JPH0249447B2 - - Google Patents

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JPH0249447B2
JPH0249447B2 JP57164173A JP16417382A JPH0249447B2 JP H0249447 B2 JPH0249447 B2 JP H0249447B2 JP 57164173 A JP57164173 A JP 57164173A JP 16417382 A JP16417382 A JP 16417382A JP H0249447 B2 JPH0249447 B2 JP H0249447B2
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solids
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measuring
solid
pulse
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JP57164173A
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JPS5866818A (ja
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Baieruman Noruberuto
Shiraa Manfureeto
Kureechumaa Horusuto
Noatsuku Yurugen
Deiitaa Burashuke Kurausu
Haintsu Rootaru
Geereru Peetaa
Yoahimu Shubaigeru Hansu
Hainritsuhi Daike Hansu
Peetaa Ru Kurausu
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Brennstoffinstitut Freiberg
Original Assignee
Brennstoffinstitut Freiberg
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Publication date
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Publication of JPH0249447B2 publication Critical patent/JPH0249447B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導管中の、固体・ガス・分散相の輪
送、特に例えば高圧の下で運転されるガス化反応
装置へ粉末状の燃料を輸送する場合のような、濃
厚な流れで輸送を行う際の、固体の質量流れの測
定方法に関する。
燃料計画を幅広く取ることができるようにする
ために、ガス化剤として酸素を使用して、燃焼反
応の形で、粉末状の燃料をガス化することが特に
有利であることは今までに示されてきた。
そのようなガス化反応は、例えば3Mpaの圧力
といつたような高圧の下で行われる。例えば
DDWP C10J 201 064に記載されているように、
粉末状の燃料をゲート装置で十分高圧にし、次に
搬送ガスの流れに懸濁し、輸送管路を通して、本
来のガス化反応装置のバーナーの所に供給する技
術は公知である。上記に引用した明細書に記載さ
れているように、搬送ガスの流れの中の粉末は、
非常に高濃度に保たれる。例えば、燃料の搬送ガ
ス体積流れに対する関係値は（操業温度および操
業圧力に関して）、300Kg／m3以上に設定される。
操業の経済性と装置の技術的な安全性とのため
に、単位時間にガス化反応装置のバーナーに供給
される粉末状の燃料を測定し、制御することが必
要である。
例えばDE−OS 25 56 956によつて、多数の間
欠的に駆動される圧力貯蔵容器を使つて作業し、
粉末状の燃料をこれらの容器から、ガス化反応装
置のバーナーに至る共通の輸送管路に供給するこ
とが公知である。この場合、例えば加圧貯蔵容器
に重量測定配合装置を設けて、貯蔵容器からの粉
末の搬出量、従つてバーナーへ供給される単位時
