Способ автоматического контроля массового выброса загрязняющих веществ и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к приборостроению , а именно к средствам отбора и анализа промышленных выбросов в атмосферу, и может быть исполь - зовано 3 химической, нефтехимической и др. отраслях лрокьшгленности. Цель изобретения - повысить представи- ,тельность и информативность результатов опробывания, что уменьшает затраты ручного труда, Для этого пробы из разных; точек газохода пропускают через общий селективный поглощающий элемент, а обьсм газа, пропускаемый через поглощающий; элемент кэ каждой с ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4211804/23-26 (22) 23.03.87 (46) 23.11.88. Бюл. У 43 (71) Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова (72) В.С. Матвеев и В.Д. Куксинский (53) 543.271(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 819613, кл. G 01 N 1/22, 1978.

Сборник отраслевых методи:с изме-. рения концентрации загрязняющих веществ в промьппленных выбросах. N.:

Гидрометеоиздат, 1985, ч. I, с.515, ч. II, с. 106-129.

Авторское свидетельство СССР

В 1049778, кл. G 01 И 1/22, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Я 626388, кл. G 01 F. 1/22, 1977.

„„SU„,. 1439448 (si> q С 01 И 1/22, 5/04 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

МАССОВОГО ВЫБРОСА ВАГРЯЗНЯ10ЩИХ ВЕЩЕСТВ И УСТРОЙСТВО ДПЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к средствам отбора и анализа промышленных выбросов в атмосферу, и может быть исполь". зовано н химической, нефтехимической и др. отраслях промьпн,".енности. Цель изобретения — повысить представи, тельность и информативность результатов опробывания, что уменьшает затраты ручного труда. Для этого пробы из разных точек газохода пропускают через общий селектпзн лй поглощавший элемент, а обвеем газа, пропускаемый через поглощающий элемент нз каждой

) 439448 точки, изменян>т пропорционально скорости потока в точке отбора и площа ди кольцевого сечения. Устройство ,содержит кодовый датчик 9 линейного перемещения зонда 1, блок 15 для измерения времени отбора пробы и блок измерения расхода газа через поглощающий элемент. Блок 15 состоит иэ генератора 16 импульсов, логическоИзобретение относится к приборостроению, а более конкретно — к обгасти средств отбора и анализа про>шленных выбросов в атмосферу, и моет быть применено в химической, нефтехимической, азотно-туковой и других отраслях промышленности для конт1 роля промышленных выбросов в атмоферу.

1!роблел>я контроля источников проышленных выбросов в атмосферу свя-. зана с измерением неравномерного оля концентраций и скоростей газа газоходе, что требует отбора проб различных точках сечения газохода, эмерения скоростей потока в этих очках с последующей обработкой соокупности отобранных проб методами имического. анализа и вычисления

ыссового выброса загрязняющих вееств по результатам анализа проб и пзмерения скоростей потока в точках

< >тбора. Таким образом, отбор пред< тявительной совокупности проб представляет собой трудоемкий процесс, Причем с увеличением неравномерности

r!>oars концентраций, вызванной, няприл1ер, сбросом в газоход выхлопных га.!ов от нескольких источников выделе11ия, и скоростей газа в газоходе, ко 1ичество проб, отбираемых ня анализ, !

1еобходимо существенно увеличивать.

При этом для получения данных о масс,е выбрасываемого загрязняющего вещества, необходима также дополннтельНяя информация о скоростях потока в точках отбора, что еще более эатруди!яет процесс контроля источников промышленных выбросов.

ro элемента !! 17, двоичных счетчиков 17>, Б-$-триггера 20 и усилителя

21 мощности. Суммарная масса (М) загрязняющего вещества, задержанного поглощающим элементом при отборе 11 проб, является характеристикой массового выброса (Q,) этого вещества через газоход в единицу времени.

2 с.п. и 2 э.п. ф-лы, 1 ил.

Цель изобретения — повышение представительности и информативности проб при контроле массовь.х выбросов иэ промышленных газохогов.

