DD201507B1 - METHOD FOR DETERMINING THE MASS FLOW OF FINE-COATED MATERIALS - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Massenstromes feinkörniger Materialien, insbesondere beim Transport staubförmiger und feinkörniger Brennstoffe bei der Zuführung in die Windformen des Hochofens zum teilweisen Ersatz von stückigem Koks bei der Erzeugung von Roheisen. Das Verfahren kann in ähnlicher Weise angewandt werden bei der Zuführung staubförmiger oder feinkörniger Brennstoffe als Zusatz in Kupolöfen, zur Beheizung von Siemens-Martin-Öfen, Kupferschachtöfen und ähnlichen metallurgischen Aggregaten sowie zur Zuführung staubförmiger oder feinkörniger Stoffe in Metallbäder zum Zwecke des Frischens, Legierens, Raffinierens und ähnlichen metallurgischen Prozessen.The invention relates to a method for determining the mass flow of fine-grained materials, in particular when transporting powdery and fine-grained fuels in the supply to the tuyeres of the blast furnace for the partial replacement of lumpy coke in the production of pig iron. The process can similarly be applied to the feeding of powdered or fine-grained fuels as an additive in cupola furnaces, to the heating of Siemens-Martin furnaces, copper-shaft furnaces and similar metallurgical aggregates and to the feeding of pulverulent or fine-grained substances into metal baths for the purpose of refining, alloying, Refining and similar metallurgical processes.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen außerhalb des Bereiches der Metallurgie zur Bestimmung des Massenstromes für staubförmige und feinkörnige Güter, die besonders für Kohlenstäube nicht geeignet sind, d.h. die keine exakt quantitativen Meßwerte, sondern nur qualitative Meßsignale liefern oder die nur für den pneumatischen Transport bei sehr kleinen Feststoffdichten (pf2 < 30 kg/m3) geeignet sind. Die Meßverfahren und Vorrichtungen nach den Patentschriften DD-PS 131361 und DD-PS 145958 liefern analoge Massenstrom werte, die nur füreinen exakt definierten Dichtezustand und für eine bestimmte Brennstaubqualität reproduzierbar sind und eine technisch ausreichende Genauigkeit besitzen. Diese Verfahren erfordern ein Eichen der Meßverfahren bei Änderungen der Zusammensetzung des geförderten Feingutes. Lichtoptische Meßverfahren nach Patentschrift DD-PS 142606 sind trotz der Vielfalt an gleichzeitiger Meßwertgewinnung wegen der fehlenden Lichttransparenz und -reflexion besonders der Brennstäube bei dichten Zweiphasenströmungen nicht geeignet. Die Meßverfahren nach den Patentschriften DE-OS 2554565, DE-OS 2902911 und DE-OS 2757032 berücksichtigen nicht den wahren Zustand des in der Meßstrecke strömenden Staub-Gas-Gemisches, so daß diese Meßverfahren nur angenäherte Meßwerte liefern können und für hohe Feststoffbeladungen (pf2 ä 50kg/m3) nicht mehr anwendbar sind.Are known methods and devices outside the field of metallurgy for the determination of the mass flow for dusty and fine-grained goods, which are not particularly suitable for carbon dust, ie not exactly quantitative readings, but only provide qualitative measurement signals or only for the pneumatic transport at very small Solid densities (p f2 <30 kg / m 3 ) are suitable. The measuring methods and devices according to the patents DD-PS 131361 and DD-PS 145958 provide analog mass flow values that are reproducible only for a precisely defined density state and for a specific fuel dust quality and have technically sufficient accuracy. These methods require calibration of the measuring methods with changes in the composition of the conveyed fine material. Light-optical measuring methods according to patent DD-PS 142606 are not suitable despite the variety of simultaneous data acquisition because of the lack of light transparency and reflection especially of the fuel dusts in dense two-phase flows. The measuring methods according to the patents DE-OS 2554565, DE-OS 2902911 and DE-OS 2757032 do not take into account the true state of the flowing in the measuring section dust-gas mixture, so that these measuring methods can provide only approximate measurements and for high solids loadings (p f2 a 50kg / m 3 ) are no longer applicable.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist ein für die Metallurgie kontinuierlich arbeitendes Massenstrommeßverfahren, das unabhängig von der Technologie der Staubaufgabe zum Staubförderrohr und bei allen Staubkonzentrationen, besonders im Dichtstrombereich, die technisch realisierbar sind, quantitativ richtige Meßwerte liefert.The aim of the invention is a mass flow measurement process which operates continuously for metallurgy and provides quantitatively correct measured values independently of the technology of the dust feed to the dust delivery tube and at all dust concentrations, especially in the dense phase, which are technically feasible.
