Файл: Применение радиоизотопной техники в коксохимическом производстве..pdf

погрешность определений вследствие колебаний химиче­ ского состава минеральных примесей является основным преимуществом прибора РИМП. Недостатком его является необходимость подготовки проб для анализа или приме­ нения специальных проборазделочных агрегатов.

Отечественная промышленность выпускает рентгенов­ ские анализаторы содержания минеральных примесей и влажности измельченного угля (0—13 мм) типа РАМ-1М. Они предназначены для измерения и регистрации содержа­ ния минеральных примесей и влажности углей непосред­ ственно в транспортном потоке на обогатительных фабри­ ках и коксохимических заводах.

Основные технические данные РАМ-1М

максимального .............................Не более ±2

Прибор РАМ-1М предназначен для работы в закрытом помещении в стационарных условиях при температуре окружающей среды 10—35° С и относительной влажности при 20° С: для блока датчиков — до 98%, для блока управления — до 80% . Запыленность окружающей среды

мя самописцами, приборной панели с двумя миллиам­ перметрами.

Блок датчиков предназначен для формирования уголь­ ного потока, измерения содержания минеральных

75

сти потоков рентгеновских лучей, рассеянных от пробы угля / и контрольного эталона 4 в сторону детектора 3. В качестве источника рентгеновских лучей применен ге­ нераторный блок 2 переносного рентгеновского аппарата.

Контрольный эталон с помощью синхронного двигателя 5 периодически устанавливается в качестве отражателя

Рис. 37. Схема измерения содержания минераль­ ных примесей прибором РАМ-1М.

рентгеновских лучей (на рис. 37 показано штриховой ли­ нией). Сцинтилляционный детектор 3 состоит из сцинтил­ лятора ZnS, нанесенного на стекло, и фотоумножителя ФЭУ-16.

Содержание минеральных примесей измеряется следую­ щим образом. Во время отражения рентгеновских лучей от пробы угля сигнал с ФЭУ переключателем подается на рабочий запоминающий конденсатор, а во время отра­ жения от эталона — на эталонный запоминающий кон­ денсатор. Напряжения на конденсаторах сравниваются, и через дифференциальный усилитель постоянного тока сигнал подается на внешние регистрирующие и показы­ вающие приборы. Для увеличения стабильности работы канала измерения предусмотрена автоматическая регули­ ровка чувствительности АРЧ. Для АРЧ последовательно с высоковольтным выпрямителем питания ФЭУ включена цепь анод — катод лампы, сопротивление которой меняет­ ся в зависимости от сигнала на сетке, подаваемого с эта­ лонного канала.

Измерение влажности угля прибором РАМ-1М основа­ но на емкостном методе. Измеритель влажности состоит

77

из следующих частей: задающего генератора высокой ча­ стоты; усилителя мощности; измерительного моста, одним из плеч которого является плоский емкостный датчик; детектора; выходного усилителя; регистрирующего и по­ казывающего приборов.

Для автоматического управления прибором в процессе длительной эксплуатации предусмотрено электронное ре­ ле уровня. Оно производит выключение измерительной схемы канала зольности и дает контрольный сигнал в ка­ нал влажности, когда уровень на ленте стал меньше ми­ нимально установленного, т. е. в случае отсутствия нор­ мального контакта датчика с углем.

Недостатком прибора РАМ-1М является погрешность определения содержания минеральных примесей в зави­ симости от изменений их химического состава.

Однако важным преимуществом прибора является воз­ можность одновременного контроля содержания мине­ ральных примесей и влажности углей и угольной шихты непосредственно в технологическом потоке.

Для измерения содержания минеральных примесей в углях Донецкий угольный институт разработал вычисли­ тельную систему контроля ВСКЗ, Структурная схема при­ бора приведена на рис. 38.

Принцип работы ВСКЗ заключается в следующем. На детектор Д после взаимодействия с объектом контроля поступает поток излучения Фх. На этот же детектор по­ ступает модулированный поток Фэт от эталонного источ­ ника излучения. С выхода детектора излучения через переключатель Я разновременно на интегрирующие це­ почки RJ, С1 и R2, С2 поступают две последовательности импульсов. Переключение входов 1 я 2 осуществляется синхронно с модуляцией эталонного потока излучения.

