专利名称：测量微细离散固态含碳燃料流密度的设备的制作方法
技术领域：
本发明关系到一个测量微细离散固态含碳燃料流密度的设备。
微细离散固态含碳燃料用于通过微细散固态含碳燃料与含氧的气体在反应器内部分燃烧而发生合成气体的制备过程。其中，在部分燃烧过程中所形成的液态沉渣通过一个开在反应器底部的排出孔排出，并且在重力的作用下，经过一个排渣设备而进入水槽或进入沉渣急剧冷却容器，在那里，沉渣在急剧冷却的作用下固化。
微细离散固态含碳燃料与基本上是纯氧的含氧气体的部分燃烧，产生了其成分主要是一氧化碳和碳水化合物的合成气体。当含氧气体是空气或者富氧空气时，所形成的合成气体当然也就含有大量的氮。一般地说，所谓微细离散固态含碳的燃料指的是煤或者其他固态燃料，例如褐煤、泥炭、木材，焦碳，煤烟粉等等。但是，也可能是液体或气体和细粒固体燃料的混合物。
在反应器内加进缓和剂也是有益的。缓和剂的作用是缓和反应器温度的效应。这是通过在缓和剂与参加反应物质和/或缓和剂和合成气体制备的生成物之间的吸热反应而得以实现的。水蒸汽和二氧化碳是合适的缓和剂。
气化最好是在温度为1200°-1700℃的范围内，压力为1-100巴的范围内进行。
其中进行合成气体制备的反应器，可以采用任意的适用的形状。
可以以任意的适用于本目的的方式向反应器馈送微细离散固态含碳燃料和含氧气体，因而对此不作详细说明。
在部分燃烧反应中形成的液态沉渣顺流而下，通过开在反应器底部的排出口排出。
在微细离散固态含碳燃料的部分氧化过程中，例如，在煤的气化过程中，燃料是借助于一种适当的液态载体从存贮设备馈送到气化器中去的。
在这样的过程中，重要的是要确定进入气化器的微细颗粒状或粉尘状固态燃料的流量。
要精确地测量燃料流量，就必须确定燃料流的速度和密度。这两个量的测量原理对于那些熟悉本工作的人，是众所周知的，因此不作详细说明。
通常，燃料流的密度测量(燃料悬浮在气态、蒸汽态或液态介质中)是在就要进入气化器之前进行的。
实试中，通常是进行放射线(特别是伽玛射试)密度测量。但是，在目前所知的伽玛射线密度测量设备中，伽玛射线是从射线源出发，垂直通过固态燃料流而到达检测器的。
目前所知的密度测量设备都是被安排在液态的燃料载体进入气化器之前的一段直线形的导管的两侧。
但是，将射线源和检测器如此安排有许多缺点，其中，特别是致密的管壁对测量有干扰影响。此外，由于重力下沉，和在管道截面上不可避免的不均匀性，也会对测量产生干扰影响。
于是，本发明的一个目的就是，提供一个测量微细离散固态含碳燃料流密度的伽玛射线密度测量设备，此设备能够补偿上述的不利影响。
因此，本发明提供了一个在微细离散固态含碳燃料流在进入气化器之前对其进行密度测量并具有下列特点的设备-具有一个在一垂直平面内带有两个管弯头的测量管。该测量管在其一个端部与一个直线形的燃料馈送管相连接，在其另一个端部与一个导向气化器的直线形的燃料排出管相连接。
-具有一个位于测量管一侧的伽玛射线源。
-具有一个位于测量管另一侧的伽玛射线计数器。在这里，射线源，射线计数器，测量管和燃料馈送管、排出管都处在一个平面内，而且上述的射线源，射线计数器配置成在工作时伽玛射线平行于通过测量管的固态燃料流。
在这种方式下，重力下沉以及其他类似的干扰影响，都被减小到最小。
下面，我们参照附图来举例详细说明本发明。在附图中
图1示出通常的伽玛射线测量固态燃料流密度的装置略图。
图2示出本发明的装置的截面略图。
由图1可知，一个伽玛射线密度测量设备是由一个射线源1a和一个检测器或记数器1b组成，二者位于燃料-载体的液体混合物的输入导管2的两侧，且紧紧位于燃料-载体的混合物进入气化器4之前的位置。检测器1b是以任意的合适方式与一个信号处理设备1c相连结的。伽玛射线从射线源1a出发，垂直通过固态燃料流而到达检测器1b。
