Способ определения степени минерализованности твердых горючих ископаемых

Номер патента: 1000876

Авторы: Белоножко, Кривонос, Миняйло, Онищенко, Ситюк

ZIP архив

Текст

Оп ИСАИИИИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Совет сникСоциалистическихРеспубпин(51)М, Кл. С 01 Н 2714 Гкудврствеыкфевтат СССР ве млзм эфвретейфткрытк) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ МИНЕРАЛИЗОВАННОС ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ Изобретение относитс змерению горючих польза и минера- .в, камендр по ляминералиэованности твердых ископаемых и может быть и вано для определения степе лиэованности горючих сланц ных и бурых углей, торца и лезных ископаемых. Известны способы термогравиметрического анализа степени минерализо.ванности твердых горючих ископаемых, состоящие в сжигании навески пробы массой около 1 г в течение времени окало 1,5 ч для медленного способа и около 40 мин для быстрого способа и определения убыли веса в процессе сжигания, по которой определяют минерализованн сть топлива (мерой минерализованности -зольности - топлива является относитель о ное содержание несгоревшего в процессе прокаливания остатка )1 .Значительная продолжительность прокаливания не позволяет использовать данные известного способа для оперативного вмешательства в технологию добычи, обогащения или пераработки топлива. Несоответствие качественно-количественного состава золы фактическому содержанию минеральных примесей приводит к низкой точности определения минералиэованности известным способом,Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому явется способ, состоящий в нагреве материала энергетическим воздействием, обладающим избирательностью поотношению к анализируемым составляющим, и регистрации изменения еготемпературы 2 1,Недостатками известного способаявляются низкая точность измерениясостава и узкий диапазон измерения.Низкая точность обусловлена двумя основными обстоятельствами: на величине изменения температуры пробы горючих ископаемых сказывают.я не толь00876 ф 3 1 О ко содержание анализируемых составляющих (минерализованности), но и содержание водорода а так как удель ная теплоемкость водорода намного выше удельной теплоемкости других составляющих твердых горючих ископаемых, то даже небольшие изменения содержания водорода приводят к существенным изменениям прироста температуры); на величине прироста температуры пробы угля, сланца или торфа сказываются не только изменение суммы минеральных составляющих, .но также и перераспределение минеральных составляющих между собой (замена алюмосиликатов окислами железа или кальция изменяет величину прироста температуры при той же степени минералиэованности). Узкий диапазон измерения обусловлен тем, что величина прироста температуры неодинаково изменяется при низких и высоких содержаниях минеральных примесей.Цель изобретения - повышение точности определения степени минералиэованности и расширение диапазона измерения.Указанная цель достигается тем, что согласно способу, состоящему в нагреве материала энергетическим воз действием, обладающим избирательностью к анализируемым составляющим, одновременно нагревают две порции материала от одного генератора высокой частоты, первую - в электрическом поле конденсатора, а вторую-в магнитном поле индуктора, а о степени минерализованности материада судят по величине отношения зарегистрированных изменений температур обеих порций.Повышение точности достигается за счет компенсации влияния колебаний содержания водорода с одной стороны, за счет компенсации влияния взаимного перераспределения минераль ных составляюших с другой. стороны, а также за счет увеличения чувствительности к степени минерализованности . Расширение диапазона измерения достигается тем, что величина отношения зарегистрированных температур является линейной функцией сте пени минерализованности в широком диапазоне ее изменения.На чертеже схематически показано устройство для реализации предлагаемого способа определения степени ми 5 16 13 26 43 ЗО 3 46 45 Ю 55 нерализованности твердых горючих испаемых (измерительные кюветы с пробами материала показаны в разрезе).Устройство включает керамическуюизмерительную кювету 1 с пробой 2 иметаллическую измерительную кювету3 с пробой 2. Керамическая кювета 1с пробой 2 установлена в индукторе4, а металлическая кювета 3 с пробой 2 установлена между пластинамиконденсатора 5, Индуктор 4 и конденсатор 5, включенные в параллель,представляют собой колебательныйконтур, являющийся нагрузкой генератора 6 высокой частоты. В металлической кювете 3 с пробой 2 установлена термопара 7. В керамическую кювету 1 с пробой 2 с помощьюподъемника 8 с приводом 9 можетопускаться (и подниматься) термопара 10. Выходы термопар 7 и 10 подсоединены к входам измерителя 11 отношений, выход которого через масштабный преобразователь 12 соединен с регистратором 13, Включение и выключе"ние генератора 6 высокой частоты реверс и остановка привода 9, включениеизмерителя 11 отношений осуществляются от устройства 14 управления.Устройство работает следующим образом.Сигналом с устройства 14 управления запускается привод 9 и термопаоа10 опускается в кювету 1 с пробой 2,визмерителе отношений Фиксируются.значения температур с 1,термопары 7и термопары 10. Затем сигналом с устройства 14 управления включается нареверс привод 9 и с помощью подъемника 8 поднимается термопара 10,Сигналом с устройства 14 управления включается генератор 6 высокойчастоты. При этом проба 2 нагревается в керамической кювете 1 высокочастотным магнитным полем индуктора4, а проба 2 в металлической кювете 3 нагревается высокочастотнымэлектрическим полем конденсатора5. По истечении промежутка времени0,5-3 мин сигналом с устройства 14управления выключается генератор 6высокой частоты, включается привод9, который с помощью подъемника 8опускает термопару 1 О в кювету 1 спробой 2,После этого в измерителе отношений фиксируются значения температур т. термопары 7 и 4 термопары 10 О о. 10008 и вычисляется величина отношенияф о о прироста температур ( с- с 2)/( с- =З, которая является мерой степени минерализованности пробы 2. Масштабный преобразователь 12 преобразует полученную величину В непосредственно в проценты содержаний минес ральных примесей в пробе А , которые регистрируются регистратором 13.