JPS5941393A - オンライン石炭分析方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭分析装置に関するものであり・特には石炭
の化学分析が石灰サンプルについて自動的に一＊或され
るオンライン石灰分析装置に関するものである◇ 大規模な石炭ユーザの設備における石炭分析は一般に、
石炭グラブ試料について行オ〕れる伝統的な研究室手法
により達成されている。このようなサンプリングは多数
の手作業を要しそして分析に非常に時間がかかる。

オンラインリアルタイム分８丁を提供するべく幾つかの
試みが最近為されてきた。例えば、ｊ：（４射枝術を使
用する自動化ｄ［側稜Ｍが開光され、ここでは計ｄが石
炭給送ベルトをまたいで設ｄざｒＬぞして中性子乃至γ
線を石炭に照射する。石炭構成元素の再輻射が検出され
そして石炭成分がコンピュータ解析により決定される。

このような装ｆｆｆｉは有効ではあつ７こが、こｎらは
非常に大規模で且つ編価であ゛りそして固有゛に危険な
放射性物質を取、扱うから安全性の面に多大の配慮が為
されねばならず、全体的な作業コストを史に篩いものと
した。

以−ヒの理由の為、放射線を使わない石炭サンプル分析
用のオンライン自動システムを開発することが望まれる
ようになっている。

本発明５は、先行技術と関連する上記間鵬その他の問題
を石炭サンプルを自動的に計−しそしてサンプルの化学
分析を行うことにより解決する。提供される装置は非常
にコンパクトでありそし゛Ｃ製作及び保守費が比較的安
くてすむ。また固有に危険な要素は分析において使用さ
れない。

詳しく述べると、本発明は、中央割出しモータ駆動ユニ
ットの周囲に分布される複数のステーションを提供する
。複数のサンプリングカップがモータ駆４ＪＪユニット
に付設された回転腕に付設される。分析装ｈ１は、石炭
を王石灰給送システムから自動的Ｇこ抽出するサンプリ
ングステーションと、化学分析のすべてを連成する分析
ステーションと、゛石炭残漬をサンプリングカップから
空にあける排棄ステーションと、次のサンプリングサイ
クルの準備としてサンプリングカップを洗滌する浄化ス
テーションとを含む。各ステーション化一つのサンプリ
ングカップが存在するので、プロセスの様々の段階がサ
ンプリングカップが各ステーションへと疑１出されるに
際して同時的に逐イコ１される。歪ゲージ或いは同様の
機器が各サンプリング腕に設けられているので、各サン
プリングカップの出量が連続的に検知されつる。

ここで図１０１をθ照すると、番号１０により全体を表
示される分析装置Ｃ７が例示され、これは、中央割出し
田七−タ駆動ユニット１４により矢印１３により示され
る円形行路に沿ってＷ］出される偶数のサンプリングカ
ップ１２をＪんでいる。モータ駆動ユニット１４は放射
状に延びる腕乃至軸１６を介してカップを回転駆動せし
める。装ｄは更に、サンプリングステーション１８、分
析ステーション２０、サンプル残漬を島果ホッパに空け
る排粱ステーション２２及びサンプルカップを次の分析
サイクルにおいての再使用に値える洗祿するγＰ化スデ
ーション２４を詮０ｆＪＩ数の作用ステージシンを備え
ている。

サンプリングカップ１２の各々は焼結ステンレス鋼、イ
ンコネル或いは他の耐久性のある不ｌ古性材料のような
多孔質金属から作られた浅い開口面である。放射状の腕
１６の各々には歪ゲージ２６或いは他の適当な装置が付
設されＣおり、これらＧｉ、分析”ｊイクルノ４ｆｉ々
の段階中各−ＶンプルカツプのＪｋ量を市価【こ探知し
そし゛Ｃ記録する為スリップリング等を介して中央制御
創０−２に接牡されているＯ 本発明の好ｆしい具体＋−Ｕに従えば、割出し用モータ
ハラ３動ユニット１４は下女１ａに円盤状ヘッド６゜を
０１ｄえろ垂１α出力帖２８をＬ↓縮し°Ｃいる。ここ
に例示されるようＭｕ、４つの放射状ＩＩ；１１１６が
ヘッド３０から水平に延びそし、てサンプリングカップ
１２が容態の外４／ｉＪｊに固定されている。腕１６は
ヘッド３０内に腕長手軸線を中心として回転自在である
ようＧ、二■１ズ付けられている。

