Способ контроля зольности угля Советский патент 1983 года по МПК G01N27/22 

2, Способ по п. 1, отличающий с я тем, что, с целью сокращения времени контроля, сорбцию влаги в вице паров вопы из воэпушной среды производят под давлением, например, 2-5 атм.

3. Способ по пп. 1-2, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени контроля, поверхность угольной пробы в течение времени сорбции раскрывают путем механического перемешивания угля.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам контро ля параметров качества продуктов угле.обогащения, например зольности угля, и может найти широкое применение для контроля зольности продуктов углеобогащения в условиях углехимических лабора торий, а также пля создания автоматических приборов контроля зольности в из мерительном потоке отобранных проб, Известен высокочастотный способ контроля зольности угля . 5казанный способ сложен в реализации. Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля зольности УГЛЯ, заключающийся в высушивании пробы цо абсолютно сухого состояния, охлаж дении до фиксированной температуры, вве дении в нее дозированного количества влаги и дальнейшем измерении прирашения емкости или проводимости датчика с пробой при нахождении в электрическом поле высокой частоты, по величине которого и соответствующему тарировочному графику судят о зольности угля. При этом влагу в вице мелкодисперсных частиц дистиллированной воды вводят до фиксированного уровня, не превыI щающего 1-2% 2 . Известный способ позволяет полностью исключить влияние на результат контроля зольности главного мешающего фактора в виде влажности и существен- но снизить влияние активных потерь пробы, однако имеет неодинаковую чувствительность по диапазону зольности. При этом меньшая чувствительность соответствует более низким значением зольност угля. Указанный недостаток снижает эксплу атационную надежность золомера, так ка для достижения требуемой точности конп роля тарировку прибора необходимо осу- шествлять лишь в узком диапазоне, не превышающем обычно 10-12% абсолютных по золе. Это исключает возможность использования одного и того же прибора без дополнительней перетарировки для контроля зольности угля и продуктов обогащения во всем контролируемом диапазоне изменения зольности. Кроме того, дополи,пельная трудоемкость заключается в выполнении градуировки прибора, включающей анализ набора проб стандартным и предлагаемым методами, а также расчет коэффициентов градуировочного уравнения обычно методом наименьших квадратов. Цель изобретения - снижение трудоемкости .и получение рав1номерной чувствительности к изменениям зольности угля во всем контролируемом диапазоне зольности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля зольности урля, заключающемуся в высушивании пробы до абсолютно сухого состояния , охлаждении до фиксированной темпе{затуры, введении в нее дозированного количества влаги и дальнейшем измерении приращения емкости датчика с пробой при нахождении в электрическом поле высокой частоты, по величине которого и соответствующему тарировочному графику судят о контролируемой зольности угля, дозированное количество влаги в пробу вводят путем сорбции последней из воздушной среды с относительной влажностью 60-1ОО% в течение 1550 мин. С целью сокращения времени контроля сорбцию влаги из воздущной среды производят под давлением, например 25 атм. Поверхность угольной пробы в течение времени сорбции раскрывают путем механического перемешивания. Сущность предлагаемого способа основана на экспериментально установленной близкой к линейной корреляционной связи между приращением емкрсти или проводимости и зольности пробы для случая дозированного введения в абсо. лютно сухую пробу, о;хлажденную, например, до комнатной температуры, влаги в виде паров воды путем сорбции из воздушной среды с относительной влажностью 6О-100% за фиксированное время, например 15-50 мин. Веркний уровень сорбированной влаги за фиксированное время не ограничивается, так как.