王朋朋

（河南能源化工集團(tuán)中原大化，河南鄭州 450046）

探討近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析中的應(yīng)用

王朋朋

（河南能源化工集團(tuán)中原大化，河南鄭州 450046）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭在人們的生活以及工作的方方面面都得到了廣泛的應(yīng)用，煤炭的使用情況取決于煤炭煤質(zhì)的好壞。以往傳統(tǒng)的檢測(cè)方法具有很大的缺陷，例如，檢測(cè)過(guò)程耗費(fèi)的成本高、工作效率低下、檢測(cè)之后的后續(xù)處理工作比較繁瑣等，這就要求在煤質(zhì)分析方面需要更新升級(jí)相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)，近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析過(guò)程中的使用具有重要的意義。通過(guò)分析近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析中應(yīng)用的現(xiàn)狀，以及近紅外光譜技術(shù)運(yùn)行的前景，旨在全面地提高近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析中的全面應(yīng)用，推進(jìn)煤炭使用的效率，全面提高人們的生活水平。

近紅外光譜技術(shù)；煤質(zhì)分析；應(yīng)用分析；發(fā)展前景

煤炭是化石能源中十分重要的一種，是動(dòng)力燃料、煉焦以及在煉鋼方面的重要原材料，煤質(zhì)的好壞直接決定了煤炭的具體用途。煤炭的形成過(guò)程是復(fù)雜的生物化學(xué)過(guò)程以及物理化學(xué)變化長(zhǎng)期形成的一種可燃性的礦物質(zhì)。因?yàn)樗幍沫h(huán)境有一定的差異，煤炭形成之后會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量良莠不齊的現(xiàn)象。我國(guó)的煤炭資源十分豐富，隨著科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭汽化的技術(shù)也在不斷的完善，并且得到了較為廣泛的應(yīng)用，煤炭的使用是人們生活中所必須的能源之一，因此煤炭質(zhì)量的好壞對(duì)它的實(shí)際使用顯現(xiàn)出十分重要的地位[1]。

1 近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.1 水分檢測(cè)分析

在煤質(zhì)分析中對(duì)水分的分析是一個(gè)重要的指標(biāo)，在煤炭中水分的含量越高，就會(huì)大大降低煤炭有用成分的使用，對(duì)煤炭的加工利用方面、儲(chǔ)備方面以及運(yùn)輸過(guò)程方面都會(huì)產(chǎn)生很多不利的影響。以往對(duì)于水分的分析，通常使用通氮干燥法、空氣干燥法以及微波干燥法，但是這些方法在使用的過(guò)程中有一些明顯的缺陷，例如，檢測(cè)的周期性較長(zhǎng)、重復(fù)性較差。對(duì)于以往方式的缺陷問(wèn)題，一些研究人員在近紅外光譜技術(shù)中構(gòu)建了煤炭中的水分的測(cè)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，使用多元化的線性回歸回歸方法來(lái)有效的繪制出回歸方程。這個(gè)方程的所計(jì)算出來(lái)的預(yù)測(cè)值與人工化驗(yàn)所得的數(shù)值之間相關(guān)的系數(shù)可以達(dá)到0.97，在定標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差之間只有0.5，所以被廣泛地應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中。

1.2 全硫檢測(cè)分析

煤炭在燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些二氧化硫和部分的三氧化硫，硫的產(chǎn)生對(duì)煉焦以及燃燒都會(huì)產(chǎn)生很大的害處。二氧化硫在空氣中得到排放，對(duì)大氣環(huán)境造成了很嚴(yán)重的污染。在空氣中，三氧化硫與水蒸氣相結(jié)合會(huì)形成一種新的物質(zhì)，即硫酸蒸汽，在降雨的時(shí)候這種物質(zhì)會(huì)隨著雨水降落到土地表層，會(huì)對(duì)鋼鐵等一些物質(zhì)產(chǎn)生很大的損害。以往對(duì)煤炭中的全硫檢測(cè)是通過(guò)庫(kù)侖法、高溫燃燒中和法等一些方式進(jìn)行的，通常這些方法在具體的檢測(cè)過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷比較繁瑣的程序，進(jìn)行多種的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，但是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)是復(fù)雜多變的，對(duì)人為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生很大的影響，在檢驗(yàn)過(guò)程中使用了較多的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了很大的污染問(wèn)題。一些研究人員使用近紅外光譜技術(shù)有效的對(duì)煤炭中的硫含量進(jìn)行了測(cè)定，并發(fā)現(xiàn)了近紅外光譜技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如選擇性較高、使用過(guò)程比較迅速準(zhǔn)確，在其他的礦石中也能對(duì)硫含量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定的時(shí)間大大的縮短，提高了整個(gè)分析的效率。

近紅外光譜技術(shù)對(duì)硫含量的檢測(cè)具有很高的選擇性，使得整個(gè)檢測(cè)的結(jié)果具有較高的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。研究人員利用近紅外光譜技術(shù)對(duì)一些實(shí)驗(yàn)的樣品進(jìn)行具體分析測(cè)定，發(fā)現(xiàn)這種方法能夠有效的對(duì)煤炭的硫含量進(jìn)行檢測(cè)，并且檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性以及準(zhǔn)確性是符合我國(guó)的相應(yīng)規(guī)定的。通過(guò)研究人員的多次實(shí)驗(yàn)與測(cè)定，發(fā)現(xiàn)近紅外光譜技術(shù)對(duì)于測(cè)量煤灰中硫以及與其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較證明該方法具有很高的精確性，是符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，近紅外光譜技術(shù)的具體使用具有很高的可操作性。

