Alat Analisa Abu di Sabuk Konveyor (Online) Indutech

Transkripsi

1

2 Alat Analisa Abu di Sabuk Konveyor (Online) Indutech Indutech menawarkan berbagai macam alat analisa abu untuk mengatasi berbagai aplikasi secara optimal. Gamma Transmission Ash Analyzers (GTA) Model dari seri ribuan GTA adalah standar instrumen Energi Rangkap Dua dan Tiga (Dual dan Triple Energy). Seri GTA 1000 Model GTA 1000 didasarkan pada teknik Energi Rangkap Dua (Dual Energy). Gambar 1 menunjukkan skema metode ini. Dengan ini, nomor atom rata-rata pada material ditentukan dengan mengirimkan material dengan dua garis sinar gamma dari energi yang berbeda. Nomor atom rata-rata adalah ukuran untuk kandungan abu, karena jumlah nomor atom dari unsur batu bara (H, C, O) lebih rendah dibandingkan dengan unsur abu (Al, Si, Ca, Fe). Gambar 1 : Skema metode energy rangkap dua (dual energy) Namun, metode ini dipengaruhi oleh perubahan komposisi unsur abu, karenanya, nomor atom rata-rata bervariasi meskipun kandungan abu konstan. Terutama, variasi dari keduanya, kandungan Besi dan Kalsium, sangat mengganggu. Misalnya, perubahan 1% dari kandungan besi dalam produk mengganggu pembacaan pengukur abu sekitar 8%. Alat analisa GTA bekerja tanpa kontak (sentuh). Ketebalan lapisan minimal kira-kira 5 cm. Ketebalan lapisan maksimum tergantung pada kadar abu dan pada energi dari radiasi dengan energi rendah dan biasanya antara 15 dan 25 cm. Metode ini murah dan karenanya sangat populer, tetapi aplikasinya terbatas karena pengaruh besi dan kalsium tersebut. Instrumen-instrumen dari merek GTA dipasang terutama di Tambang Batu Bara / Pencucian Batu Bara 2

3 karena perubahan jangka pendek dari komposisi unsur abu cukup rendah, dan jarang dipasang di pembangkit listrik, di mana komposisi unsur abu sangat bervariasi, karena digunakannya batu bara dari asal yang berbeda-beda Alat Analisa Abu GTA Energi Rangkap Dua (Dual Energy) dengan Am dan Cs GTA bekerja dengan Amerisium (Am) dan Cesium (Cs) masing-masing sebagai sumber gamma energi rendah dan tinggi. Energi dari sumber Am-241 adalah 60 kev dan dengan ini ketebalan lapisan maksimal terbatas sekitar 25 cm. Alat Analisa Abu GTA Energi Rangkap Dua (Dual Energy) dengan tabung Sinar X dan Cs Di GTA , sumber amerisium yang beracun digantikan dengan tabung Sinar X. Selain aspek lingkungan, pengaturan ini juga memberikan akurasi yang lebih baik karena energi dari tabung Sinar X dapat beradaptasi dengan kondisi pengukuran. Untuk memaksimalkan efek pengukuran, energi dipilih, serendah mungkin, namun tentunya cukup besar untuk menembus lapisan yang ada. Ketebalan lapisan maksimal terbatas sekitar 15 sampai 20 cm. GTA 2000 Triple Energy Ash Analyzer dengan Cs, Am and sinar X GTA 2000 adalah kombinasi dari GTA dan GTA Gambar 2 menunjukkan skema tersebut Karena energi yang berbeda dari Am dan radiasi Sinar X, dapat diperoleh dua sinyal yang berbeda untuk nomor atom rata-rata, yang memungkinkan kompensasi besi sampai batas tertentu. Gambar 3 menunjukkan instalasi GTA Jika konsentrasi pada lebih dari satu unsur berbeda-beda, misalnya besi dan kalsium, efisiensi kompensasinya akan berkurang. Metode ini adalah kemungkinan yang paling murah dari sebuah kompensasi besi, tetapi penerapannya terbatas. 3

