книги из ГПНТБ / Радиоизотопные приборы в промышленности строительных материалов

торый должен быть постоянным в определенных грани­ ц а х , — э т о необходимо для правильного проведения тех­ нологического процесса и, следовательно, получения ма­ териала более высокого качества. Определяя плотность,

Для выполнения этого требования пробу материала необходимо рассеивать после отбора из печи. Процесс отбора из слоя не должен искажать его структуру и нарушать технологический режим.

При измерении плотности материала частиц исполь­ зуют прямую зависимость насыпной объемной массы от плотности.

Порозность насыпного слоя узкой фракции материа­ ла можно считать постоянной с достаточной точностью (погрешность зависит от упаковки материала, формы частиц и от диапазона размеров частиц, входящих в вы­

200 мм измерения в узком пучке не имеют преимуществ перед измерениями в широком пучке. Характер ослаб­ ления излучения одинаков, степень ослабления излуче­ ния от плотности несколько меньше у широкого пучка. Однако отказ от коллимации пучка у-излучения упро­ щает установку, что немаловажно при создании про­ мышленных приборов контроля. Применение широкого пучка позволяет использовать источники у-излучения меньшей активности при получении одинаковой погреш­ ности результатов измерения.

Зависимость измеренного значения р м плотности ча­ стиц от степени ослабления излучения материалом про­ бы можно выразить следующим соотношением:

Мэффа (і — ад Плотность материала частиц в производственных ус­

ловиях по описанной методике измеряют в специальном пробоотборнике, частью которого и является установка

При измерении просвечивают бункер 2 с материа­ лом 4. Источник / и счетчик 3 устанавливают с проти­ воположных сторон бункера (рис. 6.1, а).

Перед измерениями из отобранной пробы автоматиче­ ски выделяется узкая фракция, наиболее характерная

Рис. 6.1. Расположение счетчиков и источни­ ков излучения для измерения насыпной объ ­ емной массы и фракционного состава мате­ риала.

для контролируемого процесса. Такой фракцией, напри­ мер, является фракция 7—5 или 5—2 мм (см. табл. 6.2). Измерительный " бункер должен заполняться данной фракцией всегда больше определенной высоты, соответ­ ствующей диаметру кристалла сцинтилляционного счет­ чика, что необходимо для обеспечения нормальных ус­ ловий измерения.

Объем пробы, необходимый для контроля параметров слоя, должен обеспечивать ее представительность. С од­ ной стороны, проба должна быть невелика по сравне­ нию с количеством материала в слое. С другой стороны, необходимо иметь достаточное количество материала, чтобы измерения давали надежный результат с хорошей точностью при использовании радиоизотопной методики. Материал, поступающий на контроль, может иметь тем­ пературу до 100° С и находиться в различном физиче­ ском состоянии.

Учитывая эти факторы при создании установки, вы­ бирали материал бункеров и их размеры. Стальной бун­ кер высотой 150 мм (рабочая часть 100 мм) и квадрат­ ным сечением 90X90 мм удовлетворяет поставленным требованиям. На модели такого бункера провели испы­ тания описываемой методики. Результаты измерения ве­ совым и радиоизотопным методами сведены в табл. 6. 1.

Электронная схема измерения плотности проста. Она состоит из эмиттерного повторителя, смонтированного

Т а б л и ц а 6 . 1

вместе с делителем и схемой делителя питания дгінодов ФЭУ на его панельке, и усилителя импульсов, располо­ женного внутри пробоотборника.

Выходные сигналы (импульсы положительной поляр­ ности) амплитудой 5 в и длительностью 2 мксек могут быть поданы на интенсиметр с последующей записью ре­ зультатов самопишущим потенциометром С/7/ или на электронную схему для дальнейшей обработки.

§ 4. ВЫВОД И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОЗНОСТИ СЛОЯ

Принимая во внимание формулы (6.3) и (6.4), мож­ но найти зависимость для вычисления и измерения порозности кипящего слоя:

Щфф<* In —

где d' — толщина слоя материала в бункере пробоот­ борника; d — толщина кипящего слоя (диаметр просве­ чиваемого сечения печи); 1—во — концентрация мате­ риала в единице объема бункера, эту величину для ис­ следуемой фракции в каждом конкретном случае мож­ но считать постоянной; єо—порозность насыпного слоя.

