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).

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

Gambar 1 : Skema metode energy rangkap dua (dual energy)

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 1000-1 Energi Rangkap Dua (Dual Energy) dengan Am dan Cs GTA 1000-1 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 1000-2 Energi Rangkap Dua (Dual Energy) dengan tabung Sinar X dan Cs Di GTA 1000-2, 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 1000-1 dan GTA 1000-2. 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 2000. 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.

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 XRF Sumber Californium atau tabung neutron

- Usia sekitar 2 tahun

- Biaya pembuangan - Biaya pemeliharaan yang tinggi

Tabung sinar X - Usia sekitar 6 tahun

- Tanpa biaya pembuangan

- Biaya pemeliharaan rendah �Energi neutron dan radiasi gamma tinggi

- Perlindungan yang kompleks - Perizinan sulit karena radiasi tinggi

Energi Sinar X rendah - Perlindungan yang sederhana - Perizinan mudah karena radiasi rendah

�Mengukur semua unsur. Larangan: - Tanpa deteksi untuk beberapa unsur, mis. oksigen

- Deteksi yang terlalu sensitive untuk beberapa unsur,

mis. 1% klorin memenuhi detektor

Mengukur semua unsur dengan Z > 10

Pengukuran volume non-integral - Lapisan material harus dimodelkan

- Perubahan % dari lapisan akan mengurangi akurasi -Pengaruh kelembaban

Pengukuran permukaan, - Permukaan harus bersifat mewakili

- Pengaruh kelebaban lemah pada unsur

rendah seperti Na hingga Si

5

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 10-20 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.

Tergantung pada beban

(Pada sabuk, beban di bawah volume saturasi) - Kelebihan beban - dikurangi akurasi

- Kekurangan beban - dikurangi akurasi

Tidak tergantung pada beban

Diperlukan sampel berukuran besar untuk kalibrasi

statis

Sampel berukuran kecil untuk kalibrasi statis

Akurasi tinggi (tergantung pada aplikasi) Akurasi tinggi (tergantung pada aplikasi)

Tabel 1: Perbandingan antara PGNAA dan XRF

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.

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® 1000. 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

20-200 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.

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.

9

Gambar 8: Prinsip pengukuran OXEA® 500

Instrumen ini tersedia dalam dua versi:

OXEA® 500-1 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® 500-1 memungkinkan pengukuran saluran tunggal, yaitu deteksi

satu elemen dengan nomor atom Z >19.

OXEA® 500-3 Pengukur Abu diatas Sabuk Konveyor / Alat Analisa Unsur Multi Saluran

Selain kadar abu, OXEA® 500-3 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 3000. Di bawah sabuk yang berlawanan

dengan tabung Sinar X, dipasang sebuah detektor, yang mengukur transmisi Sinar X menurut GTA

1000-2. Tentu saja, sumber tambahan Am-241 juga dapat digunakan sebagai sumber untuk

pengukuran transmisi menurut GTA 1000-1. 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

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 <75 -100 mm (3”- 4”).

Instrumen ini tersedia dalam dua versi.

OXEA® 600-1 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® 600-3 Pengukur Abu diatas Sabuk Konveyor / Alat Analisa Unsur Multi Saluran

Selain kandungan abu, OXEA® 600-3/GTA 3000 memungkinkan untuk menentukan konsentrasi unsur-

unsur 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

11

Tinjauan dari Pengukur Abu Indutech

Tipe Prinsip Pengukuran Parameter yang Diukur Keuntungan Batasan

GTA 1000-1 Transmisi Gamma Dual Energi dengan

Cs-137 dan Am-241 sebagai sumber

kandungan abu tanpa kontak

rendah biaya

partikel < 300 mm

pengaruh dari komposisi elemental

GTA 1000-2 Transmisi Gamma Dual Energi dengan

Cs-137 dan sebuah tabung Sinar X sebagai sumber

kandungan abu tanpa kontak

keakuratan meningkat dibandingkan dengan GTA 1000-1

partikel < 300 mm

pengaruh dari komposisi elemental

GTA 2000 Transmisi Gamma Triple Energi dengan

Cs-137, Am-241 dan tabung Sinar X

kandungan abu tanpa kontak

kompensasi besi

partikel < 300 mm

unsur-unsur lain seperti Ca harus konstan

OXEA 500-1

2 paten menunggu

XRF / pengukur abu pada sabuk dengan backscatter kandungan abu tanpa kontak

kompensasi dari komposisi abu elemental

partikel < 75-100 mm ( 3” - 4” )

jarak ke permukaan 70 - 230 mm

OXEA 500-3

2 paten menunggu

XRF / pengukur abu pada sabuk dengan backscatter kandungan abu

komposisi unsur abu untuk elemen

dengan Z > 19 (Potassium)

tanpa kontak

kompensasi dari komposisi abu elemental

partikel < 75-100 mm ( 3” - 4” )

jarak ke permukaan 70 - 230 mm

GTA 3000-1 /

OXEA 600-1

3 paten menunggu

Transmisi Gamma Dual Energi + OXEA 500 kandungan abu tanpa kontak

kompensasi dari komposisi abu elemental keakuratan

meningkat dibandingkan dengan OXEA 500-1

partikel < 75-100 mm ( 3” - 4” )

jarak ke permukaan 70 - 230 mm

GTA 3000-3 /

OXEA 600-3

3 paten menunggu

Transmisi Gamma Dual Energi + OXEA 500 kandungan abu

komposisi unsur abu untuk elemen dengan Z

> 19 (Potassium)

tanpa kontak

kompensasi dari komposisi abu elemental

keakuratan meningkat dibandingkan dengan OXEA 500-3

partikel < 75-100 mm ( 3” - 4” )

jarak ke permukaan 70 - 230 mm

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

dipatenkan

3 paten menunggu

XRF / backscatter abu

sulfur

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

OXEA 3000

dipatenkan

3 paten menunggu

XRF / backscatter abu, sulfur, volatil,

fusi abu, tipe pengenalan (recognition)

komposisi abu elemental (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

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

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 2450 - 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