SU1728746A1 - Способ определени зольности продуктов сгорани твердого топлива - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к физическим методам контрол  качества твердого топлива и может быть использовано дл  определени  зольности продуктов сгорани  твердого топлива. Цель изобретени  - повышение точности анализа продуктов сгорани  твердого топлива высокой зольности. Несколько партий эталонов с различной зольностью и одинаковым содержанием железа облучают электромагнитным излучением в оптическом диапазоне 650-800 нм и рентгеновским излучением с энергией, оптимальной дл  возбуждени  флуоресцентного излучени  железа. Провод т измерение интенсивностей диффузно отраженного излучени  и флуоресцентного излучени  железа. Стро т градуировочные зависимости коэффициента диффузионного отражени  от зольности.. Затем провод т облучение анализируемой пробы излучени ми тех же энергий и регистрацию указанных интенсивностей. Зольность определ ют по градуировочному графику, соответствующему содержанию железа в пробе. 2 ил., 1 табл. твердого топлива. Он обладает высокой точностью , однако имеет существенные недостатки - большое врем  определени  (до 2 ч) и значительное количество операций, выполн емых вручную. При использовании его дл  определени  зольности продуктов сгорани  твердого топлива не представл етс  возможным своевременно регулировать работу топочного котла, что приводит к перерасходу топлива и увеличению себестоимости тепловой энергии, Известны также физические методы определени  зольности твердого топлива, ис кэ 00 sj Јь О

Description

пользующие источники ионизирующего излучени  2.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ определени  зольности угл , заключающийс  в том, что уголь облучают рентгеновским или гамма-излучением двух различных энергий, регистрируют прошедшее или рассе нное излучение каждой энергии и по полученным данным определ ют зольность .

Недостатком этого способа  вл етс  ограничение верхнего предела диапазона измерени  зольности величиной 70% из-за потери чувствительности. Это исключает использование указанных способов дл  анализа продуктов сгорани  твердого топлива с диапазоном изменени  зольности 80- 100% из-за большой погрешности измерений .

Цель изобретени  - повышение точности анализа продуктов сгорани  твердого топлива высокой зольности.

В способе определени  зольности твердого топлцва, основанном на облучении пробы электромагнитным излучением двух различных энергий, пробу продуктов сгорани  твердого топлива облучают электромаг- нитным излучением в оптическом диапазоне с длиной волны 650-800 нм и рентгеновским излучением с энергией, оптимальной дл  возбуждени  флуоресцентного излучени  железа, с последующей регистрацией интенсивности или коэффициента диффузного отражени  в оптическом диапазоне 650-800 нм и интенсивности рентгенофлуоресцентного излучени  железа , по которым суд т о зольности продуктов сгорани  твердого топлива .

Возможность использовани  излучени  с длиной волны 650-800 нм дл  определени  зольности продуктов сгорани  угл  основана на том, что коэффициент диффузного отражени  (R) в этой области в основном определ етс  содержанием несгоревшего угл  и окислов железа, так как остальные составл ющие продуктов сгорани  твердого топлива (5Ю2, , ТЮ2, СаО, К20, МдО) в мелкодисперсном состо нии  вл ютс  белыми и дл  них в указанном диапазоне длин волн R - составл ет 90- 93%. Коэффициент диффузного отражени  углей дл  этих длин волн составл ет 5-8%, а К Рв20з равен 30-36%.

Как показали исследовани  спектров отражени , окраска золы сланцев зависит от содержани  керогена и окислов железа. Все остальные компоненты сланцевой золы так же, как и компоненты угольной золы в

мелкодисперсном состо нии, имеют в указанном спектральном диапазоне коэффициент диффузного отражени  90-93%. Это позвол ет использовать предлагаемый способ и дл  сланцевой золы.

На фиг. 1 представлены полученные экспериментально кривые зависимости коэффициента диффузного отражени  продуктов сгорани  угл  различной зольности от

0 длины волны в оптическом диапазоне 400- 800 нм, где крива  1 - зольность 97%; 2 - 93%; 3 - 90%; 4 - 87%; 5 - уголь; на фиг. 2 - экспериментальные кривые зависимости коэффициента диффузного отражени  об5 разцов дл  длины волны 750 нм () от зольности продуктов сгорани  при разном содержании железа, где крива  6 - 8%; крива  7-27%.

Из фиг. 1 видно, что с увеличением золь0 ности коэффициент диффузного отражени  растет. Так как коэффициент диффузного отражени  и интенсивности диффузного отражени  пробы пропорциональны друг другу , то дл  определени  зольности можно

5 использовать одну из этих величин.

Из графиков на фиг. 2 видно, что с уменьшением зольности чувствительность анализа уменьшаетс , а увеличение содержани  железа приводит к параллельному

0 смещению графика.

