Можно листать вниз
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали
Спонсор статьи

Онлайн-анализ угля на конвейере методом меченых нейтронов

31.05.2021

Для эффективного управления качеством угля необходим постоянный контроль его характеристик на конвейере. Нейтронный онлайн-анализатор, производства ООО «Диамант» позволяет в режиме реального времени предоставлять данные как о содержании различных элементов, так и о влажности и теплотворной способности угля, проходящего по конвейеру.

Рис. 2 Общий вид потокового анализатора АГП-К
Рис. 2 Общий вид потокового анализатора АГП-К

Различные ограничения, связанные со сложностью добычи и разработки новых месторождений, заставляют производителей угля использовать более эффективные технологии. Однако не всегда возможно добиться стабильного качества угля при использовании различных видов исходного сырья, полученного от нескольких поставщиков с отличающимся качеством. Непредсказуемые и неконтролируемые изменения качества угля могут привести к потере производительности и перерасходу ресурсов.

Чтобы этого избежать, необходимо постоянно контролировать качественные характеристики потока и вовремя реагировать на все изменения.

Не все современные методы отбора, подготовки проб и анализа позволяют оперативно измерять изменения в качестве угля. Для получения данных по зольности или теплоте сгорания стандартными методами необходимо несколько часов. В таком случае невозможно оперативно управлять потоками материалов. Если решения о регулировании технологического процесса при обогащении или сортировке принимаются на основе «догадок», то невозможно гарантировать конечный результат и коммерческую выгоду.

Рис. 1 Схема метода меченых нейтронов
Рис. 1 Схема метода меченых нейтронов

Компания «Диамант» создала поточный онлайн-анализатор, предназначенный для определения состава угля и других материалов через ленту конвейера, используя метод меченых нейтронов (ММН) — инновационную технологию определения элементного состава вещества, разработанную учеными Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна). ММН позволяет определять на расстоянии и даже через различные экраны концентрации 25 элементов, в том числе легких, таких как кислород, углерод и азот, что является большим преимуществом перед другими анализаторами.

Физический принцип метода меченых нейтронов состоит в следующем. Нейтрон всегда рождается в паре с a-частицей (ядром гелия), которая вылетает в сторону, противоположную движению нейтрона. Мечение нейтронов заключается во встраивании в нейтронный генератор дополнительного детектора a-частиц. Он позволяет отбирать только те y-кванты, которые произошли от нейтронов, попавших в исследуемый объект. Если обычный нейтронный источник можно сравнить с обычной лампой, испускающей свет во все стороны, то установка на основе ММН — это нейтронная лазерная указка, освещающая только объект анализа.

Очень важным преимуществом анализатора на основе ММН является большая проникающая способность быстрых нейтронов. Они пронизывают весь слой вещества на конвейере толщиной до 300 мм и дают элементный состав, усреднённый по всему облучаемому объему, масса которого может достигать 50-100 кг. Это кардинально отличает ММН от всех рентгеновских и лазерных методов, позволяющих определить концентрации всего лишь на глубину нескольких миллиметров.

Рис. 3 Анализатор АГП-К на конвейере
Рис. 3 Анализатор АГП-К на конвейере

Какие преимущества предоставляет установка, работающая на основе ММН, при анализе угля? Дело в том, что прямое определение элементной концентрации углерода требует довольно сложной аппаратуры. И неслучайно практически все имеющиеся приборы определяют не содержание углерода в угле, а зольность угля, то есть суммарную концентрацию оксидов металлов.

Природа распорядилась так, что именно при облучении быстрыми нейтронами можно хорошо определять концентрации легких элементов: углерода, кислорода, азота, фосфора и др. Поэтому установки на основе ММН дают возможность определять качество угля двумя методами — через прямое определение концентрации углерода и через зольность, суммируя концентрации тяжёлых элементов в пересчете на их оксиды.

Более того, уникальная возможность ММН определять концентрацию кислорода в образце позволяет определять влажность материала. Это очень важно для всех практических применений.

Наконец, зная содержание углерода, серы и оценивая долю водорода в угле, можно по эмпирической формуле Менделеева определять низшую теплоту сгорания угля. Для некоторых технологических производств, связанных с использованием угля, возможно, кроме указанных параметров, отдельно выдавать значения отдельных химических элементов в потоке (например, железа, кальция и т. д.)

Таким образом, одна установка АГП-К позволяет определять все важнейшие характеристики угля.

Нейтронный модуль конвейерного анализатора АГП-К, разработанного ООО «Диамант», показан на Рис. 2. Нейтронный источник облучает уголь на ленте конвейера быстрыми нейтронами с энергией 14 МэВ. Они вызывают свечение ядер объекта в диапазоне 1-10 МэВ, которое улавливается y-детекторами. Каждый элемент имеет свой характерный y-спектр, по которому можно определить его концентрацию.

