微波測量煤炭水分的研究

第2期選煤技術(shù)No. 22003年4月COAL, PREPARATION TECHNOLOCYApr.2003文章編號: 1001-3571 (2003) 02- 0021 -02微波測量煤炭水分的研究尹義斌'，陳小青”，蔚志恒’，孫健'(1.唐山師范學(xué)院物理系，河北唐山063000; 2. 北票煤業(yè)公司技術(shù)綜合科，遼寧北票122;3.神華集團海渤灣礦業(yè)公司老石旦洗煤廠(chǎng)，內蒙古烏海016033)摘要介紹了利用微波進(jìn)行煤炭水分測量的方法， 并對微波測量煤炭水分的方法及提高測量精度進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞煤炭徽波水分平衡取樣中圖分類(lèi)號: TD948.9文獻標識碼: A應用微波技術(shù)測量物料的水分目前已經(jīng)成為現格，其誤差一定很小，也很容易達到國家標準。實(shí)，并逐步在糧食、土壤、石油、化工、煤炭等方紅外烘干測水只不過(guò)是把龐大的烘干箱去掉，面得到推廣應用。微波測量物料的水分不僅速度改為紅外烘干，其測量手段是改進(jìn)了，但是方法上快，而且能夠實(shí)現連續測量，并可為各種烘干機械絲毫沒(méi)有變化，其過(guò)程不少于烘干稱(chēng)重。與加濕機械的自動(dòng)控制提供水分信號。國家有關(guān)部微波測量煤炭水分的方法與上述兩種方法有著(zhù)門(mén)規定，商品精煤全水分測量誤差為:當水分小于根本的區別，微波測量煤炭水分大多采用微波測量10%時(shí)，其平行誤差≤0.4%;當水分大于10%時(shí),衰減方相位、阻抗反射等方法，通過(guò)煤中的水對電≤0.5%。這樣嚴格的指標一度引起人們對應用微磁波傳輸的影響程度獲得測量結果。波技術(shù)測量煤炭水分是否可行的疑慮，本文就如何人所共知，水的介電常數e,≈75;煤的介電常提高微波測量精煤全水分的精度問(wèn)題談幾點(diǎn)粗淺看數εy≈5;水的正切損耗角tg8*≈0.15~ 1.2(工法。作功率f為1 000 ~ 30 00M) ;煤的正切損耗角tgδ諜= 0.001 ~ 0.05(工作功率f為1000M ~ 30 000M),1微波測水方 法與其它測水方法的區別tgδ*>>(tgδ棵,故水對電磁波傳輸的影響遠大于微波測量商品精煤水分難以達到國家標準的原煤,水對電磁波的衰減為3ldB/mm (煤)，而干煤因是多方面的，就其測量方法來(lái)說(shuō)它與其它方法有對于電磁波的衰減為≤0.01dB/mm (煤)， 可以看本質(zhì)區別。出水分的多少決定電磁波的衰減程度,其表達式:烘干稱(chēng)重測水與紅外烘干稱(chēng)重測水都離不開(kāi)烘Po = 2nfo∈ylgδ干稱(chēng)重，其測水的根本是從濕煤中去掉水分，可由式中:P。為衰減功率;f為工作功率;εo為真空中的下式表述:介電常數;ey為水的介電常數;tgδ為水的正切損耗W= w-w'角。式中:w為濕煤質(zhì)量;w'為烘干后的干煤質(zhì)量; W為由于水的介電常數遠大于煤，所以煤水混合體水分對電磁波傳輸的影響也主要取決于水?？梢钥闯?，只要把濕煤加熱到一定程度,在一.電磁波在介質(zhì)中傳輸的反映系數r與折射系定的時(shí)間內水分就可以完全蒸發(fā)掉，而剩余的質(zhì)量數T分別為:為干煤質(zhì)量。只要稱(chēng)量精度高，操作時(shí)間掌握嚴Z2+乙;收稿日期: 2002-08-12作者簡(jiǎn)介:尹義斌(1958-), 男，河北省唐山市人，1982Z1+ Z2年畢業(yè)于河北工學(xué)院無(wú)線(xiàn)電工程系，-直從事物理專(zhuān)業(yè)的微波應用及單片機應用研究與I業(yè)自動(dòng)化、智能儀表的開(kāi)中國煤化工發(fā)工作。電話(huà): 0315 - 2830615式中,YHC N M H氣磁導系數(與μ21第2期選煤技術(shù)2003年4月25日基本相同);e]為濕煤介電常數;εz空氣介電常數。