間当りの粉末量を測定することができる。しかし
ながら、この方法は、１つの加圧貯蔵容器から、
時々１つのバーナーに向けて、同時に且つ個々に
監視されている多数の輸送管路に供給する場合、
または適当なゲートまたは固体ポンプを通して定
期的に満たされる１つ加圧貯蔵容器から、連続的
に固体の流れを取り出す場合に、その機能を発揮
しない。
粉末の質量流れに対する計量として、輸送管路
中に設置されたベンチユリノズルでの（DE−OS
14 33 327）、または輸送管路のある決つた長さに
亘つての（K.R.Barker等、Pressure Feeder for
Powder Coal、Industrial and Engineering
Chemistry 43（1951）1204〜1209p）圧力降下を
引用することは、さらに公知である。高濃度の固
体を伴つた粉末・搬送ガス分散相を供給する際
に、例えばベンチユリー管のようなオリフイス点
を設けることは、閉塞による操業の中断が起こる
ことが予想されるので、測定装置の幾何学的配
置、輸送される固体の種類（粒度、粒子の形状、
表面の性質、硬度、密度）、固体量の搬送ガス容
積に対する比率および測定点における搬送ガスの
流れの状態のような多数種々の影響によつて、圧
力降下と粉末の質量流れとの間が関係づけられ
る。それ故にさらに広範な測定実験が必要となる
ので、このような公知の測定は一般に傾向として
の測定に役立つだけである。
粉末状の燃料を挿入する前の搬送ガスの流れと
輸送管路中の粉末・搬送ガス・分散相の密度とを
測定する提案、および追加の入力データとして、
固体粒子の密度と搬送ガスの密度とが入つてくる
粉末の質量流れ、従つて単位時間当りに輸送され
る粉末量を計算する適当な計算装置についての提
案は公知である（DE−OS 27 57 032）。
しかしながらこの方法は、高濃度の固体、した
がつて特に少量の搬送ガス体積流れで操業する場
合には機能を発揮しない。高圧における少量のガ
ス体積流れ、または漏れによる損失、ないしは、
例えば圧力測定点の洗滌のために追加して管内に
導入される（少量の）搬送ガス量を、正確に測定
する問題を克服したとしても、粉末を挿入する前
の測定点における搬送ガスの体積流れと、輸送管
路中の真の搬送ガス体積流れとの間に、これらの
条件下の下では、瞬間値に重大な差が現われる。
この差は、粉末貯蔵容器（加圧下にある）と輸送
管路との間の、圧力平衡過程によつて影響される
が、それは貯蔵容器を一極にするゲート操作と、
全装置における小さな圧力変動から生ずるもので
ある。この差は、粉末の輸送のために、大容積の
搬送ガスを導入している場合（稀薄な流れ輸送）
には、無視することができる。例えば3.0Mpaの
圧力の下で、m3当り褐炭粉末500Kgの濃度で褐
炭・搬送ガス・分散相を輸送するような、高濃度
流れ輸送の条件の下では、この瞬間的な差は、搬
送ガス流れ全体の程度になるので、搬送ガス流れ
と分散相の密度から計算された、ガス化反応装置
の操業と技術的な安全性のために重要な、粉末の
質量流れの瞬間値に、重大な欠点が伴つているこ
とになる。
１つの加圧貯蔵容器から多数の分岐した調節さ
れ監視された輸送の流れが出ていて、搬送ガスの
全量が単一の流れとして、この貯蔵容器に供給さ
れている場合には、DE−OS 27 57 032の教訓
は、結局または利用することができない。
同様に、稀薄な流れ輸送方式に対しては、DE
−OS 25 54 565に提示されている方法が適合さ
れるが、その方法では、粉末の質量流れを調節す
るための制御変数として、測定点における固体密
度と、搬送ガス体積流れと対照値との間の差との
積が関係する。しかしながら、この方法では、粉
末の質量流れに対する定量的な説明は与えられな
い。粉末・搬送ガス・分散相の固体密度の測定法
として、分散相の中を電磁波が通過する際の吸収
測定と、２つの適当な電極間での粉末・搬送ガ
ス・分散相の電気容量の測定とが、提案された
（DE−OS 27 11 114）。
放射性のトレーサ物質を添加することによつ
て、また固体流れのインパルスの測定、即ち固体
流れが、流れの中に突出している測定素子に及ぼ
す力を測定することによつて、光学的方法で固体
粒子の速度で測定する方法も公知である。
例えば、DD−WP142 606によるような光学的