1!а чертеже представлена блок-схе5 ма устроиства, реализующего способ автоматического контроля массового выброса дисперсного материала.

Устройство состоит из пробоотборного зонда 1, установленного в газоходе 2 открытым концом навстречу потоку газа, переменного пневмосопротивления 3 с магистральным 4 и управляющим 5 входами, электропневмоклапана 6, поглощающего элемента 7, сое.Л > диненного с датчиком 8 статического давления. Датчик 9 линейного перемещения соединен с входом блока 10 умножения. Выход блока умножения соединен с входом ячейки 11 памяти и с первым входом блока 12 вычитания.

Выход ячейки 11 памяти сое>аллен с вторым входом блока 12 вычитания. Выходы блока 12 вычитания подключены к входам 13 предустановки двоичных счетчиков 14, установленных в блоке

15 задания времени отбора пробы. Блок !

5 задания времени отбора пробы со— держит последовательнс соединенные генератор 16 импульсов, логический .элемент И 1 7,,каскад двоичных счетчиков !4, соединенных между собой выходом 18 переполненения по вычитанию и входом 1 9 вычитания, R-S-триг35 гер 20, В-вход которого связан с выходом 18 переполнения по вычитанию последнего двоичного счетчика 14 в каскаде, и усилитель 21 мощности. Выход усилителя 21 мощности соединен с

14394 «8 управляющим входом электроиневмокл»пана 6. Входы 22 записи начальных значений всех двоичных счетчиков 14 и S-вход триггера 20 подключен к ши5 не 23 элемента запуска (не показан), а вход разрешения записи ячейки ll памяти связан с шиной 23 запуска через элемент 24 задержки.

Способ реализуется следующим образом.

Отбор проб начинают от края газохода 2. Перед началом первого отбора в ячейке 11 памяти устанавливают кодовое значение площади сечения газо- 15 хода 2. В качестве начального значения для кодового датчика перемещения зонда 9 устанавливается характерный размер газохода (например, радиус для газохода круглого сечения). Ус- 20 тановка начальных значений произво— дится с помощью кнопочных переключателей (не показаны) Триггер 20 находится в положении 0". При отборе первой пробы пробоотборный зонд 1 25 передвигается в продольном направлении от края газохода 2 на заданное расстояние (100-200 мм), при этом элемент И 17 запрещает прохождение

Ф импульсов от генератора 16 импуль- 30 сов на двоичные счетчики 14. На вход усилителя 21 мощности поступает логический "0" электропневмоклапана 6, запрещает прохождение пробы через поглощающий элемент 7. Значение линейного перемещения зонда 1 поступает в блок 1О умножения, где вычисляется величина площади сечения, соответ— ствующая текущему положен«по зонда 1.

Например, для круглых газоходов вы- 40 числяется

S. rll X1

1 где х — текущее положение зонда, f отсчитанное от центра га- 45 зохода 2, S — площадь, полученная при вычислении в .-й точке газохода 2.

Блок 12 вычитания производит вычи- 50 тание значения S, и значения S;, записанного в ячейку 1! памяти. Полученное значение площади кольца, к которому относится точка отбора, поступает на входы 13 предустановки двоичных счетчиков 14. При подаче импульса на шину 23 запуска триггер 20 переходит в состояние "1", логическая единица поступает на вход элемента

И 17, что разрешает прохождение импульс >« от генератор» 16 на «ход 19 вычитания двоичного счетчика 14. Одновреме««по значение площади кольца, поданное на входы предустановки 13 счетчиков 14, записывается в качестве начального з .«ачения счетчиков 14 по импу>п су запуска, поступившему на вход 22 разрешеш я записи начальных значений счетчиков 14. Таким образом, время возник««ове««ия импульса переполнения по вычита««ию на «ь«ходе последнего счетчика 1 в каскаде определяется коэффицие:TQM деления каскада двоичных счетчиков, т.е. значением площади кольца. в котором производится отбор пробы.

