[实用新型]一种X射线煤灰分检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤灰分检测技术领域，尤其涉及一种X射线煤灰分检测装置。

背景技术

我国是产煤大国，同样也是煤炭消费大国，煤炭被广泛的使用在火力发电，钢铁、化工等行业。煤炭的各种参数直接影响到用煤行业的生产成本，生产效率，生产安全以及环境问题，其中煤灰分是煤炭的一个反映煤质的重要指标，它指的是煤在一定温度下完全燃烧后所得残留物所占煤质量的百分比，被燃烧的部分为碳、氢、氧、氮、硫组成的可燃物质，残留的部分为硅、铝、铁、钙等的氧化物。电厂等用煤企业为了更加合理经济地使用煤，需要掌握煤的各种煤质参数，提高煤炭的利用效能，如入炉煤的配煤掺烧，入厂煤分质堆放，其中煤的灰分是一项很重要的参数指标。

目前，煤灰分的测量除了使用传统的标准实验室灼烧化验法外，利用诸多核技术分析方法，包括高能射线淹没辐射法(很少使用)、低能射线反射法、双能射线穿透法以及快中子活化分析法等。其中双能射线穿透法在期刊《核电子学与探测技术》1991年03期132页被提到，该方法采用放射源Am241(60keV)和Cs137(662keV)两种能量γ射线透射煤层，并自动修正煤的厚度信息，通过标定拟合公式与探测器得到的穿透信息，计算出煤灰分；但是，因为放射源的能量大，辐射安全性差，随着国家越来越重视安全及环保问题，近年来国家放射源更加严格的审核和控制，对放射源的使用须进行严格管理，因此产生成本增加；同样，很多应用企业缺乏对放射源的管理知识和资格认证，反过来也限制该方法的应用；而且使用该方法时，煤中铁含量的变化对测得结果影响较大。采用高能射线淹没辐射法对煤灰分值进行测量时，高能伽马射线与物质发生电子对效应，其发生反应的几率与物质的原子序数的平方成正比；煤炭灰分越高，其平均原子序数就越高，利用透射光子数和湮没辐射光子数来计算煤的灰分，如专利(申请号200810013224.0)，但是，该方法要求射线能量高，因此造成辐射安全性差。此外在国内外均有使用中子活化分析法的测灰仪，如美国Gamma Metrics公司的Model3612C型测灰仪和澳大利亚Scantech公司的COALSCAN900型测灰仪等，该方法是利用中子发生器或中子源发射的中子激发被测煤样中各元素的原子核，测定这些激发态的原子核跃迁时发出的γ射线能谱，得到各元素的含量，通过计算得到煤的灰分。该方法也同样存在双能射线穿透法一样的辐射安全问题；中子活化型仪器价格昂贵且技术复杂；因为中子发生器要产生中子需要很高的电压，对中子管的材料要求很高，影响了中子管的寿命，从而影响使用情况。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有的测量煤灰分的方法和装置在对煤灰分进行测量时存在一些辐射安全和环境保护方面问题，以及因放射源的单能辐射造成测量结果不准确的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种X射线煤灰分检测装置，包括支架、X射线发生器、限导器、煤样测量管、X射线信号接收单元、称重单元和数据处理单元，所述煤样测量管由轻质材质制成，且所述煤样测量管通过滑动机构竖直的设于所述支架上；所述称重单元用于检测煤样测量管中的煤样的重量；所述X射线发生器、限导器、煤样测量管和X射线信号接收单元沿水平方向依次设置，所述限导器由轻金属或有机材料制成，且所述限导器内设有X射线通道，所述X射线通道的尺寸沿进口至出口方向逐渐增大，所述X射线信号接收单元用于检测所述煤样测量管内的煤样的高度信息和透过煤样的X射线的谱信号；所述数据处理单元与所述X射线信号接收单元及称重单元连接，用于根据煤样的重量信息、高度信息和透过煤样的X射线谱信号计算煤样的灰分值。

其中，所述X射线通道的横截面的形状为矩形，且所述X射线通道的出口的宽度与所述煤样测量管的侧面的宽度相等。

其中，所述煤样测量管的上端敞口，所述称重单元位于所述煤样测量管的上方，所述称重单元包括煤斗和重量传感器，所述煤斗的下端开口处设有第一控制门。

其中，所述煤样测量管设于采样机弃料皮带的上方，所述煤样测量管的下端敞口，且所述煤样测量管的下端敞口处设有滑动门，所述支架上设有与所述滑动门连接的动力机构。

其中，所述滑动机构包括设于所述支架上的滑轨和设于所述煤样测量管上的与所述滑轨配合的滑块。

其中，所述X射线信号接收单元包括探测器和多道分析器，所述探测器用于将所述X射线信号转化为电信号，所述多道分析器对电信号进行处理和分析，得出X射线的谱信号。

其中，还包括屏蔽罩，所述支架和所述称重单元设于所述屏蔽罩内。