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淺談煤質分析儀在煤礦的應用
發(fā)布時間：2014-02-04 點擊次數：1316次
煤質分析儀(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。煤質分析儀器通過提供實時信息為煤廠各煤種的質量控制和生產管理提供了極大的幫助， 如果依賴煤炭化驗室，這些數據只能在采樣后的數小時甚至數天后才能得到。
近年來， 隨著經濟下滑，生產優(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)重新關注 煤炭質量管理，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，煤炭生產商和煤炭用戶 開始尋找更為經濟且仍然高精度煤質分析儀(高精度精密量熱儀,智能微機量熱儀)。隨著人們對環(huán)境的日益關注，特別是對硫釋放的關注導致法律對污染控制更加嚴格。 新近設計的皮帶在線中子活化煤質分析儀（PGNAA）恰好可以滿足上述要求。
1 在線煤質分析儀器技術與設備?
1.1 雙能量伽瑪傳輸技術（DUET）
DUET儀器自20世紀80年代早期上市以來，已成為在線煤質監(jiān)測設備家族中的重要一員。 該設備價格相對低廉，安裝便捷，可以直接在皮帶上進行在線煤質分析，只要是分析固定煤 種，DUET分析儀測定煤質灰分就可以達到相當的精度。它利用兩個γ射線源貫穿煤層而測量 灰分。對給定的煤種，該設備的測定精度為：一個標準偏差下0.5%～1%。該設備的主要缺點 是其標定與煤種有關，特別是在灰中的鐵和鈣元素變動很大的情況下。?
煤質分析儀的用途包括：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，使之達到一定的質量目標；監(jiān)測送往用戶的煤質化驗是否達到合同要求 的質量。
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1.2 自然伽瑪射線技術
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，并將其與灰分聯系起來。 這種煤質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，在煤層很厚時，這仍然是測定灰 分的唯一技術。然而，該煤質分析儀同樣與煤種有關，因為它依賴與灰分相關的自然伽瑪放射素 的存在（如鉀）。
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1.3 快速伽瑪中子活化分析技術（PGNAA）
為滿足市場上對具有高精度卻與煤種無關的灰分儀的需求，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旁線煤質分析儀。該煤質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SO?2的排放進行控制，該分析儀也可以測定對鍋爐結 焦有影響的Na和Cl。?
這種旁線煤質分析儀需要采樣設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，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。 。該技術與煤種無關，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。該煤質分析儀對灰分的分析精度0.25 %～0.4%。
該分析儀本身價值數十萬美金，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測試才獲得成功。實驗結果雖不能達 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垂直方向分布不均勻 的問題。?
與PGNAA旁線煤質分析儀相比，PGNAA煤質分析儀的優(yōu)勢體現在該設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。因此使用該煤質分析儀可大大加快分析速度和精密度。
