不同浓度的煤泥水对电容测量值影响的研究-开题报告

不同浓度的煤泥水对电容测量值影响的研究,2,目录,1.选题背景2.煤泥水浓度测量研究现状3.研究内容和主要技术路线4.进程安排5.参考文献致谢,3,1.选题背景,从图中可以看出1952年我国主要能源消费是以煤炭为主，虽然在2008年煤炭消费有所降低，石油、天然气、水电、核电等有所上升，但是煤炭消费在我国仍然占主导地位，到2020年将占比例的60%以上。,我国自然资源的基本特点是：富煤、贫油、少气,4,选煤量位居世界前列，尽管如此，供需仍存在缺口，洗煤量处于供不应求的状态。,2009年，我国原煤入洗率为43%，动力煤入洗率为20%，分别比美国、南非、俄罗斯等煤炭行业发达的国家低12和20个百分点。如果将动力煤入洗率提高到40%，每年将节约3400万吨标煤，节约运输耗煤近1000万吨，节能潜力巨大。,1.选题背景,5,煤泥水是选煤过程重要的工作介质，同时也是煤炭湿法加工过程产生的工业废水。煤泥水外排会严重破坏矿区生态环境，因此必须澄清处理后循环使用。,在我国，选煤厂主要采用湿法选煤，即用水作为选煤介质，根据不同的生产工艺，洗一吨煤大约需要23吨的循环水，同时需要0.10.3吨的补水量。煤炭生产过程中的大量用水和在生产过程中对水资源的浪费和污染问题不容忽视。,按照选煤厂设计规范，溢流水的浓度小于50g/l可作为循环水使用，选煤厂生产清水的水质标准为悬浮物含量不超过400mg/l，根据我国现行的污水综合排放标准，选煤厂煤泥水达到二级排放标准时，悬浮物最高允许浓度为300mg/l。因此，当把煤泥水净化到300mg/l以下时，就能实现清水洗煤，洗水一旦外排也能满足环保要求。,1.选题背景,6,2.煤泥水浓度测量研究现状,煤泥水浓度传统检测1.烘干法2.浓度壶法,7,2.煤泥水浓度测量研究现状,煤泥水浓度自动检测-超声波检测法,直接检测,超声波测量示意图,1超声波发射源；2超声波接收装置；3矿浆测量管,振幅与浓度的关系,8,2.煤泥水浓度测量研究现状,煤泥水浓度自动检测-压差法,间接检测,压差式密度计原理,其原理是测量煤泥水不同高度上两点压力差，当高差一定时该压力差即反映了煤泥水密度。如图所示，两点间压力差phs，即和两点间垂直高差以及介质密度成正比。高差h在测量过程中是定值，所以p和s之间的转换关系呈线性。,9,放射性同位素测量示意图,强度一定的r射线经过准直孔射出，经过待测煤泥水，然后由r射线探测器接收，测量其出射r射线的强度。因煤泥水的组成稳定，在r射线的强度已知的前提下，使得r射线穿透距离一定的煤泥水，此时煤泥水的总质量吸收系数也是常数，由此可知，待测煤泥水的浓度大小仅与r射线入射强度有关。但它们之间不是简单的线性关系，而是指数关系，并满足LambertBeer指数衰减规律。,煤泥水浓度自动检测-r射线密度计法,2.煤泥水浓度测量研究现状,10,3.研究内容和主要技术路线,电容式煤泥水浓度检测的机理研究,11,3.研究内容和主要技术路线,微小电容变化的检测电路的设计,基于电荷放大电容测量电路,12,3.研究内容和主要技术路线,基于电荷放大电容测量电路的实现时序图,13,3.研究内容和主要技术路线,不同浓度的煤泥水对电容测量值的影响的实验检测及实验验证。,在实验温度一定的情况下，选取煤泥样品配置不同浓度的溶液注入测量容器，由高精度电容测量仪AT2818LCR数字电桥测量电容传感器在不同浓度煤泥水溶液中电容值。,14,3.研究内容和主要技术路线,温度对电容值的影响和粒度分布对电容值的影响。1.温度对结构尺寸的影响环境温度的改变将引起电容式传感器各组成部分的集合尺寸和相互位置的变化，从而导致电容式传感器产生温度附加误差，这个误差尤其在检测间隙变化的电容式传感器中更为严重因为它的初始间隙很小。2.温度对介电常数的影响电容式传感器的电容值与介质的介电常数成正比，因此对于介电常数的温度系数不为零的传感器，温度的变化必然会引起传感器电容值的改变，从而造成温度附加误差。,15,3.研究内容和主要技术路线,温度对电容值的影响和粒度分布对电容值的影响根据生产工艺的不同，浓缩池煤泥的粒度大小会有所不同，本实验中所选煤泥样品粒度的上限约为0.5mm，为研究煤泥粒度分布的不同对电容传感器的影响，将煤泥用球磨机分别研磨30分钟、60分钟、90分钟、120分钟后，分别作为不同粒度的煤样，对由不同粒度构成的质量百分比浓度相同的煤泥水混合物的电容值进行测量。,16,3.研究内容和主要技术路线,煤的伴生矿物对传感器电容值的影响。,煤中伴生矿物的介电常数,X-射线衍射法进行物相分析,17,3.研究内容和主要技术