燃料是从一个存贮装置3经过管道3a而进入到液态的燃料载体中，该载体是经过管道2而到达的。液态的燃料载体例如是氮，但是应该注意，任何一种适当的液态载体都可使用。为了清晰可见，图中没有画出测量燃料流速度的装置，因为这些装置对于熟悉此项工作的人，是众所周知的。
在图2中，本发明的设备包含有带有两个对称的管弯头5a和5b的一个管道，它们都处于铅直平面A内，形成了一个稍许有些变形的字母S形状(6，6a，6b)。
一个伽玛射线源7位于管道的一侧，在第一个管弯头5a处，而一个伽玛射线计数器8位于管道的另一侧，在第二个管弯头5b处。在这种方式下，工作时，从射线源发出的伽玛射线平行于通过管道的固态燃料流。
射线源和计数器与燃料流的管道一起，都处于垂直平面内。
第一个管弯头5a将直线形的燃料馈送管6和直线形的燃料测量管6a连接在一起，而6a管又通过第二个管弯头5b与导向气化器C为了清晰起见，图中未画出气化器)的直线形的排出管6b连接起来。注意到测量管6a安排成基本上是垂直的，这样伽玛射线就覆盖了测量管道的全部横截面，因而不存在重力下沉的问题。
此外，还应注意，这种安排既可用于上流，也可用于下流，这就是说，燃料既可由6馈送到6b，也可反方向进行。在后一情况，将气化器连接到管道6，而燃料馈送到管道6b。
再次，应进一步注意的是，为获得有关流量的信息所必需的燃料流速度的测量，不是本发明的一部分，因此不予说明。
燃料馈送管和排出管平行，有很多好处。在本发明的一个卓有成效的具体装置中，测量管的长度是100-200cm，管弯头弯曲半径是5-10倍的管的直径，管的内直径是0.4-15cm，燃料的附密度是50-450kg/m3。
下面，借助于如下例子说明本发明的工作情况例1燃料流流量30吨/小时≈8.3公斤/秒附速度10米/秒附密度350公斤/米3管的内直径5.5厘米测量管长度100厘米管弯头弯曲半径5-10倍管的直径对于那些熟悉本项工作的人，从上面的对于本发明的说明和所附的简图，就可以毫不费力地对本发明作各种改变，这些改变都被认为是属于下面所附的权利要求的范围。
权利要求
1.一种在微细离散固态含碳燃料进入气化器之前测量其密度的设备，其特征为--具有一个在一铅直平面内带有两个管弯头的测量管，该测量管在其一个端部与一个直线形的燃料馈送管相连接，在其另一个端部与一个导向气化器的直线形的燃料排出管相连接；--具有一个位于测量管一侧的伽玛射线源；--具有一个位于测量管另一侧的伽玛射线计数器，在这里，射线源，射线计数器，测量管和燃料馈送管、排出管都处在一个平面内，而且上述的射线源、射线计数器配置成在工作时，伽玛射线平行于通过测量管的固态含碳燃料流。
2.如权利要求1所指的设备，其特征为燃料馈送管和燃料排出管平行配置。
3.如权利要求1或2所指的设备，其特征为测量管基本垂直配置。
4.如权利要求1-3中任一条所指的设备，其特征为上述的一个平面是垂直平面。
5.如权利要求1-4中任一条所指的设备，其特征为管弯头是对称的。
6.如权利要求1-5中任一条所指的设备，其特征为测量管长度为100-200cm。
7.如权利要求1-6中任一条所指的设备，其特征为管内径为0.4-1.5cm。
8.如权利要求1-7所指的设备，其特征为管弯头弯曲半径为5-10倍管直径。
全文摘要
为了准确地测量固态燃料流的流量，必须知道燃料流的速度和密度。使用伽玛射线密度计可以很精确地确定密度。为了使管壁的效应最小，将伽码射线源和伽玛射线计数器如此配置，使得射线“看穿”管的纵截面，并注意使管弯头干扰效应最小。这由下列措施实现1)使用对称的管弯头将直线形的燃料馈送管和直线形的燃料测量管连接起来。以及将后者与直线形的燃料排出管连接起来。2)卓有成效地使用相互平行的燃料馈送管和燃料排出管。
文档编号G01N9/24GK1036077SQ89101130
公开日1989年10月4日 申请日期1989年2月23日 优先权日1988年2月26日
发明者范·德·伯利特, 马丁·约翰逊 申请人:国际壳牌研究有限公司