3提高測量精度的措施、 方法可以看出，微波測量煤炭水分是利用水對電磁波傳輸的影響度實(shí)現的。這與烘干稱(chēng)重測量水分是對于上述各種影響測量精度的因素，我們進(jìn)行根本不同的兩種概念。了長(cháng)時(shí)間的探索與觀(guān)察，試驗了幾千次，盡管克服.大粒度物料水分測量誤差的確非常困難，但是，只2測量煤炭水分與測量其它物料水分的區別要采用恰當的技術(shù)措施與手段,絕大部分影響因素石油、化工、糧食等行業(yè)都有適宜行業(yè)應用的是可以消除的。目前，比較成熟的方法有兩種: -微波測水儀，其使用效果也不錯，如石油行業(yè)的微是定量定壓取樣法，二是非定量平衡取樣法。這里波測水儀測量誤差為0.1%，在其它測量指標要求主要介紹第二種方法。所謂“非定量”就是取樣量較低的行業(yè)也可以利用，但直接用于煤炭測量則不的多少沒(méi)有限制，可以以任意的手段與方法注滿(mǎn)被行，其原因如下:測容器。所謂“平衡”就是平衡被測容器中物料的(1)煤與其他物料都屬于非導電介質(zhì),其e, 比松散度，這一過(guò)程完全由儀器自動(dòng)進(jìn)行(圖3)。較接近，但是其物理特性不同。比如，石油是液體,糧食是均勻顆粒，化肥是極細的均勻顆粒，而煤炭[總控制器-信號取樣器測量器則是非均勻顆粒，煤炭的粒度組成分散性很大，顆F控制器平衡器,輔助平衡器粒形狀分散性也很大，并因此而影響測量精度:①E控制器]粒度組成分散性大使得每次測量中它的粒度(各級配重別的粒度)占有的測量空間比不- -樣,這樣將引起圖3非定量平衡取樣裝原理圓測量中的平行誤差增大。②顆粒形狀分散性大,形由于煤本身的特殊性，人為取樣給測量帶來(lái)不狀千差萬(wàn)別的顆粒(主要是較大的顆粒)會(huì )排列出少問(wèn)題，采用電子取樣器實(shí)現了非定量取樣，松散錯綜復雜的過(guò)大或不同的隱縫，從而增大了平行誤度平衡，這樣不管人量多少，如何人料，松散度如差。以上兩點(diǎn)都將會(huì )嚴重影響測量的重復性。何，煤顆粒排列如何，- -經(jīng)取樣器取樣,其松散度(2)由于人為操作誤差，每次人樣量也會(huì )不同,趨于一致，顆粒之間形成的各種隙縫趨于吻合,被當向測量容器中- -次注滿(mǎn)煤樣時(shí)，由于煤是疏水性測容器中的煤樣量接近一致，這就可靠地保證了被的物質(zhì)，不像其它物料(如糧食)水含于內部，所測容器內水的絕對占有量，它與合適的探測器相配以使得被測煤樣進(jìn)人測量容器時(shí)帶有一定 的惰性,合，其平衡誤差可達:水分在10%以?xún)取?.4%，可能造成部分塌空或全部塌空(圖1)。這種現象的水分在 10%以上其平行誤差≤0.5%，合格率為存在將極大地影響測量精度。逐步向測量容器中注9S% ~ 98%。此取樣器的技術(shù)參數為:取樣周期T人煤樣時(shí)，也會(huì )造成顆粒排列密度不均勻(圖2)。=0.1s~70s;取樣質(zhì)量F =50~ 160g;振動(dòng)間隙:每次人樣的不均勻性會(huì )嚴重影響測量精度。L = l0~ 15mm。4微波技術(shù)在商品精煤水分測量中的應用通過(guò)以上分析可知，使用微波技術(shù)測量商品煤全部煽空的全水分完全可以代替目前使用的烘干稱(chēng)重法。表圈1測量容器內煤穎粒塌空現象示意圜1所示為-組微波測水結果與烘干化驗值的比較。表1微波測水結果 與烘干化驗值對比%p000000 009一確雙祥測量號_雙樣平均水量 烘干化驗水分絕對誤差p000000 008.899.380.395000000 00一疏9.589.130.4608.508.240.260圈2測容器內煤顆粒不均勻排列示意圄.038.710.320實(shí)驗證明，即使測量設備再好，采用上述煤樣9.308.920.380中國煤化工.700.090取量注人方法的測量誤差有時(shí)高達5%，煤樣水分0.480高時(shí)，誤差更大。