測定方法は、非常に高濃度の固体で、粒度の小さ
い固体・搬送ガス・分散相の場合には、不適当で
あることが今までに示された。
放射性トレーサを使用する測定方法は、個々の
実験を行うためには成程適当ではあるが、連続操
業に対しては、放射像防護と放射性トレーサを連
続的に供給し配合することとから、難点が生ずる
が、それは特に経済性を考慮すると、全く解決で
きないことである。
最後に、高濃度の固体の場合には比較的問題が
起り易く、さらに固体の流れの中に突き出してい
る測定素子によつて、管路の閉塞を容易に引き起
すきつかけになることがあるインパルス法で動作
する測定装置（例えばWeber、
Aurbereitungstechnik ７（1966）p.603〜613）が
ある。
例えば数種の褐炭粉末におけるように、固体が
繊維状の粒子を含んでいる場合には、この閉塞の
危険が特に大きい。
本発明の目的は、管路中を固体・ガス・分散相
を輸送する際の固体の質量流れを測定する方法で
あつて、その方法は、非常に高濃度の固体（濃厚
な流れ輸送）と高圧とによる固体・搬送ガス・分
散相に適し、さらに連続操業に経済的に組み込む
ことのできる方法である。
本発明の目的は特に、本方法を使用した場合に
得られる測定の信頼性についての要求が大いに必
要とされる、搬送ガス中に懸濁した粉末状燃料
の、高圧ガス化反応装置ないしは高圧燃料装置の
バーナーへの供給を監視するための測定方法であ
る。本測定方法によつて得られた信号は、反応を
制御するためのパルスとして適当である。
本発明の使命は、管路中を特に高圧の下で、固
体・ガス・分散相を輸送する際の、固体の質量流
れを測定する方法を開発することであつて、その
方法は非常に高濃度な固体の分散相、それ故に濃
厚な流れでの輸送に適しており、輸送の流れの中
に突き出した測定素子またはオリフイスによる輸
送の乱れを避けることができ、危険な放射性トレ
ーサなしで間に合い、高い精度要求を満足し、輸
送される固体の性質には全く無関係であり、そし
て例えば反応制御や調節のためのパルス発信に対
する時間的挙動に非常に適している。
本発明によれば、提起された使命は、固体・ガ
ス・分散相を導く管路のある点で、該点を通過す
る分散相の固体濃度をパルス状に変え、該点の下
流に少なくとも２個の互にある距離をおいて管路
中に置かれている測定点で、公知の測定方法に従
つて、固体・ガス・分散相の固体濃度CB（分散相
の全容積に対する固体量）、またはこの濃度に対
応するかあるいはそれと関数的な関係にある量を
連続的に測定し、さらに測定時刻の間を決めて、
それに対して該測定点における固体濃度の変動を
順次指示することによつて解決される。
本発明によつて、それ自体公知の方法で、該測
定点が存在する管路断面について、固体・ガス・
分散相の固体濃度の時間平均値を決定することが
でき、測定点における固体濃度の変動を順次表示
する時刻の差で割つた、固体濃度の該時間平均値
から求めた商に比例する信号を、例えば論理的な
寄与があるような適当な手段によつて発信し、さ
らにその信号は、管路中の固体の質量流れに対す
る指標として利用される。
開示した解決法の基礎は、ある管路の中を流れ
る濃厚な固体・搬送ガス・分散相の短時間の、そ
れ故にパルス状の比較的小さな固体濃度の変動
は、一定の、より詳細に規定された条件の下で
は、少なくとも十分に小さな誤差の範囲内で、固
体が管路内を移動するのと同一の速度で、管路の
中を伝播して行くことである。それ故にこの事実
は専門家にとつては驚くべきことである。それは
空気圧輸送に際しては、固体粒子の輸送に作用す
る力は、専ら搬送ガスと固体粒子との間の相対運
動の結果であるからである。それ故に、搬送ガス
（少なくとも水平および上方に輸送する場合は）
固体よりも大きい速度で、管路の中を流れる。こ
れに対しては、例えばWeber
“Stro¨mungsfo¨rdertechnik”Verlag Mainz 1974
を参照。
それ故に、これまでの見解によつて、固体・搬
送ガス・分散相の中の固体濃度に計的に引き起こ
した短時間の変動、即ち固体容積の搬送ガス容積
に対する関係の変動は、搬送ガスの速度か、また
は搬送ガスの速度と固体の速度との間に相当する
ある速度で、管路の中を伝播することが予想さ
れ、特にまた過流層工学から、“気泡”、即ち本質
的に固体濃度が減少している空間が、固体・渦流
