Patent NO-119294-B (NO)
Inventor: WILHELMSSON G
IPC: G01N15/02
Filed: 1966-12-28
Abstract: Fremgangsmåte ved og anordning for bestemmelse av kornstørrelsesfordelingen i et støv.Denne oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte ved og en anordning for bestemmelse av kornstbrrelsesfordelingen i et stbv som er frembragt i en industriell prosess og dispergert i en fra prosessen avgående gasstrom.Ved prosjektering av et stbvfraskillingsaggregat for eksi-sterende eller planlagte prosessanlegg er det vesentlig å kjenne egenskapene ved det stbv som aggregatet skal fraskille,. En av de egenskaper som karakteriserer et stbv, er dets fordeling av for-skjellige kornstbrrelser. Bestemmelse av denne fordeling, kornstbrrelsesfordelingen, har tidligere skjedd ved uttak av stbvprbve fra et aktuelt anlegg og transport av prover til et laboratorium for analyse ved regning og måling under mikroskop, ved fraksjoner-ing i stbvsentrifuge, ved sedimentering eller dispergering i en gass og fraskill ing i analysesykloner. De oppregnede metoder be-lastes samtlige av ulempene ved at stovets egenskaper under uttak av prover og fraskillelse av den bærende gass samt under transpor-ten til laboratoriet og den dermed forbundne tidsforsinkelse - ledsaget av temperatur- og fuktighetsendringer - kan undergå vi-tale forandringer som for visse stbv, fieks. stbv i rbkgasser fra oljefyrte kjelanlegg, helt kan forrykke resultatet av analysen». Oppfinnelsen kjennetegnes derfor ved at en for den stbv-bærende gasstrbm representativ delstrbm uttas og umiddelbart bringes til i serie å passere to transportable analysesykloner med identisk lik utformning og identisk like fraskillingskarakteri-stikker, og et hoyfraskillende filter med kjent vekt, hvoretter de i syklonene og filtret utskilte stbvmengder veies og de derved erholdte verdier på kjent måte vurderes.Ved anvendelse av denne fremgangsmåte kan stbvforvansk-ende mellomledd i behandlingen unngåes og kornstbrrelsesanalysen derfor utfores på nbyaktig det stbv med hvilket det prosjekterte stbvfraskillingsaggregat i virkeligheten kommer til å arbeide og under nbyaktig samme betingelser med hensyn til gasstemperatur, fuktighett stbvkonsentrasjon osv.En anordning for uttagning og separering av atbvprbver ved ut fbrei sen av fremgangsmåten består av en utsugningssondeto med denne forbundne, seriekoblede analysesykloner og et etterfølg-ende filter tilsluttet sugesiden av en vifte, og kjennetegnes ved at analysesyklonene har identisk lik utformning og identisk like utskillingskarakteristikker og er oppstilt i et felles, ned opp-varmninganordning forsynt, transportabelt hus eller dekke*. Med denne anordning oppnåes at kondensasjon av damper kan unngåes på veggene i de apparatdeler som den utsugede delstrbm passerer for filtret. Hvis kondensasjon på noen av disse steder kommer i stand, kan dette medfbre at stbv festes i kondensatet og at såvel stbvkonsentrasjon som -sammensetning vil påvirkes, hvilket ikke kan tolereres. Det er med anordningen mulig A analysere stbv i f.eks. rbkgasser fra ildsteder eller i avgående behandlings-medium fra pneumatiske tbrkeanlegg.Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i tilslutning til tegningene, på hvilke fig. i viser en oppstilling av de forskjel-lige i anordningen inngående elementer og deres innbyrdes sammen-kobling ved bestemmelsen av kornstbrrelsesfordelingen i stbvet i rbkga8sene fra et ildsted, fig. 2 viser et snitt gjennom analysesyklonene og deres hylster og fig. 3 viser et snitt gjennom filterhuset.Fig. 1 viser en rbkgasskanal 1, gjennom hvis vegg 2 en rbrformet utsugningssonde 3 er fbrt inn. Sonden 3 er forbundet med et med kjbleribber forsynt kjblerbr 4 som er forbundet med innlbpet til en fbrste analysesyklon 5 som nedentil er forsynt med en stbvbeholder 6 for oppsamling av utskilt stbv. Syklonens rengassutlbp er tilkoblet innlbpet til en annen med den fbrste identisk analysesyklon 7 som likeledes nedentil er forsynt med en stbvbeholder 8 for utskilt stbv. Denne syklons rengassutlbp er tilsluttet innlbpet til et filterhus 9 som inneholder et planfilter. Filterhuset 9 er på planfiltrets annen side ved en bbyelig slange 10 forbundet med sugesiden av en av en elektrisk motor drevet vifte 11 som blåser til omgivelsen og hvis motor 12 mates fra en dreie-transformator 13, således at viftens 11 turtall kan reguleres trinn-lost fra null.Ifblge fig. 2 er syklonene 5 og 7 stilt ovenpå sine respektive stbvbeholdere 6 og 8 i et varmeisolert hus 14 med et avtagbart lokk 15. Også syklonene 5 og 7 har avtagbart lokk 16 og 17 fastholdt av enkle spenneanordninger. På samme måte fast-holdes stbvbeholderne 6 og 8 til syklonene. Inne i huset 14 er der anbragt et elektrisk motstandselement 18 på 750 W for oppvarm-ning, kontrollert av en mellom 70° og 350° C innstillbar termostat 19 vist på fig. 1. Motstandselementet får strbm gjennom en kabel 