1.3 氫含量檢測(cè)分析

在煤炭中氫元素是主要的有機(jī)質(zhì)成分，對(duì)煤炭中含有的氫元素含量進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定，可以有效的計(jì)算出煤炭的實(shí)際發(fā)熱量，以及在燃燒設(shè)備在實(shí)際的燃燒溫度與理論上的燃燒溫度上的熱平衡狀況。在以往測(cè)量煤炭中的氫含量的過(guò)程中一般使用三節(jié)爐法進(jìn)行具體的測(cè)量，這種方法在很大程度上具有操作復(fù)雜、儀器在余熱過(guò)程中耗時(shí)較長(zhǎng)，以及容易受到人為因素與環(huán)境因素的影響的等一些缺陷，使用這種方式在需要用到很多的化學(xué)試劑，會(huì)產(chǎn)生很多的廢棄物，對(duì)環(huán)境容易造成污染。近紅外光譜技術(shù)在實(shí)際的測(cè)量中只需要兩百到三百秒的時(shí)間，并且被測(cè)樣品的用量使用較少，具體的操作流程比較簡(jiǎn)單，耗費(fèi)的成本較低。

一些研究人員的使用近紅外光譜技術(shù)與以往使用的三節(jié)爐法的測(cè)量方法相比，具有極高的準(zhǔn)確度，并且在精確度上比三節(jié)爐法要高。研究人員通過(guò)使用T檢測(cè)法以及F檢測(cè)法對(duì)近紅外光譜技術(shù)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方式的準(zhǔn)確度進(jìn)行了仔細(xì)的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)這兩種方式的并沒(méi)有明顯的差別。通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)與對(duì)比，發(fā)現(xiàn)近紅外光譜技術(shù)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方式，在檢測(cè)結(jié)果上具有很高的準(zhǔn)確性。并且，近紅外光譜技術(shù)的與三節(jié)爐法相比，具有操作簡(jiǎn)單以及檢測(cè)過(guò)程的耗時(shí)較短、結(jié)果的準(zhǔn)確性高等一些優(yōu)勢(shì)，充分地證明了近紅外光譜技術(shù)具有較高的可行性。

2 近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析中應(yīng)用的發(fā)展

2.1 加快煤質(zhì)分析中近紅外光譜設(shè)備的研制

近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)的分析中得到廣泛的應(yīng)用，使得近紅外光譜設(shè)備也取得了一定的更新和升級(jí)，所以近紅外光譜儀就取得了快速的研制與生產(chǎn)，一般應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、制藥以及食品等方面，在煤質(zhì)分析上使用比較少，有關(guān)單位需要加快研究的步伐。

2.2 增強(qiáng)近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析上的標(biāo)準(zhǔn)編制

在我國(guó)，對(duì)煤炭分析問(wèn)題使用近紅外光譜技術(shù)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及在儀器設(shè)備上，與國(guó)外相比來(lái)說(shuō)比較落后，我國(guó)相應(yīng)的部門對(duì)近紅外光譜技術(shù)的具體使用產(chǎn)生了一定的制約作用，因此相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)積極地加強(qiáng)近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析中的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 近紅外光譜技術(shù)在其他煤炭中的檢測(cè)

近紅外光譜技術(shù)對(duì)煤炭分析有比較高的效率，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭批量的檢測(cè)，因?yàn)樵摷夹g(shù)的分析速率比較快、操作起來(lái)比較簡(jiǎn)易、檢測(cè)過(guò)程能夠重復(fù)以及檢測(cè)的結(jié)果具有很高的準(zhǔn)確性，雖然近紅外光譜技術(shù)具有這些有點(diǎn)，但是在其他煤質(zhì)分析中沒(méi)有得到相應(yīng)的應(yīng)用，研究人員應(yīng)當(dāng)全面加強(qiáng)研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在煤炭的具體生產(chǎn)與使用的過(guò)程中，要全面地檢測(cè)水分、氫的含量、工業(yè)生產(chǎn)的分析以及煤炭發(fā)熱量等各項(xiàng)指標(biāo)。通過(guò)分析近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀，以及近紅外光譜技術(shù)運(yùn)行的前景，希望能夠全面提高近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)分析中的應(yīng)用，推進(jìn)煤炭使用的效率，全面提高人們的生活水平。

[1] 高楠.論近紅外光譜技術(shù)在煤質(zhì)檢測(cè)分析中的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2016，（2）：186-187.

The Application of Near Infrared Spectroscopy in Coal Quality Analysis

Wang Peng-peng

With the development of social economy in our country，coal has been widely used in people’s life and all aspects of work.The use of coal depends on the quality of coal quality.In the past，the traditional detection method has a lot of defects，for example，the cost of testing process is high，the work efficiency is very low，the subsequent processing after testing is more cumbersome，etc.，which requires the need to update the station to upgrade the corresponding detection technology，Near-infrared spectroscopy in the use of coal quality analysis process is of great signif i cance.In this paper，the application of near infrared spectroscopy in coal quality analysis and the prospect of near infrared spectroscopy are analyzed.The aim of this paper is to improve the comprehensive application of near infrared spectroscopy in coal quality analysis，to promote the efficiency of coal use，Improve people's living standards.

near infrared spectroscopy；coal quality analysis；application analysis；development prospect

TQ533

A

1003–6490（2017）03–0166–02

2017–03–02

王朋朋（1986—），女，河南濮陽(yáng)人，助理工程師，主要從事化工分析工作。