層に対して相対的に移動するということが知られ
ている。
しかし上述に述べたようなこれらの期待に反し
て、管路の中の固体・搬送ガス・分散相の短時間
のパルス状の固体濃度の変動は、一定の条件の下
では、固体の輸送速度に等しい速度で伝播するこ
と、およびそれ故に管路中の固体の輸速速度Vs
は、固体濃度の短時間の変動が伝播する速度を測
定することによつて、直接測定できることが分つ
た。上に述べた如く、固体濃度のパルス状に生じ
た変動の伝播速度は、管路中で距離Ｌを隔てて存
在する少なくとも２つの固体濃度測定点における
固体濃度の変動が、順次表示される時刻の間の差
を決定することによつて、測定される。それ故に Vs＝Ｌ／Δt ここにΔtは該時刻の差である。
管路を通る固体の質量流れFsは、Vsに管路断
面Ａと、搬送ガスに固体を加えた容積に関係する
固体濃度Cs（単位容積当り質量単位）とを乗ずる
ことによつて決定される。固体濃度のパルス状の
変動のために、この値は一定ではないので、本発
明によつて、固体の質量流れを検出するために
は、Csではなくて、固体濃度の時間平均値Csを
引用するが、この値は公知の手段によつて、濃度
の連続測定から得ることができる。
それで固体の質量流れは Fs＝Ｌ・Ａ・Cs／Δt となる。
この固体の質量流れに相当する信号は、上に説
明したように、それ自体公知の手段を使つて、こ
の式に対応するCsとΔtとを結合することによつ
て得られる。
本発明によれば、固体濃度のパルス状の変動に
ついての継続時間は1s以下、好適には0.1ないし
0.5sである。この場合、固体濃度は、基準値に比
べて10ないし40％だけ下げる。この範囲内で、固
体濃度の低下度を固体濃度に対して使用する測定
方法の種類と感度およびその固有のゆらぎ幅とに
よつて決める。
本発明の公的な１つの実施態様は、固体濃度の
パルス状の変動を、ある量のガスをパルス状に追
加して管路中に注入することによつて行うことを
特徴とする。外部条件によつて与えられる注入点
の幾何学的な配置と、輸送物質の性質とに関係し
て、管路中の注入口は、時間が経過するうちに塞
がる危険性がある。本発明によれば、注入点にお
けるこの危険性を避けるために、比較的少量のガ
スの流れを絶えず導入し、それをパルス状に最大
値に増大し、次いで再び最初の値に戻すことがで
きる。
測定に必要な、上に説明した固体濃度の低下度
は、注入するガス量を、それに対して調節するこ
とによつて行われる。
固体濃度のパルス状の変動は、本発明の拡張に
よつて行われる、管路中の固体の流れを短時間絞
ることによる追加のガス量、または注入のために
追加される追加のガス量で、行うことができる。
そのような絞りは、本発明によれば、管路への固
体取り入れ口における取入口断面を短時間変える
ことによつて、特に、管路への固体取入口の前に
配置された、例えば要求にかなつた特許出願
DDWP Ｇ 05B／227 094／７の調節体と閉鎖体
とを短時間調節することによつて、好適に行われ
る。
放射性トレーサーによる比較実験の際に、短時
間の絞りは衝撃的な輸送にならないので、絞り場
所のすぐ下流では一様な固体濃度が保たれている
が、絞り過程の継続時間にほぼ相当する時間間隔
に亘つて、固体濃度が低下していることが示され
た。
固体の質量流れを準連続的に行うために、本発
明によつて、固体濃度のパルス状の変動を周期的
に実施することができる。好適な１つの実施態様
においては、パルス間隔は４ないし30sになる。
しかしながら本発明によれば、固体濃度のパルス
状の変動は、固体濃度の測定点における、前進す
るパルス状の変動の通過時刻に関連させて始動す
ることができる。この場合、前進するパルスが、
流れの方向に設置されている第２の測定点を通過
したことが指示された後に、固体濃度のパルス状
の変動が引き起こされる。
本発明の好適な１つの実施態様においては、固
体濃度、またはそれと関数的な関係にある量を測
定するために、該測定点に放射線透過測定法、即
ち、輸送の流れによる１つの放射線源からの放射
線の減弱の検出が利用されるが、その場合、放射
線源の種類と強さおよび放射線検出器の幾何学的
配置は、管路、その断面、その壁の厚さならびに
固体の種類および濃度によつて調整されるので、
放射線透過測定に必要な積分時間は、該測定点に
