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近红外光谱分析技术在煤质检测中的应用

近红外光谱分析技术在入炉煤煤质
在线检测中的应用
一.煤质分析的意义:
煤炭在我国占一次能源消费的68%,大部分用于发电或燃煤锅炉,在热电厂的成本核算中,燃料消耗占到成本的70%左右。

充分了解当前燃煤质量,可以有效的提高锅炉燃烧效率、提升企业经济效益,同时还可以减少炉受热面结焦、积灰等情况,极大的提高锅炉运行的安全性。

二.煤质分析现状:
国内企业目前多采用传统的煤质分析方法,主要测定灰分、水分、发热量等指标,分析精度高,但检测周期长,严重滞后于当前生产,只能进行抽检,不能实时指导生产。

国内还有少量企业使用γ射线来分析煤质,实时性较好,但由于采用辐射源,给工作人员和企业带来了很大的安全隐患,并且价格昂贵,增大了企业的成本负担。

国外相关企业普遍采用近红外光谱技术来分析煤质,实时性好、精确度高、无安全隐患、成本适中。

三.近红外光谱技术检测煤质:
1.近红外光谱的原理:
近红外波长范围为780~2526nm,当近红外光照射到对于含氢基团X—H(X=C、N、O)的物质上时,组成物质的化学键就会吸收一定波长的特征波,吸光度与成分的含量大小有关,而煤炭中燃烧成分主要是含氢基团,正适用于近红外技术。

2.建立近红外模型:
近红外技术是二次测量方法,通过取样,测量样品的近红外光谱、并用
传统分析方法得到该样品的灰分、发热量、水分等含量,通过算法建立光谱与成分和含量之间的联系(模型)。

3.在线实时测量:
近红外仪器安装在入炉煤传送皮带上方,采集皮带上当前煤炭的近红外光谱,通过近红外模型,使用化学计量学方法分析光谱,即可获得该煤炭的灰分、发热量、水分等含量信息。

4.技术特点:
●分析速度快,分析效率高:不到1分钟就可以采集一次光谱,并同时得到
多个组分的性质和含量数据。

●安装方便:采用非接触的方式进行检测,可以根据生产线的工况采用俯
视、仰视、侧视等方式进行安装。

比如安装在入炉煤传送皮带上方。

●适应复杂环境:仪器具有防尘、防水、防暴等多种特点。

●运行成本低:近红外仪器自动化程度非常高,日常运行中基本不需要维
护人员,没有消耗品,不产生运行费用。

●样品不需要预处理,不需要使用化学试剂,不会产生化学、生物或电磁
污染。

●安全性:近红外仪器使用的是近红外光,没有高温、高压、辐射、易燃
品等构件,保证人员、设备和生产环境的安全。

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