ES2225763T3 - Procedimiento para producir muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para producir muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante para determinar el contenido de carbono residual mediante una determinación de la variación de magnitudes eléctricas de un componente eléctrico complejo (3) que recibe las muestras, caracterizado porque se transporta la ceniza de filtro o la ceniza volante por medio de un transportador de tornillo sinfín (2) hasta el componente eléctrico complejo (3) y se la compacta allí hasta que se presente un aumento brusco del par de giro necesario para el transporte y la compactación.

Description

Procedimiento para producir muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante.

La invención concierne a un procedimiento para producir muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante para determinar el contenido de carbono residual mediante la determinación de la variación de parámetros eléctricos de un componente eléctrico complejo que incluye las muestras producidas a estudiar de ceniza de filtros o ceniza volante.

La invención está prevista especialmente para su utilización en estaciones colectoras de ceniza de instalaciones de hogar en centrales eléctricas de carbón. Sin embargo, puede utilizarse también ventajosamente en todos los sitios en los que deberá determinarse el contenido de carbono residual de ceniza de filtros o de ceniza volante mediante la determinación de la variación de parámetros eléctricos de componentes eléctricos complejos que incluyen la ceniza de filtros o la ceniza volante a estudiar. Esto pueden ser no sólo instalaciones de hogar de centrales eléctricas, sino también, por ejemplo, instalaciones de incineración de basuras o instalaciones para la fabricación de cemento.

La determinación del contenido de carbono residual de ceniza de filtro o de ceniza volante es necesaria, por un lado, bajo el punto de vista de la conducción y optimización del proceso de combustión, es decir, para un aprovechamiento lo más completo posible de la energía contenida en el combustible, pero también, por otro lado, para el control de la calidad de la ceniza de filtros o la ceniza volante, para su empleo como árido para la industria de la construcción y del cemento. El objetivo es, bajo ambos puntos de vista, un contenido de carbono residual lo más pequeño posible o una proporción lo más pequeña posible de constituyentes sin quemar. Condiciones de carga cambiantes en una instalación de hogar y composiciones diferentes del combustible requieren una vigilancia continua del proceso de combustión, lo que hace necesaria una determinación del contenido de carbono residual en los residuos de la combustión que sea lo más continua posible o periódica a cortos intervalos de tiempo y que no esté retrasada en el tiempo o sólo lo esté en pequeña medida.

El método de extracción de muestras de ceniza y estudio analítico subsiguiente de las muestras en el laboratorio, que puede encontrarse todavía actualmente en grado predominante en instalaciones de hogar de centrales eléctricas de carbón es, por un lado, muy costoso y conduce también, por otro lado, a un desfase en el tiempo tan considerable que no es prácticamente posible una conducción optimizada del proceso de combustión.

Por tanto, se efectúan ya desde hace bastante tiempo esfuerzos para desarrollar procedimientos y dispositivos que hagan posible una determinación del contenido de carbono residual de una manera sencilla y en forma continua o periódica sin desfase en el tiempo. Se han manifestado aquí como especialmente adecuados procedimientos que se basan en una variación de parámetros eléctricos de componentes eléctricos complejos que incluyen la ceniza de filtros o la ceniza volante a estudiar. Sin embargo, es problemático el manejo de la ceniza de filtros o la ceniza volante, que presenta un comportamiento de amontonamiento extremadamente difícil.

En el documento DE 33 03 177 A1 se describen un procedimiento y un dispositivo para medir el contenido de carbono de ceniza volante, en los que se evalúa la variación de la capacidad de un condensador en el que se introduce una muestra de ceniza volante en calidad de dieléctrico. Por medio de un tornillo sinfín de transporte se toma ceniza volante de un silo, se transfiere ésta a una cámara de medida que forma el dieléctrico de un condensador y se compacta por medio de vibraciones. Seguidamente, se determina la capacidad de la cámara de medida que contiene la muestra de ceniza volante compactada. Después de determinar la capacidad se retira la muestra de ceniza volante de la cámara de medida y se la devuelve al silo por medio de otro tornillo sinfín de transporte. El contenido de carbono de la ceniza volante se deduce de la capacidad eléctricamente medida. El procedimiento puede realizarse de forma continua o periódica, teniendo que asegurarse, para lograr valores de medida utilizables, que la cantidad de ceniza volante contenida en la cámara de medida sea en promedio sustancialmente constante y presente una densidad definida. Se conoce por el documento DE 33 11 829 A1 una instalación para controlar automáticamente el transporte de un material en forma de polvo con ayuda de la detección capacitiva de las propiedades eléctricas de dicho material en forma de polvo, en la que un material en forma de polvo (ceniza de filtros) procedente de silos diferentes es alimentado a un sistema de condensador de medida por medio de un transportador de tornillo sinfín. Aparte del transporte de la ceniza de filtros, se adjudica aquí al transportador de tornillo sinfín el cometido de homogeneizar la ceniza de filtros procedente de silos diferentes para conseguir valores de medida representativos en la determinación del contenido de carbono.