По данной формуле и таблицам, приведенным в ра­

кипящего слоя и для измерения плотности материала гранул при всех прочих равных условиях.

Из расчетов и графиков видно, что сплошные кри­ вые (см. рис. 6.2) имеют меньший наклон при более мяг-

по кабелям поступают в электронно-измерительное усі 4 ройство, схема которого построена в соответствии с фор­ мулой (6.5). Структурная схема (см. рис. 6.4) состоит из двух ветвей: по одной измеряется плотность мате­

Зависимость напряжения логарифмического интенсиметра от частоты входных импульсов (рис. 6.3 кривая /) говорит о хорошем приближении к логарифмическому закону. Вычитание логарифмов интенсивностей выпол­ няется на мостовой схеме, собранной на двух эмиттер-

Рис. 6.4. Схема установки для контроля структурных характеристик кипящего слоя.

териала применяется в том случае, когда сырье пред­ ставляет собой пластичную массу (например, при полу­ чении клинкера, керамзита и др.), а операция фракцио­ нирования — выделение диапазона фракций, удовлетво­ ряющего условиям обработки в кипящем или взвешен­ ном слое применяется, когда сырье представляет собой сыпучую массу. Подготовленный таким образом мате­ риал позволяет лучше обеспечить необходимый контакт между отдельными компонентами и повысить скорость газов в кипящем или взвешенном слое, т. е. обеспечить высокую удельную производительность печи без суще­ ственного выноса материала из слоя.

Гранулометрический состав материала для более рав­ номерного кипения должен быть разнородным [29], но в то же время иметь некоторое постоянное соотношение фракций различного размера. Загружаемые сверху в печь частицы сырого материала в зависимости от их раз­ меров опускаются в слое до определенного уровня и за­ тем подбрасываются кверху. Этот процесс будет повто­ ряться. Мелкие частицы при этом проникают в слой на меньшую глубину, чем крупные. Время пребывания мел­

бы равномерное перемешивание. Поэтому для данной разновидности процесса обычно применяют зерна мате­ риала определенного гранулометрического состава.

Отклонения от оптимального гранулометрического состава обрабатываемой смеси приводят к нарушению нормального хода процесса, что либо понижает произво­ дительность агрегата, либо приводит к выпуску брако­ ванной продукции.

Именно поэтому практическое осуществление авто­ матического контроля гранулометрического состава об-

рабатываемого материала имеет существенное значение. Процесс грануляции поддается корректировке, следо­ вательно, его можно сделать управляемым при наличии соответствующей оперативной информации о его ходе. При производстве, например, цементного - клинкера рекомендуется фракционный состав гранул, приведен­

ный в табл. 6.2 [29].

§ 7. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА МАТЕРИАЛА

В настоящее время существует много методов опре­ деления гранулометрического состава материала. Веро­ ятно, наиболее точен весовой способ, при котором про­

При использовании радиоизотопного способа опреде­ ления гранулометрического состава кокса отбирают про­ бу стандартной массы время-импульсным методом [31], измеряют интенсивность излучения, прошедшего через пробу. Недостаток такого способа определения грануло­ метрического состава — недостаточно точные данные о связи ситового состава материала с показаниями при­ бора.

Этим же недостатком обладает и способ контроля гранулометрического состава кускового материала на выходе из вращающейся печи посредством телевизион­ ной системы [32] .

Процессы в печах с кипящим или взвешенным слоем протекают значительно быстрее, чем в печах других ти­ пов. Чтобы контролировать гранулометрический состав

вслое, необходим метод, который позволил бы прово­ дить измерения в более короткие промежутки времени и

втяжелых производственных условиях. Непосредствен­ но в слое проводить измерения возможности нет. В уста­ новке РИП контроль ситового состава слоя осуществля­ ется с помощью измерительного пробоотборника (описа­ ние дано ниже). Материал отбирается из слоя без на­ рушения его структуры, охлаждается, автоматически рас­ сеивается на заданные фракции в равные по объему бун­ кера. Фракционный состав измеряют при помощи интенсиметрических радиоизотопных уровнемеров с точечны­ ми источниками излучения и протяженными детекторами