4 OXEA Online X-ray Elemental Analyzer Produk OXEA didasarkan pada prinsip X-Ray fluorescence (XRF). Metode ini memberikan lebih banyak informasi daripada metode dual energy karena konsentrasi semua konstituen dari abu tersebut telah ditetapkan. Teknik ini juga memungkinkan penentuan kadar abu dengan kompensasi penuh dari komposisi unsur abu, terutama besi dan kalsium. PGNAA Sumber Californium atau tabung neutron - Usia sekitar 2 tahun - Biaya pembuangan - Biaya pemeliharaan yang tinggi Energi neutron dan radiasi gamma tinggi - Perlindungan yang kompleks - Perizinan sulit karena radiasi tinggi Mengukur semua unsur. Larangan: - Tanpa deteksi untuk beberapa unsur, mis. oksigen - Deteksi yang terlalu sensitive untuk beberapa unsur, mis. 1% klorin memenuhi detektor Pengukuran volume non-integral - Lapisan material harus dimodelkan - Perubahan % dari lapisan akan mengurangi akurasi -Pengaruh kelembaban XRF Tabung sinar X - Usia sekitar 6 tahun - Tanpa biaya pembuangan - Biaya pemeliharaan rendah Energi Sinar X rendah - Perlindungan yang sederhana - Perizinan mudah karena radiasi rendah Mengukur semua unsur dengan Z > 10 Pengukuran permukaan, - Permukaan harus bersifat mewakili - Pengaruh kelebaban lemah pada unsur rendah seperti Na hingga Si 4

5 Tergantung pada beban (Pada sabuk, beban di bawah volume saturasi) - Kelebihan beban - dikurangi akurasi - Kekurangan beban - dikurangi akurasi Diperlukan sampel berukuran besar untuk kalibrasi statis Tidak tergantung pada beban Sampel berukuran kecil untuk kalibrasi statis Akurasi tinggi (tergantung pada aplikasi) Akurasi tinggi (tergantung pada aplikasi) Tabel 1: Perbandingan antara PGNAA dan XRF Metode XRF memberikan informasi yang mirip seperti yang diberikan oleh sistem PGNAA. (Prompt Gamma Neutron-Activated Analysis) untuk semua unsur dengan nomor atom >10. Namun, biaya investasi dan pemeliharaan alat analisa PGNAA jauh lebih tinggi daripada perangkat OXEA. (sumber kalifornium harus ditukar setiap dua tahun) Tabel 1 menunjukkan perbedaan dasar antara teknologi XRF dan PGNAA. Metode yang digunakan untuk merek produk OXEA memiliki banyak paten atau diaplikasikan sebagai paten. OXEA 1000 hingga OXEA 3000 Instrumen OXEA 1000 hingga OXEA 3000 adalah produk-produk dari merek OXEA seri ribuan. Diperlukan jarak konstan kira-kira mm antara detektor dan permukaan produk. Dengan ini, diperlukan permukaan yang halus dan oleh karena itu ukuran partikel maksimal terbatas pada sekitar 50 mm (2") dan rata-ratanya terbatas pada <25 mm (<1"). Untuk memenuhi jarak tersebut pada sabuk berjalan dengan beban yang bervariasi, alat analisa XRF dipasang pada sebuah papan luncur, yang meluncur pada permukaan produk (Gambar 4). Jika perlu, permukaan material harus diratakan, sehingga papan luncur berjalan lancar. 5

6 Gambar 4: Pemasangan papan luncur pada sabuk utama Jika kondisi ini tidak dapat dicapai di sabuk utama, instrumen akan dipasang di sabuk bypass. Bahan sampel, yang diambil dari aliran utama dihancurkan dan material tersebut disiapkan pada sabuk bypass untuk mendapatkan kondisi pengukuran yang optimal. Gambar 5 menunjukkan OXEA 3000 pada sabuk bypass. Di sini, ketebalan lapisan konstan dijamin oleh sebuah pengeruk (scraper). Instrumen ini dipasang dalam posisi tetap pada sabuk. Tentu saja, papan luncur juga dapat dipasang pada sabuk bypass. Gambar 5: OXEA 3000 pada sabuk bypass Dalam Gambar 6, prinsip pengukuran dari OXEA 1000 ditampilkan sebagai instalasi bypass. Alat bajak (plough) menghasilkan ketebalan lapisan yang konstan dan permukaan yang rata. Sensor Unit dengan tabung Sinar-X dan detektor dipasang di atas sabuk berjalan. Dalam Unit Penyuplai Tegangan Tinggi, dihasilkan Tegangan Tinggi untuk tabung Sinar-X. Di sini, juga dilakukan sirkuit keselamatan dan perutean (routing) beberapa sinyal. Sinyal detektor dihubungkan ke alat analisa MCA multi saluran. Sensor material mendeteksi adanya material dan mematikan pengukuran apabila sabuk kosong. Instalasi opsional pengukur kelembaban microwave PMD 2450 memungkinkan penentuan kadar air dan nilai kalor batu bara. Sinyal output dari PMD 2450 dan MCA dihubungkan ke PC melalui hubungan serial (antarmuka RS 232 atau RS 422/485). PC dapat dihubungkan ke PLC melalui Modbus, Profibus, dll untuk mentransfer hasil akhir. 6