Три«>пер 20 чере= усилитель 21 мощности переключае"; электропневмоклапан 6 в положение, при котором проба газа через зонд и переменное пневмосопроги«ление 3 поступает в поглощающий элемент 7 и далее через датчик 8 статического давления сбрасывается в газоход 2. При этом разница между полным давлением, воспринимаемым зондом 1 и статическим давлением в датчике 8 статического давления пропорциональна 0,5 р,4, r1 где о — плотность газа в газоходе

V, — скорость газа в газоходе. Для линеар««зации этого соотношения ««споль зуетc«переменное пневмосопротивление 3, величина которого возрастает с увелича..пем давления в пневматической магистрали — на управляюшем входе.

Через ин-.ервал времени, определяемый параметрамп элемента 24 задержкй (Л 1-2 мкс), значен««е 8; из блока 10 умножения записывается в ячейку ll памяти на место значения, находившегося там ранее.

При поступлении оТ генератора 16 числа импульсов, равного коэффициенту деления каскада двоичных счетчиков, на выходе 18 последнего счетчика 14 во-никает импульс, поступающий на R-вход триггера 20. Триггер переходит в состояние О", электропневмоклапан 6 переключается к линии сброса, подключенной :- епосредственно к газоходу 2, элемент И запрещает прохождение импульсов от генератора 16 импульсов на двоичные счетчики 14. Отбор пробы из одной точки окончен. После перемещения занда в новую точку отбора по им1439448

И

Q = С ° $ ° ° т,г, (2) — q

Формулаиэобретeпия

1 о СПОСОб авуонтатнотЕСКОГО Котттрп ля массового выброса заг рязттятлтяттх пульсу запуска происходит запись значения площади нового кольца в качестве начального значения счетчиков 14, триггер 20 переходит н состояние "1", и процесс отбора повто ряется. Время отбора определяется

) коэффициентом деления каскада счетчиков (значением новой площади кольца) а обьемньтйт расход — скоростью )и

1 газа в новой точке отбора пробы. т.1звестно, что, если расход и вре-l мя отбора пробы, не зависят от параметров потока в гаэоходе и геометрических размеров площадок, к которой отнесена проба, то массовый выброс нз источника в единицу времени определяют по зависимости где Ц вЂ” массовый выброс загрязняющего вещества в единицу времени

С вЂ” концентрация загрязняющего

1 вещества в i-й точке контроля, определенная по результатам обработки отобранной пробы, V; — скорость потока в i-й точ- -0 ке контроля (в характерной точке);

Я вЂ” площадь i-.é площадки (кольца);

N — число площадок, на которое разбито сечение гаэохода, Поскольку где m — масса загрязняющего вещест- 40

1 на, задержанного поглотите- лем;

С вЂ” концентрация вещества в про1 бе газа; — расход газа через поглоти- 45

1 тель; — время отбора; — номер пробы, то, сравнивая с соотношением (l), видим, что необходимо обеспечить вели" яп чину q пропорциональную скорости гат за н точке отбора, а t; — пропорционаольную величине площади„пз которой произнодится отбор пробы.

Значение m, в этом случае пропор- г5 циональ о скорости V и площади Я;, что увеличивает информативность прсбы. При отборе совокупности проб н то-ках сечения через один поглощающий элемент увеличивается ттредста— нительность пробы. тт

И= С;.q; t (3)

1=1 гДе 1о1 — масса загрязняющего вещества, задержанного поглощающим элементом при отборе 11 проб через один поглотитель, I1 — число проб газа, отбираемых через поглощающий элемент.

Сравнивая соотношения (!) и (3) видим, что при таком cnîñîáå отборапроб масса загрязняютцего вещества, задержанного поглотителем, пропорциональна массовому выбросу загрязняющего вещества из источника в единицу времени.

При практическом использовании изобретения при первом измерении на гаэоходе производят тарировку устройства, опреде .я коэффициент пропорциональности, связывающий массовый расход вещества через сечение гаэохода и массу нещестна, задержанного поглотителем. Для этого параллельно с отбором пробы по предлагаемому способу (с помощью предлагаемого устройства) проводят отбор проб тто ттэнестттотту методу и измерение скоростей с помощью пненмометрических трубок и вычисляют массовый расход через газоход. Определин значение тарировочного коэффициента K

СT

/)

nlHc5 где Q, — значение массового ныбросг са вещества, полученное по известному способу; ш — эпачение массы вещества, НО11 задержанного в ттоглощающем элементе при отборе проб по предлагаемому способу с помощью предлагаемого устройства.