おける固体濃度の変動に対する指示時刻の間の差
に比べて小さくすることができる。
適当なそれ自体公知の手段によつて、固体濃度
の該時間平均値Csを算出するために、該測定点
の１つにおける放射線透過測定の結果を引用する
時には本発明が適している。しかしながら高い精
度が要求される場合、または測定点間の間隔Ｌが
比較的大きい場合には、時間平均値を算出する前
に、該測定点における同時測定の算術平均を決定
して、この場所に関する平均値を、時間平均値算
出の基礎にすることが、目的にかなつている。
放射線透過測定法を取り入れる際に、本発明に
よれば、固体濃度がパルス状に低下する時に、測
定点における放射線の通過に対する計数率（それ
故に単位時間当りに検出する放射線パルス）が、
初期値に対して３ないし10％、好適には４ないし
６％だけ高くなることが、特に有利であることが
分つた。そうすると、少なくとも濃厚な流れでの
固体輸送の場合には、固体濃度の低下の相対的な
大きさが、10ないし40％という上に示した範囲内
にあることになる。
本発明の他の１つの実施態様は、固体濃度と関
数的な関係にある量として、固体・ガス・分散相
の比誘電率を取り上げること、および、測定方法
として該測定点に、それ自体公知である容量測定
法を取り入れることを特徴とする。
この測定方法は、放射線透過測定に比べて不感
時間が短かいという利点がある。測定結果は、多
くの輸送物質について、輸送品の状態の変動によ
つて、強く影響される。このことは、固体の輸送
速度の研究に対して妨害にはならないので、この
不感時間が短かいという利点は完全に意義がある
けれども、その反面固体濃度の精度はそこなわれ
るので、固体濃度を検出するためには、該容量測
定点の間に好適な方法で配置した放射線透過測定
を、追加することが必要である。
測定点における固体濃度ないしは、それと関数
的な関係にある量の変動を表示する時刻の間の差
を決定することに対しては、公知のアナログおよ
びデジタル計算方法が自由に使用できる。
ある測定点における固体濃度のパルス状の変動
の通過時刻を規定するための、精度は大きくなる
が、費用もかさんで行く順序での可能性が、今ま
でに評価されてきた。
−−固体濃度の本来の変動範囲外にある固定した
水準範囲を超えた時刻 −−固定した水準範囲を超えた時刻とそれに引続
いて達しなかつた時刻との間の算術平均 −−ある一定のあらかじめ与えられた間隔で、丁
度経過した時間間隔の固体濃度の継続的に計算
した平均値が出てくるような、ある可変の水準
範囲の導入 −−その時の測定点における固体濃度・時間関数
のピーク値を標定した時刻 固体濃度の変動をできるだけ小さく保つたが、
しかもなお確実に指示できるように努力している
うちに、結局本発明の１つの実施態様は、測定点
におけるパルス状の固体濃度変化を指示するため
の時間差を決定するために、自己相関数を使用す
ることが特徴となつた。そのために、公知の相互
相関または偏り相関が引用される。相関手法を使
用する場合には、固体濃度変化の開始は相関係数
自体によつて制御し、さらに必要によつては、例
えば10sという相関計算のために引用される時間
間隔の中に、複数の固体濃度パルスを通過させる
ことが一般に好適である。
本発明を２つの実施例で説明する。そのため
に、（粉末状の褐炭をガス化反応装置に供給する
場合の、固体の質量流れを測定する方法を模式的
に示す）第１図を引用する。
実施例 １ 粉末状の褐炭をガス化する装置で、本発明によ
る方法によつて、粉末状の質量流れを測定し、制
御した。
第１図によると、ゲート１の粉末状褐炭は、約
3MPaの圧力に保たれている配合容器２に供給さ
れる。配合容器の下部で、搬送ガスの吹込みによ
つて粉末は流動化し、濃厚な粉末・搬送ガス・分
散相として、輸送管路３を通つて、ガス化反応装
置５のバーナー４に流れる。反応装置において
は、ガス化剤管路６を通して供給される約
2.8MPaの酸素のないガス化剤混合物によつて分
解される。反応装置に導入される固体の質量流れ
は、調節弁７を通して配合容器に供給される搬送
ガスの流れで調節される。輸送管路３を通つて流
れる、固体・ガス・分散相の固体濃度は、分散相
１m3当り（ガス容積と固体容積との和）固体300
ないし500Kgの範囲にある。
注入点８で、導管９とオリフイス板１０とを通
して、少量の追加の搬送ガスが絶えず輸送管路３
