроконденсация водяных паров, смачивание чувствительных элементов и завышение содержания кислорода .в приборе в результате изменения электропроводности и массы газовой пробы, При разности температур выше 3 С возможно занижение содержания кислорода в отходящих газах зэ счет снижения плотности газа и изменения содержания кислорода в единице объема газовой пробы.П р и м е р. Взяты пробы отходящих газов вращающейся печи размером 5 х 185 м Старооскольского цементного завода с содержанием пыли 20 г/кг, водяных паров -300 г/кг и содержанием кислорода 1%. Анализ очищенных и подготовленных проб на содержание кислорода с помощью газоэнэлизатора производится при различных интервалах температур на выходе из измерительной ячейки и перед подогревателем. В таблице приведены результаты анаИз приведенных данных следует, чтонаиболее оптимальной разностью температур газовой пробы на выходе из газоанализатора и на входе в подогреватель является 2 .ф. 1 ОС, так как искажение анализа при завышении и занижении разности температур ведет к непроизводительным расходам топлива.Предлагаемый способ отбора и подготовки пылегазовых проб при внедрении в производство дает возможность повысить точность анализа отходящих газов, что приводит,к оперативному созданию оптимального теплового режима в печи, к более точному регулированию удельного расхода топлива и, соответственно, экономии топлива на 1,2 кг/т клинкера. Экономический эффектсоставляет 17,16 тыс. руб. в год на одну печь 5 х 185 м по сравнению с базовым объПоказания га- зоанализатора кислорода,о Содержание кислорода в анализ пробе, ОТепература пробы после измерительной ячейки,Тепература пробы перед подогревателем, С Примечание 20 20Заказ 1663 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ектом-вращающейся печью Староосколького цементного завода,Формула изобретения Способ отбора и подготовки высокотемпературных пылегазовых проб, включающий отбор части основного потока, последующее охлаждение, отделение сконденсированных примесей с твердыми час. тицами пыли, отвод конденсата и подогрев пробы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения представительности газовой пробы, дополнительно осуществляют стабилизацию массового расхода за счет поддержания постоянства температуры термостатированием и постоянства объем ного расхода эа счет изменения сечениябайпасной линии газохода, затем осуществляют подогрев пробы, обеспечивая положительную разность температур в пределах 1-3 С между выходом из измерительной ка О меры газоанализатора и входом в подогреватель, Г