探讨近红外光谱技术在煤质分析中的应用

王朋朋

（河南能源化工集团中原大化，河南郑州 450046）

探讨近红外光谱技术在煤质分析中的应用

王朋朋

（河南能源化工集团中原大化，河南郑州 450046）

随着我国社会经济的发展，煤炭在人们的生活以及工作的方方面面都得到了广泛的应用，煤炭的使用情况取决于煤炭煤质的好坏。以往传统的检测方法具有很大的缺陷，例如，检测过程耗费的成本高、工作效率低下、检测之后的后续处理工作比较繁琐等，这就要求在煤质分析方面需要更新升级相应的检测技术，近红外光谱技术在煤质分析过程中的使用具有重要的意义。通过分析近红外光谱技术在煤质分析中应用的现状，以及近红外光谱技术运行的前景，旨在全面地提高近红外光谱技术在煤质分析中的全面应用，推进煤炭使用的效率，全面提高人们的生活水平。

近红外光谱技术；煤质分析；应用分析；发展前景

煤炭是化石能源中十分重要的一种，是动力燃料、炼焦以及在炼钢方面的重要原材料，煤质的好坏直接决定了煤炭的具体用途。煤炭的形成过程是复杂的生物化学过程以及物理化学变化长期形成的一种可燃性的矿物质。因为所处的环境有一定的差异，煤炭形成之后会出现质量良莠不齐的现象。我国的煤炭资源十分丰富，随着科学技术以及经济的快速发展，煤炭汽化的技术也在不断的完善，并且得到了较为广泛的应用，煤炭的使用是人们生活中所必须的能源之一，因此煤炭质量的好坏对它的实际使用显现出十分重要的地位[1]。

1 近红外光谱技术在煤质分析应用的现状

1.1 水分检测分析

在煤质分析中对水分的分析是一个重要的指标，在煤炭中水分的含量越高，就会大大降低煤炭有用成分的使用，对煤炭的加工利用方面、储备方面以及运输过程方面都会产生很多不利的影响。以往对于水分的分析，通常使用通氮干燥法、空气干燥法以及微波干燥法，但是这些方法在使用的过程中有一些明显的缺陷，例如，检测的周期性较长、重复性较差。对于以往方式的缺陷问题，一些研究人员在近红外光谱技术中构建了煤炭中的水分的测验模型，使用多元化的线性回归回归方法来有效的绘制出回归方程。这个方程的所计算出来的预测值与人工化验所得的数值之间相关的系数可以达到0.97，在定标的标准差之间只有0.5，所以被广泛地应用于企业的生产过程中。

1.2 全硫检测分析

煤炭在燃烧的过程中会产生一些二氧化硫和部分的三氧化硫，硫的产生对炼焦以及燃烧都会产生很大的害处。二氧化硫在空气中得到排放，对大气环境造成了很严重的污染。在空气中，三氧化硫与水蒸气相结合会形成一种新的物质，即硫酸蒸汽，在降雨的时候这种物质会随着雨水降落到土地表层，会对钢铁等一些物质产生很大的损害。以往对煤炭中的全硫检测是通过库仑法、高温燃烧中和法等一些方式进行的，通常这些方法在具体的检测过程中会经历比较繁琐的程序，进行多种的化学实验，但是因为化学反应是复杂多变的，对人为进行实验会产生很大的影响，在检验过程中使用了较多的化学物质，对环境产生了很大的污染问题。一些研究人员使用近红外光谱技术有效的对煤炭中的硫含量进行了测定，并发现了近红外光谱技术具有很多的优点，例如选择性较高、使用过程比较迅速准确，在其他的矿石中也能对硫含量进行测定，测定的时间大大的缩短，提高了整个分析的效率。

近红外光谱技术对硫含量的检测具有很高的选择性，使得整个检测的结果具有较高的重复性和准确性。研究人员利用近红外光谱技术对一些实验的样品进行具体分析测定，发现这种方法能够有效的对煤炭的硫含量进行检测，并且检测结果的重现性以及准确性是符合我国的相应规定的。通过研究人员的多次实验与测定，发现近红外光谱技术对于测量煤灰中硫以及与其相应的标准进行比较证明该方法具有很高的精确性，是符合国家标准的，近红外光谱技术的具体使用具有很高的可操作性。

1.3 氢含量检测分析

在煤炭中氢元素是主要的有机质成分，对煤炭中含有的氢元素含量进行相应的测定，可以有效的计算出煤炭的实际发热量，以及在燃烧设备在实际的燃烧温度与理论上的燃烧温度上的热平衡状况。在以往测量煤炭中的氢含量的过程中一般使用三节炉法进行具体的测量，这种方法在很大程度上具有操作复杂、仪器在余热过程中耗时较长，以及容易受到人为因素与环境因素的影响的等一些缺陷，使用这种方式在需要用到很多的化学试剂，会产生很多的废弃物，对环境容易造成污染。近红外光谱技术在实际的测量中只需要两百到三百秒的时间，并且被测样品的用量使用较少，具体的操作流程比较简单，耗费的成本较低。

一些研究人员的使用近红外光谱技术与以往使用的三节炉法的测量方法相比，具有极高的准确度，并且在精确度上比三节炉法要高。研究人员通过使用T检测法以及F检测法对近红外光谱技术以及国家标准测量方式的准确度进行了仔细的对比，发现这两种方式的并没有明显的差别。通过一系列的实验与对比，发现近红外光谱技术与国家标准的检测方式，在检测结果上具有很高的准确性。并且，近红外光谱技术的与三节炉法相比，具有操作简单以及检测过程的耗时较短、结果的准确性高等一些优势，充分地证明了近红外光谱技术具有较高的可行性。

2 近红外光谱技术在煤质分析中应用的发展

2.1 加快煤质分析中近红外光谱设备的研制

近红外光谱技术在煤质的分析中得到广泛的应用，使得近红外光谱设备也取得了一定的更新和升级，所以近红外光谱仪就取得了快速的研制与生产，一般应用在农业、制药以及食品等方面，在煤质分析上使用比较少，有关单位需要加快研究的步伐。

2.2 增强近红外光谱技术在煤质分析上的标准编制

在我国，对煤炭分析问题使用近红外光谱技术的检测标准以及在仪器设备上，与国外相比来说比较落后，我国相应的部门对近红外光谱技术的具体使用产生了一定的制约作用，因此相关部门应当积极地加强近红外光谱技术在煤质分析中的检测标准。

2.3 近红外光谱技术在其他煤炭中的检测

近红外光谱技术对煤炭分析有比较高的效率，能够有效地实现对煤炭批量的检测，因为该技术的分析速率比较快、操作起来比较简易、检测过程能够重复以及检测的结果具有很高的准确性，虽然近红外光谱技术具有这些有点，但是在其他煤质分析中没有得到相应的应用，研究人员应当全面加强研究。

3 结束语

综上所述，在煤炭的具体生产与使用的过程中，要全面地检测水分、氢的含量、工业生产的分析以及煤炭发热量等各项指标。通过分析近红外光谱技术在煤质分析中的应用现状，以及近红外光谱技术运行的前景，希望能够全面提高近红外光谱技术在煤质分析中的应用，推进煤炭使用的效率，全面提高人们的生活水平。

[1] 高楠.论近红外光谱技术在煤质检测分析中的应用[J].能源与节能，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，河南濮阳人，助理工程师，主要从事化工分析工作。