近红外光谱技术在煤质分析中的应用及展望

石洁

摘要：煤炭是我国的重要能源之一，每年都需要消耗掉大量的煤炭，而煤炭的性能和用途则与煤质有着十分密切的关系。但是在以往的传统的煤质检测和分析的方法，存在较多的弊端，而近红外光谱技术在煤质分析中则发挥出来良好的应有价值。本文基于这一观点，将重点分析和阐述近红外光谱技术在煤质分析中的具体应用和未来发展展望。

关键词：近红外光谱技术;煤质分析;应用

引言：煤作为一种重要的化石能源，所以煤的应用范围较为广泛，而煤质的好坏则会直接影响煤炭的具体用途。所以为了保障煤炭使用的科学性和减少煤炭资源的浪费，需要对煤质分析检测技术进行深层次的探究。

1.近红外光谱技术在煤质分析中的具体应用

1.1水分检测

水分是煤炭介质中的重要的指标之一，如果煤炭中的水分含量较高，其煤炭中的无用成分则越多，基于此，需要对煤炭进行加工和干燥处理，不然煤炭中的含水量较高，会给后续的煤炭的储存和运输带来较大的困难。而较为传统的水分检测和分析的方式主要有空气干燥法和微波干燥法。但是这些处理方法由于其技术上的存在不足，所以这些检测方法的弊端也十分的明显，都具备的检测的周期过长和重复性较差等弊端。而近红外光谱技术则可以弥补以上检测技术的不足，具有一个检测煤炭中水分的测定模型，并且还可以利用多元线性回归的方法绘制出回归方程。这种检测中技术的应用到的回归方程的预测数值与人工进行化验的数值之间的相关系数的可以达到0.97，而且標准差之前的数据差距也较小，完全符合国际上的关于重复性的数值规定。基于近红外光谱技术的优越性能，已经被多家的企业应用到实际工作中。而近红外光谱技术不仅可以进行水分检测，这种方法也可以进行较为准确的预测工作，对煤中的水分进行预测。

1.2全硫检测

硫是一种有害物质，不仅对人体有害，在煤炭的燃烧的过程中，会产生大量的二氧化硫和少量的三氧化硫，而燃烧产生的各种气体最后都会被排放的空气中，二氧化硫会污染空气，而三氧化硫则最后会随着降水再一次地回到地表中，但是含有二氧化硫的雨水具有一定的腐蚀性，不利于自然环境的保护。在以往的较为传统的检测方式有高温燃烧中和法和艾氏卡法，其中的艾氏卡法是较为常用的一种对硫的检测方法，但是在检测过程中，需要知道煤中全硫含量最少也需要十几个工作小时。并且检测的过程中不仅十分的繁琐和复杂，在检测的过程中还需要有几次的加入高危险的试剂，其中发生的化学反应也十分的复杂，而且检测的结果也会很容易受到其他人为因素的影响，具备不稳定性。在整个检测过程中，自动化程度的较低，大部分的步骤都需要人工完成。而高温燃烧中和法相较于艾氏卡法来说，其自动化有了提升，但是检测的过程中应用到各种化学物质较多，会造成较为严重的环境污染。而近红外光谱技术也可以弥补传统检测技术的中的不足，这种检测技术具备较高的选择性，并且检测的周期较快，准确性较高。并且也可以将其对其他的矿石中的含硫量进行检测，可以有效地缩短检测和分析的时候。由于在检测的过程中近红外光谱技术具备较高的选择性，所以其含硫量的检测结果有很好的重复性和准确性，并且都符合国家的相关标准要求。

1.3工业分析检测

对煤进行工业分析检测的时候，需要检测因素角度，不仅需要对水分、灰分和挥发分进行检测，也需要对固定碳进行计算。但是以往的传统检测方法由于技术上的不足，所以检测方法存在周期长、操作较为复杂等弊端。而基于近红外光谱技术的近红外工业法分析仪器则可以很好地改善传统检测方法中的弊端，这种新的检测一起具备操作方便快捷和耗时少等应用优势。而且也可以有效地减少检测分析中的物力的消耗，工作人员的工作量也明显减少，减少了很多的需要人工操作的环节。与传统的检测方法相比，新型检测技术的技术上有着不可比拟的优越性，并且还可以减少检测过程中其成本的支出。

2.未来发展展望

2.1加强对煤质分析中近红外光谱仪的研制

虽然随着这些年来我国的科学技术的进步，我国在近红外光谱仪这一领域已经取得了一定的成就和发展，但是有所成就的红外光谱仪基本上都应用到食品、你农业和制药等相关的领域中。针对煤质分析的专属仪器还是较少，并不能满足需求，所以还是需要加强对煤质分析的近红外光谱仪的研发工作。

2.2加强煤质项目谱图数据库建设研究

建设煤质项目的谱图数据库主要是为了近红外光谱技术的检测和未来研究打下一个坚实的基础，有着十分重要的作用。但是现阶段我国的谱图数据库的建设并不完善，给基于近红外光谱技术的煤质检测带来消极的影响，所以在未来发展中需要重视对专属谱数数据库的建设。

2.3加强近红外光谱技术在其他煤炭检测中的应有

基于近红外光谱技术的煤质检测法具有操作简单便捷和快速、受外在人为因素小、准确较高和重复性较高等优点。基于这些优点，在未来的发展过程中，这种检测技术不应该局限在煤质检测，而是应该不断地扩大近红外光谱技术的应用范围和空间。

2.4极强近红外光谱在煤质分析中的标准编制研究

由于近红外光谱技术已经被十分的广泛的应有到煤质检测和分析中，并且随着近些年来科学技术的进步，近红外光谱技术已经取得了一定的成果。但是由于我国的相关的应用的起步的时间相对于而言其比较晚，所以导致我国的近红外光谱技术在煤质检测中所使用的仪器设备较为落后，而且其相关的检测标准也滞后于国际标准。所以在未来的发展过程中，需要加强近红外光谱在煤质分析中的标准编制的相关研究，可以制定一套较为完善的含有较多煤质分析项目的检测标准。如果缺少检测标准，那会极大的影响到近红外光谱技术的具体效率和质量，所以还是需要尽快地编制出一套科学合理的检测标准。

结束语：综上所述，煤炭的具体用途和煤质分析有着直接的关系，因此，在实际的生产中，需要对煤质检测技术进行不间断的探究，不断的完善检测技术，有效地改善的传统煤质检测技术中的弊端，强化近红外光谱技术的对煤质分析的应用机制。

参考文献：

[1]冯利.近红外光谱技术在煤质分析中的应用及展望[J].中国设备工程，2019，05：197-199.

[2]王朋朋.探讨近红外光谱技术在煤质分析中的应用[J].化工设计通讯，2017，4303：166-167.