论文部分内容阅读
煤炭作为我国比重第一的一次能源,其地位十分重要。发展煤质成分的快速在线检测,对燃煤工厂降本增效,指导运行,改进生产工艺等有重大意义。激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是基于等离子体发射光谱的定性定量分析技术。因其可以同时快速检测多种元素且样品制备简单,已被应用于煤质检测领域,然而与电厂实际在线应用还有很大距离。为加速LIBS煤质在线检测技术的实用化,从LIBS与煤粉颗粒流作用的特点着手,研究内容与成果如下:1)考虑到实际工业入炉煤粉的状态,搭建模拟气力输送的实验平台,详细介绍主要实验装置及样品配备方法。2)根据煤粉颗粒流LIBS光谱特征对光谱数据进行预处理。首先对无效光谱、异常大和异常小的数据筛选剔除。然后应用遗传算法来减小光谱谱线重叠干扰。实验通过对278~288nm波段的重叠光谱进行分解、拟合,得到波峰位置为297.55nm、280.21nm、285.1nm。最后利用设计的谱线归属原则,对以上特征谱线进行了元素归属识别,其对应元素是Mg、Mg、Si。3)煤粉特性对分析结果的影响及工业指标的定量分析。建立元素特征谱线强度与煤粉颗粒物粒径的模型,明确颗粒物粒径大小对分析结果的影响,得出煤粉粒径越小,等离子体温度,电子密度越高。选择适当的煤粉粒径不仅可以提高光谱强度而且更有利于检测样品中含量低的元素。在以上基础上建立多元线性回归分析模型,对煤质成分的工业指标进行定量分析。结果显示,灰分、挥发分、固定碳的拟合优度值分别为0.988、0.961、0.969,REMS分别为0.085%、0.092%和0.12%。由此可以看出利用多元回归对煤粉工业指标的定量分析是可行的。通过上述研究,提高了LIBS检测煤粉成分的精度,为LIBS技术真正用于工业现场煤质在线检测,实现实时在线分析提供依据。