Стоимость угля в мире снижается, а конкуренция растет. Чтобы выжить на рынке, российские угледобывающие компании изобретают способы удешевить производство и улучшить контроль качества. Отдельная боль компаний — контроль качества рядового угля в процессе обогащения и переработки, когда сырье с разных шахт или разрезов смешивается в непредсказуемых пропорциях. Разбираемся, как сегодня гиганты индустрии решают эту проблему.
Несовершенства методов
Технологический вызов заключается в необходимости постоянного мониторинга состава угля. Существующие методы не всегда справляются с этой задачей. При смешивании сырья параметры состава становятся неуправляемыми, а значит, оборудование простаивает и ресурсы перерасходуются. Если продукт не отвечает заданному критерию зольности, это напрямую влияет на производительность фабрики.
Вот какие технологии анализа используются сегодня:
- лазерный анализ,
- термогравиметрический метод,
- спектральный анализ,
- рентген-анализ.
К сожалению, у большинства из этих методов есть существенные ограничения. Рентгеновские анализаторы, несмотря на свою мобильность, недостаточно точно определяют ключевые элементы, особенно содержание углерода и серы — наиболее распространенной примеси в угле. А ведь если концентрация серы будет выше 1,5–4% (это зависит от марки угля), то партия может быть забракована.
Лабораторный анализ остается золотым стандартом качества, тем более что у крупных угледобывающих компаний есть свои сертифицированные лаборатории. В них можно точно определять влажность, зольность, теплоту сгорания, выход летучих веществ и содержание примесей. Однако при производительности 400–600 тонн в час за сутки удается провести лишь несколько десятков анализов: на обработку каждой пробы уходят часы или даже дни.
Инновационное решение
Революционным решением стала разработка компании «Диамант» (резидент ОЭЗ «Дубна» и выпускник «Сколково»), создавшей поточный онлайн-анализатор на основе метода меченых нейтронов (ММН) при участии бывших научных сотрудников Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Принцип работы основан на использовании меченых нейтронов, которые обладают высокой проникающей способностью.
В отличие от рентгеновских и лазерных методов, способных анализировать лишь поверхностный слой, этот метод позволяет определять состав вещества через толщу материала на конвейере. Анализатор, устанавливаемый под конвейерной лентой, способен идентифицировать до 25 элементов при массовой концентрации не менее 0,3%, включая кислород, углерод, азот, серу и алюминий. Это позволяет точно определять влажность, зольность, теплоту сгорания твердого топлива в режиме реального времени.
Это не российское ноу-хау, но зарубежные анализаторы в несколько раз дороже. Установки «Диаманта» доступнее, потому что они полностью отечественного производства и компания не зависит от колебаний курса.
Нейтроны в работе
Главное преимущество технологии — возможность непрерывного мониторинга состава материала в режиме реального времени. Оборудование компактное, и его можно устанавливать не только под конвейерами, но и в других звеньях производственной цепочки. На карьерах анализатор может работать автономно: пробы загружают в устройство — и через 8 минут готов полный анализ состава.
Еще один плюс метода в том, что он способен сохранять и анализировать динамику данных. Умное оборудование выдает результаты в виде наглядных графиков и схем, что позволяет оперативно корректировать производственные процессы. В отличие от стандартного отбора проб, химического анализа и рентгеновского метода, метод меченых нейтронов позволяет полностью, а не частично контролировать сырье, которое движется по конвейерной ленте, не останавливая и не замедляя производственный процесс. Это позволяет роботизировать производство и сократить штат. Технология уже успешно применяется на предприятиях ведущих российских компаний, включая «Еврохим», ЕВРАЗ, «Северсталь» и «Висмут». И опыт гигантов отрасли подтверждает, что метод меченых нейтронов стал настоящим прорывом в области контроля качества угля.
Источник: пресс-служба «Диамант»