の中に注入される。しかしその量は分散相の固体
濃度に本質的に影響を及ぼすものではない。電磁
弁１１を短時間開くことによつて、注入点８で注
入追加される搬送ガスの流れは、パルス状に高め
られるので、輸送管路の注入点８でガスの注入を
行つている間に流れて通る分散相の固体濃度は、
明らかに減少する。
注入点８の下流に、互にＬ＝６ｍの間隔をおい
て、分散相の中の固体濃度を検出する２つの測定
点が配置されている。測定点は、γ線透過測定の
原理に従つて動作し、それぞれγ線源１２または
１４、および放射線検出器１３または１５より構
成されている。検出器は放射線測定装置１６また
は１７に接続されていて、測定装置はそのつどア
ナログ信号（放射線のパルス密度または計数率）
ならびに規則的な時間間隔でのデジタル信号を発
信する。
注入点８でパルス状に発生した固体濃度の低下
は、輸送管路３の中の分散相の移動と共に伝播
し、次いで放射線源１２と検出器１３とより成る
測定点で指示される。それは、放射線測定装置１
６によつて受信された計数率がパルス状に上昇
し、次いで計数率の基準値または基準の変動範囲
に低下することで示される。放射線測定装置１６
は計数率に比例したアナログ信号を発信するが、
その信号は、基準の変動範囲以上の予じめ与えら
れている水準範囲を超えた場合には、時間測定装
置１８を始動する。検出器１５と放射線検出装置
１７とを通る固体濃度の乱れが指示されて、時間
測定装置１８に入力されると、それに応じて時間
測定は中断する。
例えばすべて0.5sのような規則的な時間間隔
で、放射線測定装置１６および１７から出力され
るデジタル信号は（それ故にこの時間間隔中に受
信された放射線パルス数）、マイクロコンピユー
タ１９に供給され、コンピユータは、同時に入力
する両測定点の信号を平均して、次に丁度経過し
た例えば10sの時間間隔の中で決定した場所によ
る平均値を結合して時間平均値にする。放射線源
と検出器との幾何学的配置および放射線の種類の
外に、管が空の場合の計数率Z0および別個に決
定された、特に粉末状褐炭の灰分の組成と割合と
に関係した粉末の質量減弱係数が入つている校正
関数を考慮し、さらに透過測定の結果についての
搬送ガス密度の寄与を除去すると、コンピユータ
１９によつて、さらに平均固体濃度Csが計算さ
れる。
式、 Fa＝Ｌ・Ａ・Cs／Δt によつて、この量は、時間測定装置１８が担当し
た時間Δtによつて、Kg／ｓの固体の質量流れFs
に結合される。ここにＡは管路３の内側断面であ
り、またＬは両側定点間の距離である。
上に述べた搬送ガス密度の寄与を除くというこ
とは、我々の実施例におけるような高い操業圧力
の場合に必要になつてくるが、それは、最初の放
射線透過測定が分散相の密度ρi、それ故に固体と
搬送ガスとの重量の、分散相の全容積に対する関
係を与えるからである。コンピユータに追加して
入力される別個に決定された固体の正味の密度ρs
と、標準状態の下での搬送ガスの密度（ρG）Nとの
間には、次の関係が成立つ。
Cs＝ρiPNTG−（ρG）NPGTN／ρsPNTG−（ρG）NPGTNρ
s ここにガスの状態量PGとTGとは選択的にコン
ピユータに入力されるか、または（第１図には示
されていないが）輸送管路にある特別な検出素子
から受けることができる。基準状態量PNとTNと
は、確実に管理される。
このように計算された質量流れFsは、搬送ガ
ス管路にある調節弁７を動作させる調節装置２１
によつて、反応装置５に流される粉末状の燃料を
制御するために使用される。さらに質量の流れ
は、プリンタ２０によつて記録される。
測定と計算のサイクルが終ると、コンピユータ
１９によつて、新しいガス注入が電磁弁１１を通
して開始される。
50mmの直径の輸送管路の場合には、15t／ｈの
褐炭粉が輸送される。搬送ガス量は、注入点８の
前で、操業状態（3.0Pa、20℃）に対して、標準
状態770m3／ｈに相当する27.5m3／ｈである。オ
リフイス板１０を通して、標準状態で７m3／ｈに
相当する0.25m3／ｈのガスの流れが、注入装置を
洗浄するために、絶えず導入されている。電磁弁
１１の開口を通して、0.6sの時間に亘つて、7.3
m3／ｈ（標準状態で200m3／ｈ）が、輸送管の中に
パルス的に注入される。この注入によつて、石炭
