現(xiàn)代儀器分析在煤炭測試中的應(yīng)用及進(jìn)展

李雪君中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司

現(xiàn)代儀器分析在煤炭測試中的應(yīng)用及進(jìn)展

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基于現(xiàn)在越來越多的高科技儀器被有效利用在各特殊性職業(yè)當(dāng)中，它們在工作中起到了關(guān)鍵性作用，我們主要研究的是現(xiàn)代大型分析儀器在煤炭燃燒機(jī)理中的應(yīng)用現(xiàn)況，本文將以電鏡類，光譜類，以及煙霧分析儀器的使用作為實(shí)例。

探測儀器；高科技；煤炭燃燒

中國在世界上的煤炭生產(chǎn)量一直當(dāng)屬第一，也是對(duì)煤炭消費(fèi)第一的國家，我們對(duì)煤炭的使用方式中僅直接燃燒就占了總比例的百分之八十多，但是因?yàn)槊禾康钠焚|(zhì)都不盡相同，所以就針對(duì)不同的煤炭做出了不同的設(shè)備，這些設(shè)別的多樣化，造成了我國現(xiàn)在對(duì)煤炭燃燒的利用率低下，造成嚴(yán)重污染，所以希望通過深入的研究燃燒機(jī)理，用以改造燃燒方式與裝置，實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔和高效率的燃燒利對(duì)探測儀器的發(fā)展綜合分析。就成了煤炭燃燒行業(yè)現(xiàn)有的重要課題。

煤炭燃燒是一個(gè)被多元化因素影響的很復(fù)雜的過程，期間就發(fā)生過氣固兩相化的化學(xué)類反應(yīng)，還有過熱量傳遞和動(dòng)能量傳遞方面的異常機(jī)理現(xiàn)象，目前，我國煤炭研究所利用和借助的主要途徑是借用一些現(xiàn)代化的分析測試儀或者煤炭微觀特性探測儀等實(shí)驗(yàn)方式為主，隊(duì)現(xiàn)代化探測儀器的深入研究，對(duì)煤炭燃燒機(jī)理的研究，并且根據(jù)該領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)代化儀器的高新要求去深入了解這些大型先進(jìn)儀器，意義十分重大。

一、分析測試儀器在煤炭燃燒機(jī)理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 煙霧分析儀

顧名思義，煙霧分析儀器是用來測量煙氣中的多種氣體成分和含量的，主要是由紅外式和電化學(xué)式兩種，它的工作溫度是在幾十度量級(jí)范圍內(nèi)，首先去除煙塵，由于此時(shí)的煙氣成分已經(jīng)在煤炭燃燒的過程中發(fā)生了質(zhì)的改變，所以煙霧探測儀一般都是作為最終氣體的分析探測為主要形式所存在的。

雖然煙霧探測儀的使用范圍比較廣泛，并且能夠在線就進(jìn)行測量，但是就對(duì)煤炭燃燒機(jī)理中間產(chǎn)物的關(guān)注來講，該儀器仍然存在先天性局限。

1.2 色譜儀

色譜儀是用來分離檢測原理的測試儀器，一般是用來測試煙氣成分，但是它的屬性接近于煙氣分析儀，它對(duì)樣本的溫度，含塵量等都要求十分嚴(yán)格，實(shí)際上卻無法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，在對(duì)煤炭快速裂解特性研究的時(shí)候，利用氣相色譜對(duì)所收集的氣體中的各成分進(jìn)行分析檢測。

1.3 質(zhì)譜儀

質(zhì)譜儀是利用電子轟擊的方式來對(duì)檢測物質(zhì)進(jìn)行物電離的檢測，然后將離子按荷質(zhì)比進(jìn)行分離檢測，在煤炭燃燒機(jī)理中，不用進(jìn)行在線的實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí)，一般情況下質(zhì)譜儀和色譜儀聯(lián)合使用的，這樣就使色譜儀分離的高效性和高選擇性得到了發(fā)揮，又可以對(duì)質(zhì)譜儀的高堅(jiān)定性進(jìn)行利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的快速分析。

1.4 熱量分析儀

熱量分析儀是在控制高溫的情況下，測量溫度和時(shí)間的變化關(guān)系的一種儀器，熱分析曲線可以進(jìn)行詳細(xì)實(shí)時(shí)的描述煤炭燃燒中的水分蒸發(fā)及揮發(fā)，還能監(jiān)測燃燒和燃燒殆盡各個(gè)階段的質(zhì)量變化和應(yīng)用規(guī)律，實(shí)時(shí)失重曲線還能檢測出著火的特征和溫度，反應(yīng)出燃燒劇烈的原因，對(duì)某些時(shí)刻下發(fā)生的溫度進(jìn)行分析，但是弊端是與大多數(shù)燃燒工況下的炫富狀態(tài)存在著本質(zhì)上的不同，所以熱重分析的測量結(jié)果僅僅可以當(dāng)作定性研究來考量，所以沒辦法滿足煤炭燃燒機(jī)理中定量研究的考求。

二、分析測試儀器的應(yīng)用法則

原子吸收光譜法，原子發(fā)射光譜法，核物理方法。射線熒光分析法等這幾種法則是煤炭燃燒機(jī)理中分析儀器會(huì)經(jīng)常用到的幾種應(yīng)用原理和法則。

AAS已經(jīng)被廣泛使用到煤的灰分組成上，許多國家都已經(jīng)把該法則列入國家標(biāo)準(zhǔn)測定方法中，由于對(duì)測定方法的敏靈度需要提高，清楚干擾，使測定的結(jié)果更為可靠，許多研究人員已經(jīng)把注意力轉(zhuǎn)移到對(duì)集體的改進(jìn)上了。在原子發(fā)射光譜法上，很多研究人員則用感應(yīng)耦合等離子體發(fā)射光譜法來進(jìn)行對(duì)煤炭的探測工作，用以探測煤灰中的多種元素，取得了較好的進(jìn)展。

核物理方法在中子活化，質(zhì)子活化，Y射線等核物理方法用于煤的測試上與日俱增。最后來說一下射線熒光分析法，它的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)樣品制備要求不嚴(yán)格，快巡，簡便，可以同時(shí)分析多種元素等都是它的優(yōu)勢，xrf對(duì)灰飛進(jìn)行快速測定，同時(shí)又分析了24種之多的元素，結(jié)果精準(zhǔn)。不同灰化上的檢測方式差異性較大，xrf與icp-aes相比，后者的檢測值偏高，但多數(shù)測定基本一致。

三、樣品處理

近年來我國已經(jīng)開始采用微波來處理煤炭樣品，節(jié)省藥品，能控制酸霧，可以減少被測成分的損失污染，能將煤炭樣本至于能被微波穿透的非金屬材料容器中等等，這些都是微波處理煤樣的優(yōu)點(diǎn)。還可以調(diào)節(jié)微波的一些功率，從而獲得良好的效果，并且它測試的準(zhǔn)確度也是極高的。

總結(jié)

迄今為止，煤炭仍然作為世界的主要能源，這種情況還會(huì)維持很長一段時(shí)間，由于成煤的地址條件需要極其復(fù)雜的多元化空間，且需要一定的特殊環(huán)境和很長的形成周期，所以在產(chǎn)生煤的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多的與煤共同生長的有害物質(zhì)，對(duì)煤的利用過程中對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，引起了各國的重視關(guān)注，所以我們利用探測儀器去對(duì)煤中的有害物質(zhì)的探測就顯的極為重要，研究生態(tài)平衡，致力于現(xiàn)代儀器的分析研究，我們的責(zé)任不可怠慢。

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