7 Gambar 6: Prinsip pengukuran produk OXEA 1000 Tiga versi yang tersedia dalam produk OXEA seri ribuan: OXEA 1000 Pengukur Abu (Ashmeter), Alat Analisa Saluran Tunggal (Single Channel) OXEA 1000 adalah pengukur abu dengan kompensasi besi dan kalsium internal. Selain sinyal hambur balik (backscatter), sinyal XRF juga digunakan untuk meningkatkan akurasi, terutama untuk mengkompensasi variasi kandungan besi dan kalsium pada abu. Keakuratan yang diperoleh jauh lebih tinggi daripada dengan metode Dual Energy. Untuk aplikasi non-batu bara, OXEA 1000 memungkinkan pengukuran saluran tunggal, yaitu deteksi satu unsur. OXEA 2000 Alat Analisa Abu and Sulfur OXEA 2000 memungkinkan penentuan sulfur di samping kandungan abu. Pengaturan pengukuran dan kondisi instalasi sama seperti OXEA Untuk aplikasi non-batu bara, OXEA 2000 memungkinkan pengukuran dua saluran, yaitu deteksi dua unsur. OXEA 3000 Alat Analisa Elemental Selain kandungan abu dan sulfur, OXEA 3000 memungkinkan penentuan komposisi unsur pada abu untuk semua unsur dengan nomor atom >10. Pada kasus-kasus tertentu, natrium juga dapat ditentukan. Pengukurannya juga mencakup unsur jejak (trace) seperti As, Hg, dan Pb. Batas deteksi tergantung pada matriks dan harus dibuktikan dalam kasus-kasus tertentu dan biasanya dalam kisaran ppm. Selanjutnya, OXEA 3000 memungkinkan penentuan parameter batu bara tertentu lainnya, seperti volatil dan fusi abu, dan pembedaan antara batu bara dengan asal yang berbeda-beda atau jika terdapat material lain pada sabuk sebagai kokas, bensin kokas, atau ampas bijih (slag). Untuk aplikasi non-batu bara, OXEA 3000 memungkinkan pengukuran multi-channel, yaitu deteksi unsur dengan jumlah yang tidak terbatas. 7

8 Pengaturan pengukuran dan kondisi instalasi sama pada seluruh OXEA seri ribuan. OXEA atline Instrumen OXEA 1000 hingga OXEA 3000 juga tersedia dalam versi atline untuk pengukuran di luar sabuk konveyor (offline) dengan cepat. Hasil pengukuran tersedia dalam waktu 2-3 menit. Lisensi sebagai sistem yang sepenuhnya tertutup diterapkan. Dengan lisensi ini, OXEA atline (Gambar 7) dapat digunakan tanpa lisensi individu dan tanpa petugas proteksi radiasi. Gambar 7: OXEA atline OXEA 500 Alat Analisa diatas sabuk konveyor OXEA 500 mengukur material tanpa kontak dengan ukuran partikel <75 mm -100 mm (3"- 4") langsung pada sabuk utama tanpa sistem pengambilan sampel dan sabuk bypass. Unsur dengan nomor atom Z >19 dapat ditentukan. Gambar 8 menunjukkan prinsip pengukuran lini OXEA 500. Sensor dipasang di atas sabuk yang berjalan dalam jarak antara 8 dan 25 cm. Sebuah pembatas untuk memotong ketebalan lapisan maksimal dan sebuah pengeruk (scraper) untuk menghaluskan permukaan material sebelum titik pengukuran merupakan hal yang menguntungkan. Jarak ditentukan dengan sensor ultrasonik untuk kompensasi jarak pada sinyal pengukuran. 8