при таком ее введении в пробу последняя не выйдет из стадии воздущно-сухой пробы, а следовательно, искомая корреляционная связь не нарушается, как: и не нарушаются условия по снижению влияния на результат конт роля зольности активных потерь пробы (активное сопротивление пробы изменяет ся при таком добавлении влаги не существенно - практически имеет место гигроскопическая влажность). Уровень сорбированной влаги за фикс рованное время при прочих равных условиях зависит от марки угля, а в пределах марки угля - от величины зольности При этом большее значение сорбированно влаги соответствует более низким значениям зольности угля, которое в зависимости от времени сорбции составляет величину порядка, например, для угля марки Т 1-3%. Ёеркнее значение режима по относительной вланшости среды выбрано из условия получения максимальной чувствительности способа, а нижнее - на основа нии экспериментальных данных из услови разрешакдцей способности измерительной аппаратуры по измерению емкости и проводимости пробы (при влажности менее 60% полезный сигнал соизмерим с погрешностью измерительных приборов). На основании экспериментальных данных также установлено, что для получения эффекта равномерной чувствительности во всем диапазоне контролируемой зольности минимально необходимое время сор&хии для угля марки Т составляет 15-20 мин, а при времени сорб-. 1ШИ 45-50 мин чувствительность метода кроме того, дополнительно повышается, и при заданном из диапазона 60-100% фиксированном значении относительной влажности воздуха достигает 85-90% о ее максимального уровня, получаемого 10 54 при бесконечно большом времени сорбции, например, равном 10 ч. Пример. Для эксперимента используют уголь марки Т класса О-З мм, 4acTota ВЧполя равна 20О кГц, а объем заполнения датчика 80О мл. При этом пробы с рабочей влагой высушивают до постоянного веса (абсо- лютносухие пробы),затем охлаждают до комнатной температуры (+23°С), после чего помещают в воздушную среду с относительной влажностью 8О% на фиксированное время от 5 до 140 мин. О проводимости пробы судят по величине падения напряжения на резисторе, последовательно соединенном с датчиком с пробой при условии постоянства велитчины напряжения ВЧ-генератора равном, например, ЗО В. Величину сопротивления упомянутого резистора выбирают примеряю на порядок меньше величины активного сопротивления датчика с пробой, напри мер 1,3 кОм. На чертеже показаны корреляционные зависимости между приращением емкости (проводимости) пробы и ее зольностью, изменяющейся в данном примере в диапазоне 12 - 37 абс.%, для в реме- ни сорбции 20 и 50 мин при постоянном значении давления воздуха равном 758 мм рт.ст. Коэффициент корреляции составляет 0,985, что свидетельствует о близости зависимости к линейной во всем диапазоне зольности, а следовательно, и о равномерной шкале по чувствительности в пределах всего диапазона. Чувствительность предлагаемого способа как по приращению емкости, так и по .приращению проводимости пробы для фиксированного времени сорбции равного 50 мин по сравнению с таковой для времени сорбции 20 мин увеличивается соответственно в 4,5 и 1,6 раза. Таким образом, высушивание пробы, а также последующее дозированное введение в нее влэги путем сорбции паров воды из воздуха за фиксированное время позволяют не только полностью исключить влияние влаги как мешающего фактора на точность контроля зольности по приращению емкости (проводимости) пробы и повысить чувствительность метода, но также получить ракшомерную чувствительность (линейную связь) между этими величинами в более широком диа-

naaoHfe по зольности циапаэон увеличился примерно в 2-3 раза).

Высушивание пробы в реальных условиях пройэвоцят ускоренными метоаами, например, используя ВЧ- или СВЧ-метоЯЬ1, на что уходит 3-5 мин. Охлаждение пробы осуществляют принудительным путем или путем естественного остывания в эксикаторе, на что затрачивается 310 мин.

Тарировочные кривые стоят на основании расчетного уравнения, которое получают путем предварительного измерения по данному методу проб с известной золь«« ностью, н 1йденной по ГОСТу, и обработку полученных данных статистическими методами.

Так как время сорбции паров воды нь воздуха в основном определяет время контроля и зависит от величины давлены воздуха -и плошадн реюкрытия поверкностн пробы, то в целях сокращения времени контроля паров воды из воздуха производят под давлением, например, 2-5 атм или увеличивают плоищдь раскрытия поверхности пробы, например, путем механического йеремещивл НИН последней. При этом время контроля можно сократить в несколько раз.

Предлагаемый метод исключает допол нительные перетарировки зопомера и облегчает условия для ештоматизации процесса ксштроля зольности продуктов углеобогащения.