На этом полный цикл измерения за. 0 канчивается. До начала .следующего цикла кюветы 1 и 3 заполняются следующей пробой, снова устанавливаются и только после этого начинается новый цикл измерений. 1Физической основой работы устройства является то обстоятельство, что скорость нагрева порции материала в высокочастотном магнитном поле прямо пропорциональна удельной проводи мости материала 1 и его магнитной проницаемости р а скорость нагрева горючих ископаемых в высокочастотном электрическом поле рабочего конденсатора прямо пропорциональна их 23 диэлоктрической проницаемости Е и величине 1 ангенса диэлектрических па.ерь сц д.Для большинства твердых горючих ис.копаемых с увеличением степени минерализованности увеличивается удельное электрическое сопротивление (уменьшается удельная проводимость ), уменьшается магнитная проницаемость ю: увелицивается. ди 35 электрическая проницаемость Е и растет величина тангенса угла диэлектрических потерь где, Поэтому с увеличением степени минералиэованности скорость нагрева пробы в кювете40 уменьшается и, следовательно, падает величина прироста температуры ( св- со), а скорость нагрева пробы в кювете 3 увеличивается и, следовательно,:растет величина прироста температуры (с- с). Как следствие0 о 45 величины отношения прироста темпера тур Ь будег с увеличением степени минерализованности уменьшаться быстрее, нежели изменяется любой из при-. ростов температуры ( с - с ) или.оо о4 2. ( с- с). Таким образом, относитель.ная чувствительность измерения степени минерализованности по величине д будет приблизительно равна сумме относительных чувствительностей из- ф мерения степени минералиэованности отдельно по.( с- с 2) и по ( с - с), За счет увеличения. чувст.вительносчи 76 4повышается точность измерения степени минералиэованности. Кроме того, величина отношения Ь уменьшается с ростом минерализации по близкому к линейному закону изменению минерали" зации в широком диапазоне.увеличение содержания водорода в пробах эа счет значительной тепло- емкости водорода приводит к одновре" менному уменьшению обоих приростов температур (с - с 2) и (,сЗ- со) так, цто величина отношения д практически не изменяется с изменением содержания водорода. Известно, что в трар" дых горючих ископаемых содержится до 1 О.": водорода (на сухую массу пробы),а при постоянной степени минера" лизованности пробы содержание водо рода в ней может колебаться на несколько процентов. Поэтому реализованный в данном случае измерения принцип повышения точности за сче- компенсации влияния колебаний содержания водорода в пробе является существенным его преимуществом не только по сравнению с прототипом, но и по сравнению с другими известными методами измерения степени минералиэациитвердых горючих ископаемых.Одновременно отметим, что перераспределение минеральных составляющихмежду собой при постоянной степени ми не рали зова нности, выр ажающееся в замене алюмосиликатов окислами железа, при води т к примерно од и на ковым изменениям (с 4- с) и (с- с) а величина отношения Д при этом практически не и зменяе тся .Проводилось измерение зольности А (степени минерализованности) пробугля, Использовался генератор высокой частоты на частоту 40,68 МГц и колебательную мощность 0,63 кВт. В измерительные кюветы 1 и 3 засыпались пробы угля массой около 100 ги крупностью 0-3 мм каждая. Нагревпроб в поле рабочего конденсатораи индуктора проводился в течениевремени -.30 с. По величине Ь определяли зольность А с чувствительностью около 3 Г на 1золы. Было установлено, что средне квадратицеская погрешность измерения зольности при этом не превышает 0,1 абсолютный по золе, т.е. точность измерения зольности предлагаемым способом за 30 с выше, нежели точность измерения зольности методом оэоления эа 1,5 ч. При этом стоимости оборудования для,НИИПИ Заказ 1369/45 ж 871 Подписное ктная,иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул 7 1000876 8измерения зольности предлагаемым спо пени минерализованности и расширениясобом и по ГОСТ.11922-64 примерно диапазона измерения, одновременноодинаковы. нагревают две порции материала отодного генератора высокой частоты,% первую - в электрическом поле конФормула изобретения денсатора, а вторую - в магнитномполе индуктора, а о степени минераСпособ определения степени минера, лизованности материала судят по велизованностй твердых .Горючих ископае 1 личине отношения зарегистрированныхмых, состоящий в нагреве материала 1 В изменений тЕмператур. обеих порций.энергетическим воздействием,облада- Источники информации,ющим избирательностью к анализируе- принятые во внимание при экспертиземым составляющим, и регистрации из. ГОСТ 11022-64.менения.его температуры, о т л и. Авторское свидетельство СССРч а ю щ и й с я тем, что, с целью 13 Ю 775674, кл. 6 О 1 й 25/00,1980повышения точности определения сте- (прототип),

Смотреть

Заявка

3322654, 24.07.1981

КОНОТОПСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД "КРАСНЫЙ МЕТАЛЛИСТ", КОНОТОПСКОЕ СПЕЦИАЛЬНОЕ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО

ОНИЩЕНКО АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, БЕЛОНОЖКО ВИКТОР ПЕТРОВИЧ, СИТЮК ВИКТОР ИВАНОВИЧ, КРИВОНОС ИВАН МИХАЙЛОВИЧ, МИНЯЙЛО ПЕТР МАРКОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 27/14

Метки: горючих, ископаемых, минерализованности, степени, твердых

Опубликовано: 28.02.1983

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1000876-sposob-opredeleniya-stepeni-mineralizovannosti-tverdykh-goryuchikh-iskopaemykh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения степени минерализованности твердых горючих ископаемых</a>

Похожие патенты