粉・搬送ガス分散相の固体濃度Csは、400Kg／m3
から328Kg／m3・分散相容積に、即ち18％低下す
る。注入開始後約1sで、放射線測定装置１６によ
つて受信される計数率は、６％上昇する。さらに
Δt＝1.13sの時間の後に、放射線測定装置１７の
計数率が、同じ上昇を示した。
固体の質量流れの計算のために、両測定点の固
体濃度平均値を、8sに亘つて算出した。固体の質
量流れは10s全体が記録された。
装入された粉末の秤量による対照実験から、粉
末の質量流れに対して、さらに±５％の測定誤差
が示された。
個々の、放射能で標識した粒子をトレーサとし
て固体の流れの中に使つて、固体の速度ないしは
固体の走行時間を研究する比較測定によつて、実
施例の結果と±２％以下の誤差で、速度が明らか
に一致することが示された。質量流れの測定の高
い方の誤差は、固体濃度Csの測定の際の誤差に
基づいている。
実施例 ２ 実施例１と同じ配置ではあるが、配合容器２の
中に埋込まれている輸送管路３の円錐形取入口２
２の前に、調節閉鎖体２３が配置されている。閉
鎖体は空気圧駆動装置２４によつて、軸方向に移
動することができる。連結ロツド２５は配合容器
の底と、配合容器２の下部にある吹込み底２６に
よつて気密になつている。図面は示していない
が、調節弁７によつて、搬送ガスの一部の流れが
分岐されて調節閉鎖体に供給される。この一部の
流れは調節体の先端で、輸送管の中に入る。
空気圧駆動装置によつて、調節体は取入口の方
向にパルス的に押し付けられるので、円錐形の取
入口２２と、同様に円錐形の調節体の上部との間
の、自由な環状の断面は、正常な位置の約50％ま
で縮小する。それによつて、輸送管路に取入れら
れる固体濃度は、パルス状に約25％だけ低下す
る。測定と評価との過程は、実施例１に従う。減
少した固体濃度の分散相が通過する際の計数率の
上昇は、約８％であつた。
実施例１と比べると、追加のガスを注入する装
置、即ち位置８ないし１１はなくなつている。実
施例１とは異なつて、固体取入れの短時間のパル
ス状の絞りは、別個のタイマー２７によつて、周
期的に行われ、その際この周期は、１サイクルの
測定と評価とに必要な時間よりも長くしてある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、粉末状の褐炭をガス化反応装置に供
給する場合の、固体の質量流れを測定する方法を
模式的に示す。 １……ゲート、２……配合容器、３……輸送管
路、４……バーナー、５……ガス化反応装置、６
……ガス化剤管路、７……調節弁、８……注入
点、９……導管、１０……オリフイス板、１１…
…電磁弁、１２，１４……γ線源、１３，１５…
…放射線検出器、１６，１７……放射線測定装
置、１８……時間測定装置、１９……マイクロコ
ンピユータ、２０……プリンタ、２１……調節装
置、２２……取入口、２３……調節体と閉鎖体、
２４……空気圧駆動装置、２５……連結ロツド、
２６……吹込み底、２７……タイマー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 管路の中を、固体・ガス・分散相を輸送する
    場合、特に濃厚な流れで輸送する場合および高圧
    の場合の固体の質量流れを測定する方法におい
    て、 固体・ガス・分散相を導く管路の１点におい
    て、該点を通つて流れる分散相の固体濃度をパル
    ス状に変え、 該点の下流に、互いにある距離を隔てて管路中
    に置かれている少なくとも２つの測定点で、それ
    自体公知の測定方法に従つて、固体・ガス・分散
    相の固体濃度、またはこの濃度と関数的な関係に
    ある量を連続的に測定し、 固体濃度の変動、または測定方法によつて決定
    される、固体濃度と関数的な関係にある量を、該
    点の下流で、互いに間隔をおいてある測定点で順
    次指示する時刻の間の差を決定し、 該測定点が存在する管路の断面における固体・
    ガス・分散相の固体濃度の時間平均値を決定し、 測定点における固体濃度の変動を順次指示する
    時刻間の差で割つた、固体濃度の該時間平均値か
    ら求めた商に比例する信号を、それ自体公知の手
    段で発信すること、 さらにこの信号を、管路中の固体濃度の変動の