ヤンプリングステーショ〕・１８は、石炭サンプルを（
Ｆ、字分析Ｇ、−１画した粒寸Ｃ・−初砕する為の既知
型式の粉砕機６２．１没（ｄｍの石灰生袷送システムか
ら通じる入］］供給５ｕ５４及び粉砕石炭サンプルを待
機中のカップ１２に差向けるべく適応する出口管３６を
包含し、待機中のカップ１２は出口管３６の下側の位置
に然るべく割出されるようになっている。石炭サンプル
はオーガ或いは他の公知の装置により連続曲番こ石炭主
紛送システムから抽出されつる。

サンプリングステーションにおいて、カップ１２は慧図
的に過剰充填され、過剰分は主送給システムに戻される
。カップが充填されると、割出ユニット１４が付勢され
てカップ１２を分析ステーション２０の方に廻動せしめ
る。一様なサンプルが収集されることを保証する為に、
固定スクレーバ（掻き板）６８が、サンプリング及び分
析ステーション間に設置されておりそして既知サンプル
容積を得るべくカップの上端すれすれに過剰のサンプル
を掻きとるよう位置決めされている。カップの容積は既
知でありそしてサンプルの虜＊１１腕１６に取付けられ
た歪ゲージ２６により測定しつるから、サンプルのかぎ
密度が次の式に従って例えばマイクロプロセッサにより
ｄｌ算されつる：総市ｍｌ−容器重耐 分析ステーション２ｏにおいて、サンプルは先ず窒素そ
の他の不活性ガスをその源４ｏがら１０熱′ａ４２を通
してそして後多孔サンプリングカップ１２を通して流す
ことにより乾燥される。乾燥操作中重量が検知されそし
て詔めうる程のボ社（Ｍ失が検知されなくなった時乾燥
操作は停止される。

その後、含水層が次式番こ従いマイクロプロセラ市によ
り算出される： 上記乾燥過程中窒素温度は石炭の化学的分解その他の変
質を防上するよう’ｆｆ　Ｊ’Ｊｊされる。

乾燥後、サンプルは酸素をその源４４がら加熱ａ４２を
通してそして後サンプルを通して流すことにより熱分解
される。

一酸化炭素、二酸化炭素、二酸化硫黄及び酸化窒素の分
析もまたこの分Ｕ「ステーション２ｏにおいて達成され
る。ｃｙｌ素含−が分析されそして導入流祉を制御する
のに使用される。−酸化炭素、硫黄及び屋素ば化物の分
析は分析ステーションにおいてサンプル上方に配置され
る排気フード４６内に１１ｔかれる触媒式センサを使用
して達成される。

酸素は既知のジルコニア基センサを使用して達成される
。嵐気化学式二酸化炭紫センサもまた使用されつる。

この他の分析手法も使用でき、例えば−酸化炭素及び二
酸化炭素に対しては赤外線分光分析計がそして硫黄及び
窒素酸化物に対しては紫外線及び可視光線分光分析計が
使用されつる。

成分濃度は熱分解中集計される。サンプル重置が安定化
した時工程は完結する。付加された酸素の総容積がわか
っているから、物質収支は求められそしてサンプル中の
各成分の総濃度がｔｉｔ算される。残りのサンプル１ｍ
社はサンプルの灰分である。

湿度上昇についての情報と付加酸素の総容積を使用して
、石炭サンプルの熱社計算の為の熱収支が求められる。

分析が完了した後、割出し用モータ駆動ユニットが付熱
されてサンプリングカップ１２を排棄ステーション２２
に廻動せしめる。排果ステーション上方でサンプリング
カップが逆転されつるようにする為に、歯車４８が６腕
１６に取付けられぞしてラック５０がステーションに瞬
りあって位置づけられている。腕が排巣ステーション２
２に接近すると、歯車がラックと接触係合しそしてカッ
プがｐｙ３棄ホッパ５２に達する時にｉａｏ’回転して
残漬を放出する。

その後、サンプリングカップは浄化ステーション２４に
割出され、ここでその空の車磁が所定範囲内に戻るまで
カップを洗滌するべく機械的、超音波的及び（或いは）
化学的浄化手段が使用される。浄化ステーションに隣り
あって、第２のラック５４が配置されて、新たな分析サ
イクルに備えてサンプリングステーションでの再充填の
為カップをその正常の直立姿勢にまで回転せしめる。

例示具体例において、分＆　ｙ　ｂｙのすべては単一の
分析ステーション２ｏにて達成されるものとして示した
が、石炭サンプルの他の成分や性質の分析や解析の為迫
加的な分析ステーションが設置されうることが理解され
よう。