Если в топках теплоагрегатов сжигаетс  твердое топливо различных месторождений с разным содержанием железа, то образовавшийс  при высокой температуре РеаОз

5 будет вли ть на результаты определени  зольности, так как его наличие в пробе вызывает уменьшение коэффициента отражени , что приводит к возрастанию погрешности определени  зольности. Дл 

0 учета этого вли ни  проба дополнительно облучаетс  рентгеновским излучением с длиной волны, оптимальной дл  возбужде-; ни  флуоресцентного излучени  железа. По интенсивности флуоресцентного излучени 

5 железа суд т о содержании РеаОз в образцах , что позвол ет выбрать соответствующий градуировочный график дл  определени  зольности продуктов сгорани  твердого топлива.

0 Способ осуществл етс  следующим образом .

Дл  анализа необходимо иметь несколько партий стандартных образцов (эталонов ) с различной зольностью и

5 одинаковым содержанием железа. Эталоны облучают электромагнитным излучением с длиной волны 650-800 нм и рентгеновским с энергией, оптимальной дл  возбуждени  флуоресцентного излучени  железа. Дл  каждой серии эталонов с одинаковым содержанием железа стро т градуировочный график в координатах: зольность эталонов - коэффициент диффузного отражени . Определ ют коэффициент диффузного отражени  и интенсивность флуоресцентного излучени  анализируемой пробы и по соответствующему градуировочному графику определ ют ее зольность.

Интервал построени  градуировочных графиков и их количество устанавливаетс  в зависимости от интервала изменений содержани  Ре2Оз (железа) в золе и от предъ вл емых в каждом конкретном случае требований к точности определени  зольности.

Экспериментальные данные по постро- ению градуировочных графиков занос т в пам ть ЭВМ, и по интенсивности рентгеновского флуоресцентного излучени  и коэффициенту диффузного отражени  получают зольность анализируемой пробы,

Выбор длины волны рентгеновского излучени  обусловлен оптимальными услови ми возбуждени  рентгенофлуоресценции железа, вход щего в состав пробы, а оптический диапазон измерени  коэффициента диффузного отражени  определен экспериментально по минимальному среднеквадратичному отклонению результатов определени  -зольности по предлагаемому способу.

В таблице представлены результаты определени  зольности продуктов сгорани  твёрдого топлива Луганской ГРЭС при использовании излучени  с длиной волны 580, 650, 750, 800 и 820 нм. Минимальное сред- неквадратичное отклонение результатов измерени  наблюдаетс  дл . излучени  в диапазоне 650-800 нм.

Погрешность измерений при зольности выше 80% составл ет 1,4 абс.%. Способы определени  зольности с использованием ионизирующего излучени  позвол ет измер ть зольность только до 50%. При зольности больше 20% погрешность этих методов составл ет 2-5 абс.%.

Пример. Дл  определени  зольности продуктов сгорани  твердого топлива готов т три комплекта стандартных образцов предпри ти  (СОП). Содержание железа в комплекте посто нно и составл ет соответ- ственно 5, 10 и 15%, а зольность образцов комплекта мен етс  от 80 до 98%.

Так как интенсивность диффузного отражени  зависит от гранулометрического состава и состо ни  поверхности пробы, то дл  приготовлени  стандартных образцов и анализируемых проб используетс  одна и та же методика..

Стандартные образцы и пробы измельчаютс , просеиваютс  через сито 50 мкм и

засыпаютс  в кюветы в равных объемах. Поверхность образцов выравниваетс  и уплотн етс  стекл нной пластинкой.

На спектрофотометре ОФ-2М определ етс  коэффициент диффузного отражени  каждого подготовительного образца дл  длины волны 750 нм. Затем на установке БАРС-1 (рентгеновска  трубка БХ-1 с серебр ным анодом) измер ют интенсивность флуоресцентного излучени  железа этих эталонных образцов.

Дл  каждой серии образцов строитс  градуировочный график в координатах: зольность - коэффициент диффузного отражени  образца.

После этого определ ют и интенсивность флуоресцентного излучени  анализируемой пробы. По интенсивности флуоресцентного излучени  железа выбирают соответствующий градуировочный график, а по величине коэффициента диффузного отражени  определ ют зольность пробы.

Предлагаемый способ определени  зольности продуктов сгорани  твердого топлива обеспечивает определение зольности в диапазоне 80-100%, в то врем  как методы, использующие ионизирующее излучение при такой высокой зольности образцов , тер ют чувствительность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  зольности продуктов сгорани  твердого топлива, включающий облучение пробы электромагнитным излучением двух различных энергий, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности анализа продуктов сгорани  твердого топлива высокой зольности, предварительно провод т облучение электромагнитным излучением в оптическом диапазоне 650-800 нм и рентгеновским излучением с энергией, оптимальной дл  возбуждени  флуоресцентного излучени  железа, нескольких партий эталонов с различной зольностью и одинаковым содержанием железа, измер ют интенсивности диффузного отраженного излучени  и флуоресцентного излучени  железа, стро т градуировочные зависимости коэффициента диффузного отражени  от зольности, затем провод т облучение анализируемой пробы излучени ми тех же энергий, по измерению интенсивности диффузно .отра- женного излучени  определ ют коэффициент диффузного отражени , а по интенсивности флуоресцентного излучени  железа - его содержание в пробе, после чего по соответствующему градуировочному графику определ ют Зольность.

   750.%

   Й7|