20, fig. 1. På utsiden av husets 14 ene sidevegg finnes en ned-fellbar hylle 21 for oppstilling av filterhuset 9.Fig. 3 viser filterhuset 9 i snitt. Huset består av en overdel 22 med gas8inniop 23, varmeisolering 24 og et elektrisk motstandselement 25 på 200 W for oppvarming, samt en underdel 26 med strupeftens 27, trykkuttak 28 og 29 og et gassutlbp 30. Mellom over- og underdelene er der fastklemt en skive 31 av glassfiberpapp stbttet av et nett 32 og virkende som filter. Over- og underdelene holdes sammen av skruer med vingemuttere. Motstandselementet får strbm gjennom kabelen 33, fig. I, og trykkuttakene 28 og 29 er over slanger 34 og 35 forbundet med et mikromanometer 36, fig. i. I underdelens 26 vegg finnes et redskap for innstikning og fast-holdelse av et termometer 37.Ved anvendelse av anordningen måles fbrst gasshastigheten i kanalen 1 med et pitotrbr forbundet med mikromanometeret 36. Deretter velges i forhold til gasshastigheten en passende utsugningssonde 3. Kriteriet for dette valg er at sondens areal skal være således at når gasshastigheten i sonden er like stor som gasshastigheten i kanalen, innsuges den for syklonene normale gass-strbm, 25 m /h. Gassens temperatur og duggpunkt måles med termometer og på grunnlag av resultatet avgjbres om kjblerbret 4 behbver å anvendes for å skåne syklonene fra alt for hby temperatur, eller om syklonene 5 og 7 og filterhuset 9 behbver å oppvarmes med motstandselementene 18 og 25 for å unngå kondensasjon.Etter igangsetning av viften 11 og innfbring av sonden 3 i gasskanalen er det ved hjelp av dreietransformatoren 13 mulig å innstille et sådant vifteomdreiningstall at syklonene får sin normale tilfbrsel. Målingen av denne utfbres over filterhusets 9 kali-brerte strupeflens 27 ved hjelp av mikromanometret 36 og termome-teret 37. Anordningen av strupeflensen 27 muliggjbr også bestemmelse av stbvkonsentrasjonen i rbkgassene, hvilket skjer ved måling av den tid utsugningen pågår.Når tilstrekkelig meget stbv er samlet i atbvbeholderne 6 og 8 og i filtret 31 til å tillate akseptabel veienbyaktighet, veies de respektive stbvmengder. Hvis den i fbrste syklon utskilte stbvmengdes masse kalles B, den i annen syklon utskilte stbvmengdes masse kalles S>2 og den i filtret utskilte stbvmengdes masse kalles Bfåes, under forutsetning av at filtret er tilstrekkelig effek-tivt til ikke å slippe gjennom noe stbv, at total utskillingsgradhos den fbrste syklon blirog totalutskillingsgraden 7.nos <*en annen syklon blir. Hvis utsugningen har pågått tiden t med volumstrbmmen Q fåes stbvkonsentrasjonen o i gassen. Forutsatt at stbvets kornstbrrelser er fordelt ifblge en kjent funksjon som lar seg entydig fastlegge mot to parametrer, er det teoretisk mulig med kjennskap til analysesyklonenes utskillings karakteristikker og deres totale utskillingsgrader ? ^ og ^ på stbvet å beregne de to stbvparametrer som fastlegger kornstbr-relsesfordel ingen. Særlig enkelt blir dette hvis kornstbrrelsen er logaritmisk normalfordelt - hvilket erfaringsmessig er tilfellet med et stort antall industrielle stbv - og samtidig de to seriekoblede analysesykloner er identisk like og har en utskillingskarakteristikk som også er logaritmisk normalt fordelt, hvilket viser seg å være tilfellet for ordinære sykloner og spesielt for analysesykfconene iflge oppfinnelsen.Sannsynligheten ?(0<^ 5*1) for «t en stbvpartikkel med diameter D skal utskilles når den passerer en syklon, kan derfor skrivesaa °S Da er ner ^e parametrer som entydig fastlegger funksjonen p(D). Indeks a sikter til utskiller. 2 pleier å kalles for utskillingskarakteristikk. På samme måte kan et stbvs kornstor-relsesfordeling beskrives vedHer kalles parametrene for aog Dg, hvor s sikter til stbvet. p(D) (0p <.l) angir hvor stor del av hele stbvmengden det er som har en diameter > D og pleier å kalles for stbvets rest funk? sjon. En metode og en anordning for å bestemme restfunksjonen er gjenstand for oppfinnelsen.Hvis et antall identiske sykloner - dvs. sykloner med identiske (men vilkårlige) utskillingskarakteristikker - serie-kobles og den fbrste mates med stbv, hvis sammensetning beskrives av en funksjon p(D), blir totalutskillingsgraden ?y fbr den ^-te syklon.hvor begge integraler skal gjelde fra D = 0 til D = W . For fbrste oe annen syklon fåes derforhenholdsvis. Ved innsetning av de ovenfor angitte logaritmiske sannsynlighets-funksjoner for ty og p lar tyog ty2eanalytisk lose. Løsnin-gen får dog en innviklet analytisk form og presenteres derfor hen-siktsmessig grafisk. Som de eneste parametre i lbsningen forekom-mer ^ og ty> Da °SDs °aDerav erL og ty2 allerede bestemte ved veiningen av i syklonenes stbvbeholdere ansamlet stbv. Da og aa er for syklonene karakteristiske konstanter. Således kan de to ukjente Dg og ag loses av de to sist tegnede uttrykk og dermed er stbvets restfunksjon, dvs. den sbkte kornstbrrelsesfordel-ing, kjent.