Нейтронный модуль размещается между рабочей и холостой лентами конвейера. Слева и справа размещаются термостаты с гамма-детекторами. В них всегда поддерживается постоянная температура, что позволяет использовать анализатор в различных климатических условиях. Блок с нейтронным источником может выдвигаться по рельсам с правой стороны для замены нейтронного генератора. Вся установка сделана в исполнении IP 65. Это важно для применения на производственных объектах, опасных по взрыву пыли и газа. Типичные относительные погрешности определения концентрации углерода составляют 0,3 %, зольности — 3,0%, влажности — 5%, теплотворной способности— 1%.

В зависимости от производственных задач поточные анализаторы АГП-К для определения элементного состава могут быть установлены в различных точках производственной цепи технологических процессов, связанных с добычей, обогащением и использованием угля, на таких объектах, как шахты, разрезы, обогатительные фабрики, коксохимзаводы, тепловые электростанции и другие технологические производства.


Текст: М. Г. Сапожников, исполнительный директор — научный руководитель ООО «Диамант»

Компания ООО "Диамант"

www.diamant-sk.ru
office@diamant-sk.ru
e-mail: diamant-sk.ru,
Тел.: +7 (49621) 6-39-35


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №3, 2021

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали
Еще по теме
Рисунок 1. Инструмент для измерения напряжений Sigra IST
Sigra: Важность измерения напряжений в горных породах
Горная промышленность
Сервисная угольная компания
ZITRON и «Сервисная угольная компания» объединяют опыт для...
Горная промышленность
крановая техника
Краны TADANO: более 100 лет уверенного подъёма
Универсальные решения
Element
Зачем и кому нужен индивидуальный инжиниринг?
Универсальные решения
бульдозер Shantui
Гидростатическое движение Shantui в России
Горная промышленность
футеровка Element
Как экономить до $4000 в год на перефутеровке одного...
Универсальные решения
инженерные изыскания
Инженерные изыскания — must have для удачного проекта
Горная промышленность
футеровка Element
Замена стали на биметалл от Element в 10 раз увеличила срок...
Универсальные решения
спектрометр Гранд СВЧ
Анализ моторных масел. Возможности спектрометра «Гранд-СВЧ»
Универсальные решения
экскаватор Hyundai R260LS-9S
Экскаватор Hyundai R260LC-9S
Горная промышленность
Горнорудная компания воспользовалась преимуществами...
Горная промышленность
экскаватор Hyundai R300LC-9S
Универсальный солдат: экскаватор Hyundai R300LC-9S
Горная промышленность
грохоты Kroosh
Многочастотные грохоты Kroosh в обогащении отходов флотации...
Угольная промышленность
конвейерная лента
Три проблемы, которые решает правильная лента для...
Универсальные решения
Возможно всё и даже больше
Черногорский РМЗ. Возможно всё и даже больше
Угольная промышленность
бульдозер CAT D11
Главная премьера будущего сезона: первые бульдозеры Cat®...
Горная промышленность
ковш ALLU
Получить фракцию на месте добычи? Элементарно!
Горная промышленность
промышленное пылеподавление
Не туманный эффект: новое слово в пылеподавлении
Универсальные решения
НПО Аконит
Делай, как предписано в матрице, и получишь отличный барабан
Универсальные решения
Кадфем си ай эс
На XVII Конференции CADFEM/Ansys обсудили роль численного...
Универсальные решения
обсерватор для вахтовиков
Обсервация вахтовиков. Опыт «Сава Сервис»
Универсальные решения
автогрейдеры Shantui
Автогрейдеры Shantui: «Сделаем строительство проще!»
Горная промышленность
Полный цикл управления технологическим процессом на ЗИФ...
Драгметаллы
погрузчик Shantui
SHANTUI: фронтальные погрузчики на любой выбор
Горная промышленность
Оптимизированная транспортная система. Возможность повысить эффективность перевозки людей и материалов и снизить эксплуатационные затраты
Как снизить затраты и повысить эффективность работы шахты
Горная промышленность
Schneider Electric
От производителя до потребителя — один шаг
Универсальные решения
Познай разницу с буровым станком Levent 2002 RX-4
Горная промышленность
BALLUFF
Датчики BALLUF BCM – достоверные данные в нужное время
Универсальные решения
экскаватор
Экскаватор Hyundai R520LC-9S
Горная промышленность
Применение полиуретана в горнодобывающей промышленности
Горная промышленность
защита Маккаферри
«Маккаферри»: идти в ногу со временем
Универсальные решения

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Обзор выставки Уголь России и Майнинг 2021. Читать на портале Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.