En el documento DE 198 56 870 A1 se describe una solución en la que ceniza transportada en un sistema de transporte neumático es alimentada a un tomador de muestras, materializándose por medio de filtros de aire de salida y barreras ópticas un contenido de partículas definido de la muestra, calentándose la muestra a una temperatura de análisis prefijada y compactándose dicha muestra por medio de un dispositivo de vibración y alimentándola luego a un analizador de microondas. La determinación del contenido de carbono residual en la muestra preparada alimentada al analizador de microondas se efectúa de manera conocida por medio de una técnica de resonancia de microondas. La muestra estudiada se alimenta nuevamente al sistema de transporte neumático.

Las soluciones descritas presentan un elevado gasto en aparatos para la retirada, preparación y eventualmente realimentación de la muestra. Este gasto se debe en último término al comportamiento de amontonamiento extremadamente malo de la ceniza volante a estudiar. Además, se ha visto que la precisión conseguida de la determinación de carbono residual es insatisfactoria. En particular, se puede consignar una fuerte dispersión de los valores de medida. Por tanto, son sólo condicionalmente adecuadas, por ejemplo, para regular el proceso de combustión.

En el documento DE 42 24 128 A1 se describe una solución para determinar la humedad de material arcilloso y masas moldeables similares, en el que se efectúa por medio de un transportador de tornillo sinfín, mediante extrusión, una compactación de las masas en la que se eliminan las cavidades existentes.

En el documento DD 251 623 A1 se describe una solución para alisar una corriente de material fluyente entre pulverulento y granular, consistiendo el problema en alisar diferencias de densidad en esta corriente de material fluyente. Según la invención, esto se consigue en la solución descrita debido a que se vigila la presión de transporte de la corriente de material fluyente en un transportador de tornillo sinfín y se utiliza esta presión como magnitud de control para el número de revoluciones del tornillo sinfín de transporte.

Por medio de estas soluciones no es posible tampoco en ceniza de filtros o en ceniza volante una determinación del contenido de carbono residual que presente una precisión suficiente para la regulación de un proceso de combustión.

El objetivo de la invención es un procedimiento para producir muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante para la determinación del contenido de carbono residual mediante la determinación de la variación de los parámetros eléctricos de un componente eléctrico complejo que incluye las muestras a estudiar, cuyo procedimiento no necesite un alto gasto en aparatos y haga posible una elevada precisión de la determinación del contenido de carbono residual.

Según la invención, esto se consigue con un procedimiento conforma a la primera reivindicación. Según el procedimiento, las muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante para determinar la variación de magnitudes eléctricas de un componente eléctrico complejo que acoge las muestras son transportadas por medio de un transportador de tornillo sinfín hasta el componente eléctrico complejo y compactadas hasta que se presenta un aumento brusco de la fuerza de compactación o del par de giro del transportador de tornillo sinfín necesario para el transporte y la compactación.

Se ha encontrado que la compactación usual hasta ahora de la ceniza de filtros o de la ceniza volante por vibración no conduce a resultados de compactación reproducibles. Por el contrario, a consecuencia de las vibraciones, la ceniza de filtros o la ceniza volante permanece en un estado fluidizado. Además, las vibraciones conducen a un desmezclado de constituyentes diferentes de la ceniza de filtros o la ceniza volante. Los resultados de compactación no reproducibles, pero especialmente también los fenómenos de desmezclado, conducen, en los dispositivos y procedimientos conocidos hasta ahora para producir muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante para una determinación del contenido de carbono residual según el método descrito, a considerables dispersiones de los resultados de medida. Las dispersiones detectadas están netamente por encima de \pm 0,5%.

Fundamento del procedimiento según la invención es el conocimiento encontrado de que en la compactación de cenizas de filtros o de ceniza volante hay que consignar, junto con la consecución de un grado de compactación reproducible determinado, un brusco aumento de la fuerza de compactación de más de 200%, sin que se consiga un incremento adicional del grado de compactación. Es así posible crear de manera sencilla, mediante evaluación de este considerable y significativo salto en la fuerza de compactación, unos resultados de compactación reproducibles que conducen después, por medio del método de medida descrito, a resultados de medida de alta precisión y pequeña dispersión.

Es excesivamente ventajoso que el componente eléctrico complejo construido como una cámara de medida cerrada esté dispuesto junto con un transportador de tornillo sinfín en un recipiente de acogida de la ceniza de filtros o de ceniza volante de modo que el transportador de tornillo sinfín transporte la ceniza de filtros o la ceniza volante a la cámara de medida y la compacte hasta un salto del par de giro aplicado para el transporte y la compactación. Mediante la disposición del componente eléctrico complejo en el recipiente de acogida de la ceniza de filtros o la ceniza volante se consigue que la temperatura de la ceniza de filtros o la ceniza volante se mantenga en el nivel reinante usualmente en recipientes colectores de ceniza, es decir, entre 60 y 90 grados Celsius. Por tanto, no son necesarias medidas adicionales, como las que son usuales en soluciones del estado de la técnica, para atemperar las muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante. La ceniza de filtros o la ceniza volante llega directamente por un corto camino a la cámara de medida y, una vez efectuada la medición, puede ser devuelta nuevamente al recipiente colector de ceniza mediante una inversión del sentido de giro del tornillo sinfín del transportador consistente en este tornillo. Puede ser ventajoso también que el transportador de tornillo sinfín presente una canaleta de recogida abierta hacia arriba por medio de la cual se pueda recoger ceniza de filtros o ceniza volante introducida nuevamente en el recipiente. Esta canaleta de recogida deberá preverse especialmente cuando el transportador de tornillo sinfín esté dispuesto tan dentro del recipiente que no se encuentre constantemente en un amontonamiento de ceniza de filtros o de ceniza volante.