insbesondere beim Transport staubförmiger und feinkörniger Brennstoffe sowie anderer in metallurgischen Prozesseneingesetzter Stoffe beliebiger Feststoffkonzentration sowie beliebiger Betriebsdrücke zu den Windformen des Hochofens, zurIn particular, when transporting pulverulent and fine-grained fuels and other substances used in metallurgical process of any solids concentration and any operating pressures to the tuyeres of the blast furnace, the
-erweiternngen vorhanden sein, und das Verfahren muß ohne Eichung der Meßstrecke und unabhängig von der Staubartarbeiten.-erweitnngen be present, and the process must be without calibration of the test section and regardless of the Staubartarbeiten.
unterschiedlich sein wird, eine Dichtemeßsonde Of1 angeordnet ist. Nach dieser Dichtemeßsonde wird dem Feststoffstrom übereinen Mischapparat ein Gas zur Verringerung der Staubstromdichte auf pf2 stoßfrei zugegeben. Diese abgesenkte Dichte Pf2 unddas injizierte Gas V0(Ni (bezogen auf den Normzustand) werden ebenfalls mit einer Dichtemeßsonde Of2 sowie mit einerwill be different, a Dichtemeßsonde Of 1 is arranged. After this density measuring probe, a gas is added to the solids flow through a mixing apparatus to reduce the dust flow density to pf 2 smoothly. This lowered density Pf 2 and the injected gas V 0 (Ni (based on the standard state) are also measured with a density measuring probe Of 2 and with a
und Drücke p1f p2 vor und nach dem Mischapparat ergibt sich nach Umrechnung der Gasdichten und -volumina in denand pressures p 1f p 2 before and after the mixer results after conversion of the gas densities and volumes in the
und Druckmessung, d.h., daß dann die Wärmekapazität des Feststoffes, soweit überhaupt Feststoff und Gas unterschiedlicheand pressure measurement, i.e., that then the heat capacity of the solid, if any, solid and gas different
Pi =Pz,T1 = T2, pG1 = Pg2 gesetzt werden können. Damit ergibt sich eine vereinfachte Berechnungsgleichung für den Massenstrom rhK.Pi = Pz, T 1 = T 2 , p G1 = Pg2 can be set. This results in a simplified calculation equation for the mass flow rh K.
Bei der Ausführung desVerfahrens nach Fig. 1 wird bei einem Betriebsdruck P1 = 3,0MPa aus einem Dosiergefäß 1 Kohlenstaub einer Feststoffkorndichte Pk = 1400kg/m3 pneumatisch mittels Stickstoff der Normdichte pG(N) = 1,25 kg/m3 über ein Förderrohr 3 gefördert. Zwecks Ermittlung des Massenstromes mK werden in einem in dem Förderrohr 3 befindlichen Mischapparat 5 Injektionsgas 4 in Höhe von VG(N) = 250m3(N)/h dem Staubstrom zugeführt und die Fließdichten vor und nach dem Mischapparat 5 radiometrisch mit einer Größe von fti = 380kg/m3 und p« = 280 kg/m3 gemessen. Die Temperaturen vor und nach dem Mischapparat 5 seien annähernd gleich und betragen T1 ~ T2 = 353 K. Aus den Meßdaten ermittelt damit ein Prozeßrechner 2 einen Massenstrom von 10t/h.In the embodiment of the process according to FIG. 1, at an operating pressure P 1 = 3.0 MPa, pulverized coal of a solid particle density Pk = 1400 kg / m 3 is pneumatically transferred via nitrogen to the standard density p G ( N ) = 1.25 kg / m 3 a delivery pipe 3 promoted. In order to determine the mass flow m K , injection gas 4 in the amount of V G ( N) = 250 m 3 ( N ) / h is supplied to the dust flow in a mixing apparatus 5 located in the conveyor pipe 3 and the flow densities before and after the mixing apparatus 5 are radiometrically of one size measured from fti = 380kg / m 3 and p "= 280 kg / m 3 . The temperatures before and after the mixing apparatus 5 are approximately equal and are T 1 ~ T 2 = 353 K. From the measured data thus determines a process computer 2 a mass flow of 10t / h.
