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淺談煤質(zhì)分析儀在煤礦的應用
發(fā)布時間：2014-02-04 點擊次數(shù)：1558次煤質(zhì)分析儀(高精度精密量熱儀,智能微機量熱儀)應用于煤炭行業(yè)已有20多年的歷史，其穩(wěn)定的銷量足以證明其價值。煤質(zhì)分析儀器通過提供實時信息為煤廠各煤種的質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理提供了極大的幫助，如果依賴煤炭化驗室，這些數(shù)據(jù)只能在采樣后的數(shù)小時甚至數(shù)天后才能得到。
近年來，隨著經(jīng)濟下滑，生產(chǎn)優(yōu)化和料堆控制變得尤為重要。煤炭業(yè)的持續(xù)下滑導致該行業(yè)重新關(guān)注煤炭質(zhì)量管理，從而提高客戶滿意度最終增加煤炭銷量。同時也提高礦區(qū)資源的有效利用，使原先認為煤質(zhì)不達標的資源可以有選擇地開采。為達到上述目的，煤炭生產(chǎn)商和煤炭用戶開始尋找更為經(jīng)濟且仍然高精度煤質(zhì)分析儀(高精度精密量熱儀,智能微機量熱儀)。隨著人們對環(huán)境的日益關(guān)注，特別是對硫釋放的關(guān)注導致法律對污染控制更加嚴格。新近設(shè)計的皮帶在線中子活化煤質(zhì)分析儀（PGNAA）恰好可以滿足上述要求。
1 在線煤質(zhì)分析儀器技術(shù)與設(shè)備
1.1 雙能量伽瑪傳輸技術(shù)（DUET）
DUET儀器自20世紀80年代早期上市以來，已成為在線煤質(zhì)監(jiān)測設(shè)備家族中的重要一員。該設(shè)備價格相對低廉，安裝便捷，可以直接在皮帶上進行在線煤質(zhì)分析，只要是分析固定煤種，DUET分析儀測定煤質(zhì)灰分就可以達到相當?shù)木?。它利用兩個γ射線源貫穿煤層而測量灰分。對給定的煤種，該設(shè)備的測定精度為：一個標準偏差下0.5%～1%。該設(shè)備的主要缺點是其標定與煤種有關(guān)，特別是在灰中的鐵和鈣元素變動很大的情況下。
煤質(zhì)分析儀的用途包括：監(jiān)測運送到選煤廠的原煤；監(jiān)測洗凈的精煤；給選煤廠提供反饋信息；通過混煤優(yōu)化資源利用，使之達到一定的質(zhì)量目標；監(jiān)測送往用戶的煤質(zhì)化驗是否達到合同要求的質(zhì)量。
1.2 自然伽瑪射線技術(shù)
另一種廣泛使用的簡單的分析儀能夠測定煤中的自然放射性大小，并將其與灰分聯(lián)系起來。這種煤質(zhì)分析儀不需要放射源，對影響DUET系統(tǒng)的鐵和鈣元素的變化不敏感。
然而，作為一種“被動”的系統(tǒng)，該分析儀的精度大約只為1%～2%，其理想應用是測(高精度精密量熱儀,智能微機量熱儀)量厚煤層的灰分，例如原煤輸送機或選煤廠入料輸送機上的煤質(zhì)，在煤層很厚時，這仍然是測定灰分的唯一技術(shù)。然而，該煤質(zhì)分析儀同樣與煤種有關(guān)，因為它依賴與灰分相關(guān)的自然伽瑪放射素的存在（如鉀）。
1.3 快速伽瑪中子活化分析技術(shù)（PGNAA）
為滿足市場上對具有高精度卻與煤種無關(guān)的灰分儀的需求，上世紀80年代中期開發(fā)(高精度精密量熱儀,智能微機量熱儀)了首臺PGNAA旁線煤質(zhì)分析儀。該煤質(zhì)分析儀最常用于電廠配煤控制，以及選煤廠控制和煤的分選和銷售煤的質(zhì)量控制。除了測定人們通常感興趣的灰分，水分，發(fā)熱量以外，還可以測定灰分中的硫分，美國清潔空氣法案要求電廠對SO2的排放進行控制，該分析儀也可以測定對鍋爐結(jié)焦有影響的Na和Cl。
這種旁線煤質(zhì)分析儀需要采樣設(shè)備把煤從皮帶上采初樣。煤樣通過垂直溜槽進行中子照射分析。在幾分之一秒的時間內(nèi)，吸收的能量以伽瑪輻射的形式釋放出來。由于每一元素具有特定的伽瑪射線光譜，光譜可以拆解成組成元素的光譜，從而確定煤中的元素成分。該技術(shù)與煤種無關(guān)，所以很有吸引力。
煤炭元素分析通過計算組合，可以得出煤炭灰分，煤炭發(fā)熱量和煤炭揮發(fā)分。該煤質(zhì)分析儀對灰分的分析精度0.25%～0.4%。
該分析儀本身價值數(shù)十萬美金，而且配套的采樣和傳輸系統(tǒng)也價格不菲，這就限制了分析儀的廣泛使用。
2 PGNAA皮帶煤質(zhì)分析儀的應用
直到最近，把PGNAA直接用于在線測量輸送機上的煤質(zhì)測試才獲得成功。實驗結(jié)果雖不能達到通常旁線PGNAA分析儀低于0.4%的精度，但使得系統(tǒng)成本大為降低。理論計算表明，溜槽通過式的PGNAA分析儀不存在皮帶在線分析時受到煤層厚度變化和煤質(zhì)垂直方向分布不均勻的問題。
與PGNAA旁線煤質(zhì)分析儀相比，PGNAA煤質(zhì)分析儀的優(yōu)勢體現(xiàn)在該設(shè)備不需要安裝采樣樓，可以直接放在主皮帶上使用。因此，大大節(jié)省了采樣和傳輸設(shè)備的安裝和維護成本。除此之外，也避免了采樣偏差，因為在線分析儀是對整個煤流進行分析。因此使用該煤質(zhì)分析儀可大大加快分析速度和精密度。
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