Por supuesto, es posible y conveniente también prever en el componente eléctrico complejo construido como una cámara de medida un dispositivo que haga posible la retirada de una muestra de ceniza de filtros o de ceniza volante para estudios de calibración externos.

Una ventaja especial del procedimiento según la invención estriba en su sencillez, aparte de los resultados de medida precisos y con poca dispersión que pueden conseguirse. Se puede controlar sin problemas y se puede utilizar ventajosamente en una multitud de tareas de medida para determinar el contenido de carbono residual de ceniza de filtros o de ceniza volante mediante una determinación de la variación de magnitudes eléctricas de un componente eléctrico complejo que recibe las muestras.

Se explicará seguidamente con más detalle el procedimiento según la invención haciendo referencia a un ejemplo de ejecución. El dibujo correspondiente muestra una sección parcial de un dispositivo colocado en la pared lateral 1 de un recipiente colector de ceniza y empleado para la puesta en práctica del procedimiento. Este dispositivo consta de un transportador de tornillo sinfín 2 y un componente eléctrico complejo 3 construido como una cámara de medida cerrada. El tornillo sinfín de transporte 4 del transportador de tornillo sinfín 2 corre dentro de un tubo 5 que presenta en el lado frontal y en la zona superior unas aberturas 6 para la entrada o salida de la ceniza de filtros o la ceniza volante. En la ejecución descrita el transportador de tornillo sinfín posee una longitud de aproximadamente 300 milímetros y un diámetro de aproximadamente 40 milímetros. Las aberturas superiores 6 están realizadas en forma de rebajos del tubo 5 que tienen una longitud de aproximadamente 60 milímetros y que se abren en un arco de círculo de aproximadamente 40 grados. El tornillo sinfín de transporte 4 es accionado por un motor eléctrico 7 dispuesto fuera del recipiente. En el interior del recipiente, en posición adyacente a la pared del mismo, está dispuesto el componente eléctrico complejo 3 por encima del transportador de tornillo sinfín 2 de modo que la ceniza volante recogida por el tornillo sinfín de transporte 4 puede ser transportada al componente eléctrico complejo 3.

Para la toma de muestras, el transportador de tornillo sinfín 2 se encuentra dentro de un amontonamiento de ceniza de filtros o de ceniza volante. La ceniza de filtros o la ceniza volante llega por las aberturas superiores 6, eventualmente también por la abertura frontal 6, al transportador de tornillo sinfín 2 y es transportada por rotación del tornillo sinfín de transporte 4 hacia la cámara de medida cerrada del componente eléctrico complejo 3 y compactada allí en medida creciente. Cuando el par de giro recogido por el transportador de tornillo sinfín 2 aumenta con brusquedad desde aproximadamente 0,1 newtonmetro a aproximadamente 0,3 newtonmetro, se ha conseguido dentro de la cámara de medida cerrada del componente eléctrico complejo 3 una compactación definida de la ceniza de filtros o la ceniza volante que hace posible una determinación suficientemente precisa del contenido de carbono residual de la ceniza de filtros o la ceniza volante mediante una determinación de la variación de magnitudes eléctricas del componente eléctrico complejo 3 en el que se encuentra la ceniza de filtros o la ceniza volante compactada. La dispersión conseguida de los valores de medida está por debajo de \pm 0,2 por ciento en el ejemplo de ejecución descrito.

Después de la medición, se vacía el componente eléctrico complejo 3 mediante inversión del sentido de giro del tornillo sinfín de transporte 4 y se transporta la ceniza de filtros o la ceniza volante devolviéndola al recipiente.

Claims (2)

1. Procedimiento para producir muestras de ceniza de filtros o de ceniza volante para determinar el contenido de carbono residual mediante una determinación de la variación de magnitudes eléctricas de un componente eléctrico complejo (3) que recibe las muestras, caracterizado porque se transporta la ceniza de filtro o la ceniza volante por medio de un transportador de tornillo sinfín (2) hasta el componente eléctrico complejo (3) y se la compacta allí hasta que se presente un aumento brusco del par de giro necesario para el transporte y la compactación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se compacta la ceniza de filtros o la ceniza volante hasta que se presente un aumento brusco de un 200 por ciento en el par de giro necesario para el transporte y la compactación.