YHCNMHG.780.370根據上述原理研制的微波測水儀，已成功應用22第2期選煤吱術(shù)No.22003年4月COAL PREPARATION TECHNOLOGYApr.200文章編號: 1001-3571 (2003) 02-0023- 02沙曲選煤廠(chǎng)煤泥水絮凝沉降的試驗研究.李瑞琴(華晉焦煤有限責任公司沙曲選煤廠(chǎng)，山西柳林033300)摘要選用不同的凝聚劑、 絮凝劑對沙曲選煤廠(chǎng)煤泥水進(jìn)行絮凝沉降試驗，根據試驗結果確定聚合氯化鋁鐵、聚丙烯酰胺的合理用量，改善沉降效果，降低了洗水濃度,提高了選煤效率。關(guān)鍵詞凝聚劑絮凝劑 煤泥水沉降試驗中圖分類(lèi)號: TD946.2文獻標識碼: A監站。E-mail; lnq@vip. sina. com1概述由表1可以看出，尾礦濃縮機人料中含有大量沙曲選煤廠(chǎng)是- -座原煤處理能力1. 5MUa的煉高灰細泥，0.075mm 以下含量高達88.35%，灰分焦煤選煤廠(chǎng)。采用跳汰主選、煤泥浮選、尾煤壓濾為47.94%。很明顯，人選原煤中含有極易泥化的聯(lián)合工藝流程。自投產(chǎn)以來(lái)，由于人選原煤細粒級礦物質(zhì)。然而，該廠(chǎng)以前沒(méi)有在尾礦濃縮機入料中含量高，矸石泥化嚴重，致使煤泥水中含有大量加沉降藥劑，致使濃縮機溢流含有大量高灰細泥-0.075mm級高灰細泥，靠自然沉降不能及時(shí)沉(溢流濃度為120g/L 左右)。因此，要解決該廠(chǎng)浮淀，造成細泥惡性循環(huán)，洗水濃度高達130/L左選效果差、洗水濃度高等諸多問(wèn)題，根源在于解決右，嚴重影響了跳汰、浮選作業(yè)效果。細泥的絮凝沉降問(wèn)題。2尾礦濃縮機入料粒度組成分析3尾煤濃縮機入料沉降試驗表1所列為尾礦濃縮機人料粒度組成分析結3.1試驗方案果。本試驗選用的凝聚劑為石灰、堿式氯化鋁和聚表!尾礦濃縮機入料小篩分試驗結果'合氯化鋁鐵。絮凝劑分別為山東鄒平產(chǎn)陰離子聚丙粒級/mm產(chǎn)率1%灰分1%烯酰胺，分子量400萬(wàn);山西祁縣產(chǎn)陰離子聚丙烯+0.50.06 .28.200.5-0.250.2325.06酰胺，分子量700萬(wàn);山西平遙產(chǎn)陰離子聚丙烯酰0.25-0.1255.2818.99胺，分子量400萬(wàn);浙江佳磁集團產(chǎn)XN-1陰離子0. 125 ~ 0.0756.0826.83 .聚丙烯酰胺，分子量1200萬(wàn)、XN-2陰離子聚丙0.075 ~0.0458.3337.92烯酰胺，分子量1200萬(wàn)(強電)和XN-3陰離子80.0248.98聚丙烯酰胺，分子量1200萬(wàn)(弱電)。合計100.00 .45.05因煤泥水中極細高灰細泥表面帶負電菏,靜電收稿日期: 2002-08-12斥力使極細顆粒在水中呈高分散穩定狀態(tài)，很難沉作者簡(jiǎn)介:李瑞琴(1968-),女,工程師，1991 年畢業(yè)于淀，即使加入絮凝劑也不能形成絮團。而無(wú)機凝聚山西礦業(yè)學(xué)院礦山機械專(zhuān)業(yè)，現就職于華晉沙曲選煤廠(chǎng)安劑可以抵消顆粒表面的電量。若只用凝聚劑，微細于工業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)過(guò)6個(gè)月的對比試驗,證明性能穩絕對誤差:當水分≤10%時(shí)≤0.4% .定可靠,操作簡(jiǎn)單,測量精度高。其技術(shù)指標如下:當水分≥109%時(shí)≤0.5%測量取樣粒度:0- 13um5結語(yǔ)測量時(shí)間:≤55s測址范圍:6%- 14.5%微波測水技術(shù)可以替代傳統方法測量煤炭水測量精度:分，應用微波測水儀在3~5個(gè)月內共測得268個(gè).平行誤差:當水分≤10%時(shí)≤0.4%數據,中國煤化工。用T檢驗法判當水分≥10%時(shí)≤0.5%定，:明顯差異。CNMHG'23