本発明の範囲内でここに示した以外の多くの変更が為し
うることを銘記されたい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の装置ｉを概略示する斜視図である。 １４：祠出し用モータ駆動ユニット ２８：出カー１ ３０：ヘッド １６：腕 ４８：歯車 ５０．５４ニラツク ２６二歪ゲージ １８：サンプリング（第１）ステーション６２：粉砕機 ３６：出口・ば ３８：スクレーバ ２０：分析（第２）ステーション ４ｏ：！＊＃ｆ ４４　：　除銅源 ４２：１０　熱　器 ４６：排気フード ２２二υ１：粱（第３）ステーション・５２−：ホラｌ
ぐ ２４：＃化（第４）ステーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　既知容積のサンプリングカップに第１ステーシヨ
   ンにおいて粉砕石炭を充填する段階と、サンプリングカ
   ップを第２ステーシヨンに割出して石炭サンプルについ
   て一種以上の分析段階を行う段階と、サンプリングカッ
   プを第３ステーション番こｕＪ出して石炭サンプル残漬
   を！１１１−果する段階と、サンプリングカップを第４
   ステー°ジヨンに割出してサンプリングカップを洗滌す
   る段階と、サンプリングカップを第１ステーシヨンに戻
   す段階とをｎさする石炭オンライン分析方法。 ２）　サンプリングカップが第１ステーシヨンＧこおい
   て過剰充填されそしてサンプルが第１及び第２ステーシ
   ョン間でサンプリングカップの上端にそろえてならされ
   て分析用の既知容積石炭を提供する特許請求のｌｌ１１
   １囲第１項記載の方法。 ３）　　サンプリングカップのｍｈｔが連続的に検知さ
   れる特ｙｆｆ請求の範囲第１項或いは２項記載の方法。 リ　浄化段階がサンプリングカップの慮謔がサンプリン
   グカップの元の空虞−の所定の範囲内となるまで実施さ
   れる特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５）俣数のサンプリングカップが同時に割出され、羊れ
   により充填、分析、ｙト粱及び浄化段階が実質上同時に
   行われる特許請求の範囲第１〜４項のうちのいずれかの
   項記載の方法。 ６）所定容積のサンプリングカップと、サンプリングカ
   ップに粉砕石炭サンプルを充填する手段を含む第１ステ
   ーシヨンと、サンプルについて一種以上の分析過程を達
   成する手段を含む第２ステーシヨンと、分析完了後のサ
   ンプル残ｆＭを受取る手段を含む第６ステーシヨンと、
   サンプリングカップを洗滌する為の手段を含む〆４ステ
   ーションと、第１から第４ステーシヨンへと順次してサ
   ンプリングカップを割出しそして第１ステーシヨンに戻
   す手段とを包含する石炭サンプルオンライン分析装置。 ７）ｍｌ、＠２、Ｍ３及び第４ステーシヨンが円形行路
   に沿って配列され、制出し手段が円形行路中央に配置さ
   れる割出し用モータ、！！＃Ｉｊ出し用モータの出力軸
   から半径方向に伸延する腕及び円形行路を横断する位１
   ａにおいて該腕にサンプリングカップを付設する手段を
   ＆含する特ｌｆｌ’　ｄ４求の範囲第６項記載の装「ｌ
   。 ８）サンプリングカップを充填する手段がサンプリング
   カップを過剰充填するよう作動しえそしてサンプリング
   カップが一端〜を開口する容器から成り・該サンプリン
   グカップの開端とそろえてサンプルＪＩ！４刺部分を掻
   取る為円形行路Ｇこ沿って配置されるスクレーパ手段を
   含む特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９）サンプリングカップがカップを通してサンプル内に
   気体の皿過を許容するよう多孔賀材利から形成される特
   許請求の範囲第７項記載の装置。 １０）　　腕がその長手軸線を中心として回転自在であ
   り、第３及び第４ステーシヨンに瞬りあって腕と係合す
   る手段が設けられ、サンプリングカップが円形行路を横
   断する際腕を回転せしめる特許請求の範囲第７項記載の
   装ｆ〆イ。 １１）　　腕に腕と共に回転する歯車が固着されそして
   腕回転手段が歯車と係合するよう円形行路に沿って配列
   されるラックから成る特許請求の範囲第１０項記載の装
   置ｉｔ　。 １２）　　サンプリングカップの重線の連続指示を提供
   する為の手段が腕に取付けられるＩＦ＃昨請求の範囲第
   ６〜１１項のうぢのいずれかの項記載の装置。 １３）複数の腕が１切出し用モータの出方軸がら放射状
   に伸延し、容態がそこに固定されるサンプリングカップ
   を具備し、これら腕がステーションの各々においてサン
   プリングカップを同時的０こ位置決めするよう配列され
   ている特許請求の範囲第１２項記載の装置ｍ　。