不同濃度的煤泥水對電容測量值影響的研究-開題報告

1、不同濃度的煤泥水對電容測量值影響的研究,2,目錄,1.選題背景 2.煤泥水濃度測量研究現(xiàn)狀 3.研究內(nèi)容和主要技術路線 4.進程安排 5.參考文獻 致謝,3,1.選題背景,從圖中可以看出1952年我國主要能源消費是以煤炭為主，雖然在2008年煤炭消費有所降

2、低，石油、天然氣、水電、核電等有所上升，但是煤炭消費在我國仍然占主導地位，到2020年將占比例的60%以上。,我國自然資源的基本特點是：富煤、貧油、少氣,4,選煤量位居世界前列，盡管如此，供需仍存在缺口，洗煤量處于供不應求的狀態(tài)。,2009年，我國原煤入洗率為43%，動力煤入洗率為20%，分別比美國、南非、俄羅斯等煤炭行業(yè)發(fā)達的國家低12和20個百分點。如果將動力煤入洗率提高到40%，每年將節(jié)約3400萬噸標煤，節(jié)約運輸耗煤近1000

3、萬噸，節(jié)能潛力巨大。,1.選題背景,5,煤泥水是選煤過程重要的工作介質(zhì)，同時也是煤炭濕法加工過程產(chǎn)生的工業(yè)廢水。煤泥水外排會嚴重破壞礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，因此必須澄清處理后循環(huán)使用。,在我國，選煤廠主要采用濕法選煤，即用水作為選煤介質(zhì)，根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝，洗一噸煤大約需要2～3噸的循環(huán)水，同時需要0.1～0.3噸的補水量。煤炭生產(chǎn)過程中的大量用水和在生產(chǎn)過程中對水資源的浪費和污染問題不容忽視。,按照選煤廠設計規(guī)范，溢流水的濃度小于50g/l可作

4、為循環(huán)水使用，選煤廠生產(chǎn)清水的水質(zhì)標準為懸浮物含量不超過400mg/l，根據(jù)我國現(xiàn)行的污水綜合排放標準，選煤廠煤泥水達到二級排放標準時，懸浮物最高允許濃度為300mg/l。因此，當把煤泥水凈化到300mg/l以下時，就能實現(xiàn)清水洗煤，洗水一旦外排也能滿足環(huán)保要求。,1.選題背景,6,2.煤泥水濃度測量研究現(xiàn)狀,煤泥水濃度傳統(tǒng)檢測1. 烘干法2. 濃度壺法,7,2.煤泥水濃度測量研究現(xiàn)狀,煤泥水濃度自動檢測-超聲波檢測法,直接檢測

5、,超聲波測量示意圖,1—超聲波發(fā)射源；2—超聲波接收裝置；3—礦漿測量管,振幅與濃度的關系,8,2.煤泥水濃度測量研究現(xiàn)狀,煤泥水濃度自動檢測-壓差法,間接檢測,壓差式密度計原理,其原理是測量煤泥水不同高度上兩點壓力差，當高差一定時該壓力差即反映了煤泥水密度。如圖所示，兩點間壓力差p＝Δhρs，即和兩點間垂直高差以及介質(zhì)密度成正比。高差Δh在測量過程中是定值，所以p和ρs之間的轉(zhuǎn)換關系呈線性。,9,放射性同位素測量示意圖,強度一定的

6、r射線經(jīng)過準直孔射出，經(jīng)過待測煤泥水，然后由r射線探測器接收，測量其出射r射線的強度。因煤泥水的組成穩(wěn)定，在r射線的強度已知的前提下，使得r射線穿透距離一定的煤泥水，此時煤泥水的總質(zhì)量吸收系數(shù)也是常數(shù)，由此可知，待測煤泥水的濃度大小僅與r射線入射強度有關。但它們之間不是簡單的線性關系，而是指數(shù)關系，并滿足Lambert—Beer指數(shù)衰減規(guī)律。,煤泥水濃度自動檢測-r射線密度計法,2.煤泥水濃度測量研究現(xiàn)狀,10,3.研究內(nèi)容和主要技術路

7、線,電容式煤泥水濃度檢測的機理研究,,11,3.研究內(nèi)容和主要技術路線,微小電容變化的檢測電路的設計,基于電荷放大電容測量電路,12,3.研究內(nèi)容和主要技術路線,基于電荷放大電容測量電路的實現(xiàn)時序圖,13,3.研究內(nèi)容和主要技術路線,不同濃度的煤泥水對電容測量值的影響的實驗檢測及實驗驗證。,在實驗溫度一定的情況下，選取煤泥樣品配置不同濃度的溶液注入測量容器，由高精度電容測量儀AT2818 LCR數(shù)字電橋測量電容傳感器在不同濃度煤泥水溶液

8、中電容值。,14,3.研究內(nèi)容和主要技術路線,溫度對電容值的影響和粒度分布對電容值的影響。1.溫度對結(jié)構(gòu)尺寸的影響 環(huán)境溫度的改變將引起電容式傳感器各組成部分的集合尺寸和相互位置的變化，從而導致電容式傳感器產(chǎn)生溫度附加誤差，這個誤差尤其在檢測間隙變化的電容式傳感器中更為嚴重因為它的初始間隙很小。 2.溫度對介電常數(shù)的影響 電容式傳感器的電容值與介質(zhì)的介電常數(shù)成正比，因此對于介電常數(shù)的溫度系數(shù)不為零的

9、傳感器，溫度的變化必然會引起傳感器電容值的改變，從而造成溫度附加誤差。,15,3.研究內(nèi)容和主要技術路線,溫度對電容值的影響和粒度分布對電容值的影響 根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，濃縮池煤泥的粒度大小會有所不同，本實驗中所選煤泥樣品粒度的上限約為0.5mm，為研究煤泥粒度分布的不同對電容傳感器的影響，將煤泥用球磨機分別研磨30分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘后，分別作為不同粒度的煤樣，對由不同粒度構(gòu)成的質(zhì)量百分比濃度相同的煤泥水