現代儀器分析在煤炭測試中的應用及進展

李雪君中煤科工集團西安研究院有限公司

現代儀器分析在煤炭測試中的應用及進展

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基于現在越來越多的高科技儀器被有效利用在各特殊性職業當中，它們在工作中起到了關鍵性作用，我們主要研究的是現代大型分析儀器在煤炭燃燒機理中的應用現況，本文將以電鏡類，光譜類，以及煙霧分析儀器的使用作為實例。

探測儀器；高科技；煤炭燃燒

中國在世界上的煤炭生產量一直當屬第一，也是對煤炭消費第一的國家，我們對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，但是因為煤炭的品質都不盡相同，所以就針對不同的煤炭做出了不同的設備，這些設別的多樣化，造成了我國現在對煤炭燃燒的利用率低下，造成嚴重污染，所以希望通過深入的研究燃燒機理，用以改造燃燒方式與裝置，實現煤炭的清潔和高效率的燃燒利對探測儀器的發展綜合分析。就成了煤炭燃燒行業現有的重要課題。

煤炭燃燒是一個被多元化因素影響的很復雜的過程，期間就發生過氣固兩相化的化學類反應，還有過熱量傳遞和動能量傳遞方面的異常機理現象，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代化的分析測試儀或者煤炭微觀特性探測儀等實驗方式為主，隊現代化探測儀器的深入研究，對煤炭燃燒機理的研究，并且根據該領域對現代化儀器的高新要求去深入了解這些大型先進儀器，意義十分重大。

一、分析測試儀器在煤炭燃燒機理中的應用現狀

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式兩種，它的工作溫度是在幾十度量級范圍內，首先去除煙塵，由于此時的煙氣成分已經在煤炭燃燒的過程中發生了質的改變，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，并且能夠在線就進行測量，但是就對煤炭燃燒機理中間產物的關注來講，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，它對樣本的溫度，含塵量等都要求十分嚴格，實際上卻無法進行實時監測，在對煤炭快速裂解特性研究的時候，利用氣相色譜對所收集的氣體中的各成分進行分析檢測。

1.3 質譜儀

質譜儀是利用電子轟擊的方式來對檢測物質進行物電離的檢測，然后將離子按荷質比進行分離檢測，在煤炭燃燒機理中，不用進行在線的實時監測時，一般情況下質譜儀和色譜儀聯合使用的，這樣就使色譜儀分離的高效性和高選擇性得到了發揮，又可以對質譜儀的高堅定性進行利用，實現對物質的快速分析。

1.4 熱量分析儀

熱量分析儀是在控制高溫的情況下，測量溫度和時間的變化關系的一種儀器，熱分析曲線可以進行詳細實時的描述煤炭燃燒中的水分蒸發及揮發，還能監測燃燒和燃燒殆盡各個階段的質量變化和應用規律，實時失重曲線還能檢測出著火的特征和溫度，反應出燃燒劇烈的原因，對某些時刻下發生的溫度進行分析，但是弊端是與大多數燃燒工況下的炫富狀態存在著本質上的不同，所以熱重分析的測量結果僅僅可以當作定性研究來考量，所以沒辦法滿足煤炭燃燒機理中定量研究的考求。

二、分析測試儀器的應用法則

原子吸收光譜法，原子發射光譜法，核物理方法。射線熒光分析法等這幾種法則是煤炭燃燒機理中分析儀器會經常用到的幾種應用原理和法則。

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

核物理方法在中子活化，質子活化，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，它的優點是對樣品制備要求不嚴格，快巡，簡便，可以同時分析多種元素等都是它的優勢，xrf對灰飛進行快速測定，同時又分析了24種之多的元素，結果精準。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，但多數測定基本一致。

三、樣品處理

近年來我國已經開始采用微波來處理煤炭樣品，節省藥品，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點。還可以調節微波的一些功率，從而獲得良好的效果，并且它測試的準確度也是極高的。

總結

迄今為止，煤炭仍然作為世界的主要能源，這種情況還會維持很長一段時間，由于成煤的地址條件需要極其復雜的多元化空間，且需要一定的特殊環境和很長的形成周期，所以在產生煤的同時會產生許多的與煤共同生長的有害物質，對煤的利用過程中對環境的嚴重污染，引起了各國的重視關注，所以我們利用探測儀器去對煤中的有害物質的探測就顯的極為重要，研究生態平衡，致力于現代儀器的分析研究，我們的責任不可怠慢。

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