Beider Ausführung des Verfahrens nach Fig. 2 wird bei einem Überdruck von P1 = 0,15MPa aus einem Bunker 1 Kohlenstaub einer Feststoffkorndichte ρ* = 1400kg/m3 und einer Anfangsfließdichte Pn = 470kg/m3 pneumatisch mittels Luft mit einer Gasnormdichte Pqini = 1,293 kg/m3 in ein Förderrohr 3 gefördert. Unmittelbar nach dem Bunkerauslauf wird dem Staubstrom über einen Mischapparat 5 Injektionsgas 4 mit Vg<ni = 29m3 (N)/h zugegeben, so daß sich die Fließdichte p« auf 280kg/m3 verringert und der Druck an der Meßstelle nach dem Mischapparat 5 p2 = 0,10 MPa beträgt. Die Temperatur vor und nach dem Mischapparat 5 ist gleich und beträgt T1 =T2 = 313 K. Das Injektionsgas 4 wird dabei mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/s dem Staubstrom zugemischtIn an embodiment of the method according to FIG. 2, at an overpressure of P 1 = 0.15 MPa from a bunker 1 pulverized coal of a solid particle density ρ * = 1400 kg / m 3 and an initial flow density Pn = 470 kg / m 3 is pneumatically mixed with air with a standard gas density Pqini = promoted 1.293 kg / m 3 in a conveying pipe. 3 Immediately after the bunker outlet 5 injection gas 4 with V g <ni = 29m 3 (N) / h is added to the dust flow through a mixing apparatus, so that the flow density p «reduced to 280kg / m 3 and the pressure at the measuring point after the mixer 5 p 2 = 0.10 MPa. The temperature before and after the mixing apparatus 5 is the same and is T 1 = T 2 = 313 K. The injection gas 4 is mixed with the dust stream at a speed of 5 cm / s
Mittels eines Prozeßrechners 2 folgt damit ein Massenstrom von mK = 10t/h.By means of a process computer 2 thus follows a mass flow of m K = 10t / h.
Bei der Ausführung des Verfahrens nach Fig.3 wird bei einem Überdruck von P1 = 0,16MPa aus einem Dosiergefäß 1 Kohlenstaub einer Feststoffkorndichte Pk — 1400 kg/m3 und einer Anfangsfließdichte Pf1 = 420kg/m3 pneumatisch mittels Stickstoff mit einer Gasnormdichte pGmi = 1,25kg/m3 in Förderrohren 3 gefördert, die zu den Windformen eines Hochofens führen.In the execution of the method according to Figure 3 is at a pressure of P 1 = 0.16 MPa from a dosing 1 coal dust a solid particle density Pk - 1400 kg / m 3 and an initial flow density Pf 1 = 420kg / m 3 pneumatically by means of nitrogen with a standard gas density p G mi = 1.25 kg / m 3 conveyed in delivery pipes 3, which lead to the tuyeres of a blast furnace.
Unmittelbar nach dem Abgang vom Dosiergefäß 1 wird dem Staubstrom jedes Förderrohres 3 über einen Mischapparat 5 Injektionsgas 4 mit VG(N) - 2,5m3 (N)/h zugegeben, so daß sich die Fließdichte йг auf 300kg/m3 verringert und der Druck an der Meßstelle nach dem Mischapparat 5 p2 = 0,10MPa beträgt. Die Temperatur vor und nach dem Mischapparat 5 ist gleich und beträgt T1 * T2 « 313K. Das Injektionsgas wird dabei dem Staubstrom mit einer Geschwindigkeit von 8cm/s zugemischt. Mittels des Prozeßrechners 2 folgt damit ein Massenstrom von mK = 0,4t/h Rohr.Immediately after the departure from the metering vessel 1 is the dust flow of each conveyor tube 3 via a mixing machine 5 injection gas 4 with V G (N) - 2.5m 3 (N) / h added, so that the flow density йг reduced to 300kg / m 3 and the pressure at the measuring point after the mixing apparatus is 5 p 2 = 0.10 MPa. The temperature before and after the mixer 5 is the same and is T 1 * T 2 «313K. The injection gas is added to the dust flow at a rate of 8 cm / s. By means of the process computer 2 thus follows a mass flow of m K = 0.4t / h tube.
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Cited By (1)
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| DE19729144A1 (en) * | 1997-07-08 | 1999-02-04 | Foedisch Umweltmestechnik Gmbh | Process and device system for the continuous determination of the dust concentration in flowing gases |
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1981
- 1981-07-17 DD DD23249081A patent/DD201507B1/en not_active IP Right Cessation
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| DE19729144C2 (en) * | 1997-07-08 | 2001-02-22 | Foedisch Umweltmestechnik Gmbh | Process and device system for the continuous determination of the dust concentration in flowing gases |
Also Published As
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| DD201507A1 (en) | 1983-07-20 |
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