78

ти, вызванные изменением эффективности детектора излу-

индикатор и блок цифропечати БЗ-15.

Система ВСКЗ разработана для контроля содержания минеральных примесей в рядовых углях. Существенным недостатком прибора является зависимость его показаний от химического состава минеральных примесей, а положи­ тельным качеством является возможность контроля со­ держания минеральных примесей в неподготовленной про­ бе угля.

В Институте горного дела АН СССР им. А. А. Скочинского разработан метод контроля содержания минераль­ ных примесей, основанный на регистрации рассеянного вперед у-излучения [74]. Основным преимуществом метода является самокомпенсация возмущающих факторов [95].

79

На рис. 39 показана геометрия измерений в лаборатор­ ной установке. Контроль содержания минеральных приме­ сей осуществляется следующим образом. Источник излу­ чения 4 помещают с одной стороны кольцевой кюветы 2 с контролируемой пробой угля 1. С другой стороны кю­ веты 2 находится протяженный детектор излучения 5, ось которого совпадает с осью кюветы и который может частично погружаться в кольцо кюветы. Между источни­ ком и детектором излучения расположен экран 3, практи­ чески полностью перекрывающий прямой пучок излуче­ ния на линии источник — детектор. При этом детектор 5 воспринимает только рассеянное вперед излучение 6.

При соответствующих размерах кюветы и определен­ ном относительном расположении системы источник — детектор интенсивность излучения на детекторе зависит в основном от содержания минеральных примесей в конт­ ролируемом угле. При этом такие возмущающие факторы, как толщина слоя, плотность, влажность контролируемой пробы угля, влияют незначительно из-за самокомпенсации потока, попадающего на детектор излучения в пробе. Однако влияние колебаний химического состава минераль­ ных примесей, особенно железа, на результаты определе­ ний описываемым методом не устраняется. Так, при чув­ ствительности метода к содержанию минеральных приме­ сей в угле 1,9 чувствительность к изменению содержания

Fe2S составляет 0,9 [73].

Указанный метод весьма перспективен для контроля содержания минеральных примесей в неподготовленных пробах угля на конвейере, т. е. непосредственно в техно­ логическом потоке.

На Днепродзержинском коксохимическом заводе испы­ тана экспериментальная установка на неподготовленных пробах шихты для коксования, крупного, мелкого и фло­ тационного концентрата, а также рядовой шихты. Средне­ квадратическая погрешность определения содержания ми­ неральных примесей в указанных пробах концентратов

8 0

и шихты для коксования не превышала 0,20% Ас, в про­

бах рядовой шихты — 0,52% Ас.

На отечественных коксохимических заводах [85] на­ ходит применение рентгенометрический золомер «Сандрекс» [44; 56; 95]. Принцип работы прибора «Сандрекс» (рис. 40) заключается в следующем.

С помощью пробоотборника 1, пересекающего все сече­ ние потока угля в месте перепада, с интервалом времени не

в дисковой дробилке (истирателе) 3 и подается на измерительный диск 4, где тща­

тельно перемешивается, выравнивается по высоте и под­ вергается воздействию рентгеновского излучения. В изме­ рительном приборе 5 при помощи компенсационной схемы происходит сравнение потоков излучения, отраженных исследуемой пробой и эталонной пластиной. На выходе прибора регистрируется величина отклонения потока, отраженного исследуемой пробой, от потока, отраженного эталонной пластиной. Эта величина пропорциональна со­ держанию минеральных примесей в контролируемой про­ бе угля. Шкала регистратора 6 может быть проградуиро­ вана в единицах зольности (Лс, %). Для исключения влия­ ния на результаты измерений плотности и влажности, а также размеров зерен пробы угля используют назван­ ные выше специальные устройства: сушильный барабан, дробилку и смесительный диск. Однако низкая энергия рентгеновского излучения в приборе «Сандрекс» обуслов­ ливает значительную дополнительную погрешность опре­ делений при колебаниях химического состава минераль­ ных примесей, особенно соединений кальция и серы.