9 Gambar 8: Prinsip pengukuran OXEA 500 Instrumen ini tersedia dalam dua versi: OXEA Pengukur Abu diatas Sabuk Konveyor / Alat Analisa Unsur Saluran Tunggal Kadar abu ditentukan dengan menggunakan teknik hambur balik (backscatter) dalam kombinasi dengan pengukuran fluoresens Sinar X untuk kompensasi besi dan kalsium. Sebagai sumber, tabung Sinar X digunakan. Karena hanya unsur dengan nomor atom >19 yang dapat diukur, sulfur tidak dapat dideteksi. Untuk aplikasi non-batu bara, OXEA memungkinkan pengukuran saluran tunggal, yaitu deteksi satu elemen dengan nomor atom Z >19. OXEA Pengukur Abu diatas Sabuk Konveyor / Alat Analisa Unsur Multi Saluran Selain kadar abu, OXEA memungkinkan penentuan konsentrasi unsur dengan nomor atom >19. Pengukuran unsur jejak (trace) seperti As, Hg, dan Pb juga dapat dilakukan. OXEA 600 (GTA 3000): Alat Analisa XRF Transmisi-Gamma diatas Sabuk Konveyor Permukaan yang kasar pada material mengurangi keakuratan metode backscatter. Untuk aplikasi tersebut, dikembangkanlah OXEA 600 (GTA 3000), yang menggabungkan metode gamma-transmisi dual-energi dari GTA dengan metode XRF diatas sabuk konveyor dari OXEA 500. Gambar 9 menunjukkan prinsip pengukuran dari OXEA 600/GTA Di bawah sabuk yang berlawanan dengan tabung Sinar X, dipasang sebuah detektor, yang mengukur transmisi Sinar X menurut GTA Tentu saja, sumber tambahan Am-241 juga dapat digunakan sebagai sumber untuk pengukuran transmisi menurut GTA Saluran transmisi Cesium dari seri GTA juga merupakan bagian dari sistem ini. Dalam prinsip pengukuran pada Gambar 9, sinyal ini juga digunakan untuk kompensasi jarak pada pengukuran XRF. Hal ini dapat dilakukan jika kepadatan materialnya konstan. Sebagai alternatif, juga dapat digunakan sensor jarak tambahan ultrasonik, seperti yang ditunjukkan 9

10 dalam skema dari OXEA 500. OXEA 500 benar-benar merupakan bagian dari OXEA 600. Gambar 9: Prinsip pengukuran dari OXEA 600 (GTA 3000) Akibat dari kombinasi ini, keterbatasan keduanya GTA dan OXEA 500 harus dipertimbangkan: Ketebalan lapisan minimal adalah 5 cm. Ketebalan lapisan maksimal adalah, tergantung pada sumber transmisi gamma energi rendah, antara 15 dan 25 cm. Jarak antara detektor XRF dan permukaan material adalah antara 7 dan 25 cm. Ukuran partikel terbatas pada < mm (3-4 ). Instrumen ini tersedia dalam dua versi. OXEA Pengukur Abu diatas Sabuk Konveyor Kandungan abu ditentukan dengan menggunakan teknik transmisi energi gamma dual energi yang dikombinasikan dengan pengukuran fluoresensi Sinar X untuk kompensasi besi dan kalsium. Sebagai sumber energi tinggi, digunakan Cs-137. Sebagai sumber energi rendah, dapat dipilih antara Am-241 dan tabung Sinar X. Karena hanya unsur-unsur dengan nomor atom >19 yang dapat diukur, sulfur tidak dapat dideteksi OXEA Pengukur Abu diatas Sabuk Konveyor / Alat Analisa Unsur Multi Saluran Selain kandungan abu, OXEA 600-3/GTA 3000 memungkinkan untuk menentukan konsentrasi unsurunsur dengan nomor atom >19. Sebuah pengukuran unsur jejak (trace), seperti As, Hg, dan Pb juga dapat dilakukan dalam batas deteksi. Kandungan Kelembaban dan Nilai Kalori Salah satu pengukur abu yang dikombinasikan dengan pengukur kelembaban microwave PMD 2450 tersebut memungkinkan untuk menentukan kandungan kelembaban dan nilai kalori batu bara Tabel berikut memberikan sebuah gambaran dari Berbagai Model Pengukur Abu Online Indutech 10