Зто значение К исгтользуют при следутощих измерениях массового выброса источника (для задания коэффициента деления каскада дноичтптх счетчиков).

Исттользонаттие изобретения позволяет сократить время анализа в дна раза, что поньипает качество кон.:-роля за выбросом.

1 (3о )48

3. Устройство по:.:, о т л и ч а ю щ е е с я т м, чтс блок задания време. -.к отбо)а пробь. выгслнен в ниде элемента =впуска и последованительно содержит датчик статического давления в газоходе, соедине ный с выходом селект(1в) с)го с)г..:ом нт задержк):, щающего элемента, переменное пневмоКорректор 3 Лончакова

Техред М.Дидык

Редактор С. Патрушева

Подписное

Тираж 847

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6068/41

Производственно-полиграфическое- предприятие,, г. Ужгород„. Ул, Проектная, 4

1)Е шестЕ) 1! ) Га l()Х>EE()EI lip()MEIIIUIE .1)11ЫХ

I)Pc .(El!!)!1лт!1Й 11ключ()юш!!Й Условll )е разбиение !!оперечного сечения газохода па кольцевые !)лошадки, в каждой из которых осуществллн)т отбор пробы, измерение скорости газ(— вого потока в точке отбора, пропускание пробы через селективный поглощающий элемент и последующую оценку массового выброса Io общему количеству задержанного дисперсного материала, о т л и ч а ю щ и и с л тем, что, с целью повышения 1!редставительности и информативности результатов, пробы из всех точек сечений газохода пропускают через общий селективный поглощающий элемент, при этом обьем газа, пропускаемый через поглощающий элемент из каждой точки, изменяют пропо эционально скорости потока в точке отбора и площади колы »E.or: се— чения.

2. Устр(йстзо длл автоматического контроля массового выброса загря зияющих в еществ, содержащее проб о о т борный зонд с механизмом пере!Яещения в газоходе перпендикулярHo fio )ку газа, селективный поглощающ1!й элемент, переключающий электропневмоклапан, управляющий вход которого соединен с выходом блока задания времени отбора пробы, и;!и!1и! сброса, о т л ич а ю щ е е с л тем, что olin дополс nil ()()тl)H.I()!И», >1!)ã)I(. òp;Iël El) II I и уп—

P.", НEI)II())Ill!!I ВХОДЫ КОТ()РС)Г() СОЕД!IНРНЬ! с выхс цом . :p. á»)()òáîp)!()ãо .)онда, а вы-

5 хо)j (1ñ pÐ 1 э (I» кт р")и "»вмок (1аl) iн свя зан с !)õîä(м пог-(ощающего элемента и лини»й сброса, датчик линейного перемеиенил зсгда, блоки умножения и вычитания, эле 1 .нт задержки !1 ячей-! о ку памяти, соединен, у.) входам; ) с выходом элемента задеръки и первы.: вь)ходом блока умножее Il, второй вх,.д которсч о соеди ie,1с :оцп;!м из входов блока вычитания) подк-аченного дру15 гим входом к выходу ячейки памяти, при этом выход блока вычитания подключен к входу блока задания времени отбора пробы. тельно соединенных генератора им25 пульсон, логического элемента И, каскада двоичных счетчиков, R-S-триггера и усилите.яя мощности, установленного на выходе блока задания времени отбора пробы, при этом вы:-.од R-S-триггера подключен к второму входу логического элемента И, входь) установки .)ачальных значени :: двоичных счетчиков Явля) тся выхо.,ом блока вычитания, входы разрешен))л записи начальных значений дпо11чных счетчиков и Я-вход

P.-S-триггера соединены с элементом запуска, поцключе::ного к входу раэрешенllл за)! Ис и яч ейк l-: па мяти че рР 3 зле