    指標として利用すること、 を特徴とする上記の方法。 ２ 固体濃度を変動するためのパルス継続時間は
    1s以下、好適には0.1ないし0.5sであつて、この継
    続時間の間、該固体濃度は最大限その基準値の10
    ないし40％だけ低下すること、および、分散相の
    固体濃度がパルス状に変動する点と、流れの方向
    に設けられている第１の測定との間が、約２ｍ以
    上の管の長さ、好適には約５ｍの管の長さである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項による方
    法。 ３ 固体濃度のパルス状の変動を、ガス量を追加
    してパルス状に注入することによつて行うことを
    特徴とする特許請求の範囲第１あるいは第２項に
    よる方法。 ４ パルス状に最高値まで増大し、次に再び最初
    の値まで減少する、比較的少量のガスの流れを、
    注入点で導入することを特徴とする特許請求の範
    囲第１ないし第３項のいずれかによる方法。 ５ 固体濃度のパルス状の変動を、管路の中の固
    体の流れを短時間絞ることによつて行うことを特
    徴とする特許請求の範囲第１あるいは第２項によ
    る方法。 ６ 管路の中の固体の流れを短時間絞ることを、
    管路への固体取入口で、取入口断面を短時間変え
    ることによつて、好適には管路への取入口の前に
    配置されている調節体と閉鎖体相互位置を短時間
    変えることによつて行うことを特徴とする特許請
    求の範囲第１、第２あるいは第５項による方法。 ７ 固体濃度のパルス状の変動を、周期的に行う
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１ないし第６
    項の少なくとも１項による方法。 ８ 前進するパルス状の変動の通過が、流れの方
    向に設けられている第２の測定点で指示された後
    に、固体濃度のパルス状の変動を開始することを
    特徴とする特許請求の範囲第１ないし第６項のい
    ずれか１項による方法。 ９ 固体濃度に対応する量、またはそれと関数的
    な関係にある量を測定する方法として、該測定点
    に放射線透過測定を使用し、その際、放射線源の
    種類と強さ、および放射線検出器の幾何学的配置
    が、管路、その断面、ならびに固体の種類および
    濃度によつて調節され、そのため放射線透過測定
    に必要な積分時間が、該測定点における固体濃度
    の変動に対する指示時刻間の差に比べると小さく
    なつていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    ないし第８項のいずれか１項による方法。 １０ 固体濃度のパルス状の変動の間に、放射線
    透過測定の際に現われる計数率が、基準値に対し
    て３ないし10％、好適には４ないし６％高くなる
    ように、固体濃度を減らすことを特徴とする特許
    請求の範囲第９項による方法。 １１ 固体濃度の時間平均値を算出するために、
    測定点の１つにおける放射線透過測定の結果、ま
    たは該測定点における同時測定の算術平均を引用
    することを特徴とする特許請求の範囲第１０項に
    よる方法。 １２ 固体濃度と関数的な関係にある量が、固
    体・ガス・分散相の比誘電率であること、および
    該測定点において、それ自体公知の容量測定法
    を、使用することを特徴とする特許請求の範囲第
    １ないし第８項のいずれか１項による方法。 １３ 固体濃度の変動または、測定方法によつて
    決定される、変動と関数的な関係にある量が、測
    定点で指示される時刻の間の差を、それ自体公知
    である相関技法によつて測定することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１ないし第１２項のいずれか
    １項による方法。
JP57164173A 1981-09-22 1982-09-22 固体の質量流れの測定方法 Granted JPS5866818A (ja)

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