11 Tinjauan dari Pengukur Abu Indutech Tipe Prinsip Pengukuran Parameter yang Diukur Keuntungan Batasan GTA Transmisi Gamma Dual Energi dengan kandungan abu tanpa kontak partikel < 300 mm Cs-137 dan Am-241 sebagai sumber rendah biaya pengaruh dari komposisi elemental GTA Transmisi Gamma Dual Energi dengan kandungan abu tanpa kontak partikel < 300 mm Cs-137 dan sebuah tabung Sinar X sebagai sumber keakuratan meningkat dibandingkan dengan GTA pengaruh dari komposisi elemental GTA 2000 Transmisi Gamma Triple Energi dengan kandungan abu tanpa kontak partikel < 300 mm Cs-137, Am-241 dan tabung Sinar X kompensasi besi unsur-unsur lain seperti Ca harus konstan OXEA XRF / pengukur abu pada sabuk dengan backscatter kandungan abu tanpa kontak partikel < mm ( 3-4 ) 2 paten menunggu kompensasi dari komposisi abu elemental jarak ke permukaan mm OXEA XRF / pengukur abu pada sabuk dengan backscatter kandungan abu tanpa kontak partikel < mm ( 3-4 ) 2 paten menunggu komposisi unsur abu untuk elemen kompensasi dari komposisi abu elemental jarak ke permukaan mm GTA / OXEA paten menunggu Transmisi Gamma Dual Energi + OXEA 500 kandungan abu tanpa kontak kompensasi dari komposisi abu elemental keakuratan meningkat dibandingkan dengan OXEA partikel < mm ( 3-4 ) jarak ke permukaan mm GTA / Transmisi Gamma Dual Energi + OXEA 500 kandungan abu tanpa kontak partikel < mm ( 3-4 ) OXEA komposisi unsur abu untuk elemen dengan Z kompensasi dari komposisi abu elemental jarak ke permukaan mm 3 paten menunggu > 19 (Potassium) keakuratan meningkat dibandingkan dengan OXEA OXEA 1000 dipatenkan 3 paten menunggu XRF / backscatter kandungan abu unsur-unsur dengan Z > 10 kompensasi dari komposisi abu elemental keakuratan terbaik Ukuran partikel maks. < 50 mm, rata-rata< 25 mm jarak ke permukaan ~20 mm aplikasi papan luncur atau sabuk bypass OXEA 2000 XRF / backscatter abu kompensasi dari komposisi abu elemental Ukuran partikel maks. < 50 mm, rata-rata < 25 dipatenkan sulfur keakuratan terbaik mm 3 paten menunggu unsur-unsur dengan Z > 10 jarak ke permukaan ~20 mm OXEA 3000 XRF / backscatter abu, sulfur, volatil, kompensasi dari komposisi abu elemental Ukuran partikel maks.< 50 mm, rata-rata< 25 mm dipatenkan fusi abu, tipe pengenalan (recognition) keakuratan terbaik jarak ke permukaan ~20 mm 3 paten menunggu komposisi abu elemental (Z > 10) aplikasi papan luncur atau sabuk bypass Semua pengukur abu dapat dilengkapi dengan pengukur kelembaban Microwave PMD 2450 kami untuk menentukan Kandungan kelembaban dan Nilai Kalori di samping Kandungan Abu. OXEA 1000 hingga OXEA 3000 dapat dkirimi: sebagai versi atline untuk mengukur sampel dalam laboratorium atau di lapangan dalam 3 menit dengan pilihan pengenalan (recognition) tipe dan perpindahan secara otomatis parameter kalibrasi 11

12 Alat Pengukur untuk Industri Batu Bara dan Mineral pengukuran dilakukan pada: Sabuk konveyor utama Sabuk konveyor bypass atline (dekat dengan proses) Keuntungan-keuntungan dari Alat Analisa XRF Elemental OXEA online Prosedur lisensi rendah Tanpa biaya untuk pembuangan limbah nuklir Biaya perawatan rendah Pemeliharaan jarak jauh Fungsi pengecekan sendiri dengan transfer data ke PLC Pemantauan data dan transfer data ke PLC secara terus-menerus Parameter pengukuran yang tersedia Kandungan abu Kandungan sulfur Unsur jejak (race), misalnya arsenik Komposisi unsur lengkap pada abu Fusi abu Volatil Nilai kalori Pengenalan (recognition) jenis batu bara yang berbeda Penentuan batu bara / kokas / ampas bijih (slag) / kokas petroleum komposisi unsur pada mineral komposisi unsur pada suhu tinggi, misalnya converter debu sampai dengan 350 C Keuntungan-keuntungan dari PMD Precision Microwave Detector Pengukuran kelembaban secara online tanpa kontak yang akurat Tanpa sumber nuklir pada sebagian besar aplikasi Pengumpulan data selama 1 tahun Data pemantauan dan transfer data ke PLC terus-menerus Parameter pengukuran yang tersedia Kelembaban Kepadatan / konsentrasi lumpur Karbon dalam abu terbang Anda akan menemukan pengukuran InduTech di Tambang Pembangkit listrik dengan tenaga batu bara Pabrik kokas Pabrik persiapan Pabrik baja Industri semen Lainnya Kontrol proses InduTech GmbH memegang hak paten eksklusif untuk teknologi yang digunakan untuk pengukuran XRF secara online 12