專利名稱：：一種煤的快速工業(yè)分析法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及到對煤的工業(yè)分析測量領(lǐng)域，特指一種煤的快速工業(yè)分析法。
背景技術(shù)：
：對于煤的工業(yè)分析通常包括對空氣干燥煤樣中的水分、灰分、揮發(fā)分以及固定碳這四項數(shù)值的分析測試。其中，水分、灰分、揮發(fā)分均是通過試驗獲取數(shù)據(jù)計算結(jié)果，固定碳則是利用上述三項的試驗結(jié)果通過計算獲得，即常規(guī)的工業(yè)分析試驗應(yīng)至少具有以上三個試驗過程，得到空氣干燥煤樣中水分、灰分、揮發(fā)分以及計算得出固定碳的數(shù)值后才算完成該空氣干燥煤樣的工業(yè)分析。隨著自動工業(yè)分析儀的問世，自動稱量、自動進、出樣方式取代了傳統(tǒng)的人工操作方法，試驗結(jié)果由電腦自動計算，試驗快速準(zhǔn)確。但由于工業(yè)現(xiàn)場的試驗量不斷增加，用戶對試驗時間的要求也越來越高，希望能進一步縮短工業(yè)分析的試驗時間。在傳統(tǒng)的測試方法中，揮發(fā)分的試驗方法為稱取一定量的空氣干燥煤樣，放在帶蓋的瓷坩堝中，在(卯O土IO)。C下，隔絕空氣加熱7min。以減少的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，減去該煤樣的水分含量作為煤樣的揮發(fā)分?；曳值脑囼灧椒?快速灰化法方法B)為將裝有煤樣的灰皿由爐外逐漸送入預(yù)先加熱至(815±10)'C的馬弗爐中灰化至質(zhì)量恒定，以殘留物的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)作為煤樣的灰分。由于灰分和揮發(fā)分的試驗條件有較大的差異，一直以來，灰分和揮發(fā)分的試驗都是獨立的、單項依次進行的，這樣，試驗全過程時間長、工作效率低，不能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場快速在線分析的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題就在于針對現(xiàn)有試驗過程存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種試驗時間短、工作效率高、試驗結(jié)果準(zhǔn)確、能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場快速在線分析要求的煤的快速工業(yè)分析法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為一種煤的快速工業(yè)分析法，通過對煤樣進行水分試驗、灰分試驗、揮發(fā)分試驗后得到煤樣中水分值、灰分值、揮發(fā)份值以及固定碳值，其特征在于在同一個高溫爐中同時對灰分空氣干燥煤樣和揮發(fā)分空氣干燥煤樣進行試驗后得到灰分值和揮發(fā)份值。在同一個高溫爐中同時對灰分空氣干燥煤樣的和揮發(fā)分空氣干燥煤樣進行試驗的具體步驟為(1)將高溫爐的溫度升溫至設(shè)定溫度T"(2)將待測灰分空氣干燥煤樣送入高溫爐中，繼續(xù)升溫至T"待測灰分空氣干燥煤樣在溫度T2下灼燒；(3)將待測揮發(fā)分空氣干燥煤樣送入正在進行灰分試驗的高溫爐中，在溫度T3下進行加熱，7min后取出稱量計算得到揮發(fā)分值；(4)保持爐溫或者降低爐溫至L后繼續(xù)灰分試驗，結(jié)束后取出稱量計算，得到灰分值。所述l為(400500)。C，L為(920±10)。C，L為(900±10)。C，L為(815土10)。C。在試驗過程中高溫爐的溫度控制流程為試驗前將高溫爐溫度升至1\(400500)'C后穩(wěn)定，當(dāng)灰分空氣干燥煤樣進入高溫爐后以規(guī)定速率(203(TC/min)升溫至T2(920±10)。C后恒定；將揮發(fā)分空氣干燥煤樣放入正在進行灰分試驗的高溫爐中，由于進樣造成溫度下降，3分鐘內(nèi)將高溫爐溫度恢復(fù)到T3(900士10)'C后恒溫；揮發(fā)分空氣干燥煤樣完成試驗從高溫爐中取出后，保持此時爐溫或?qū)⒏邷貭t溫度以規(guī)定速率(1015TVmin)降至T4(815±10)'C下恒溫至灰分試驗結(jié)束。所述揮發(fā)分空氣干燥煤樣最早進入高溫爐的時間應(yīng)在灰分試驗開始后，最遲進入高溫爐的時間應(yīng)保證揮發(fā)分試驗在灰分試驗結(jié)束前結(jié)束。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于本發(fā)明的煤的快速工業(yè)分析法，將煤的工業(yè)分析過程中的灰分和揮發(fā)分的測量在同一個高溫爐中同時灼燒完成；通過建立高溫爐溫度控制模式，突破了灰分和揮發(fā)分試驗條件不同帶來的限制，消除了灰分和揮發(fā)分同時在同一高溫爐中試驗造成的試驗誤差，保證揮發(fā)分和灰分試驗結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。這樣，在煤的工業(yè)分析過程中，揮發(fā)分和灰分的試驗過程在同一高溫爐中的同一個時間過程中完成，節(jié)約了揮發(fā)分空氣干燥煤樣的從稱樣、進樣、加熱、出樣到結(jié)果稱量的全過程時間，從而極大地縮短了煤的工業(yè)分析試驗總時間，大大提高了測量效率，能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場快速在線分析要求，無論是人工操作或是自動工業(yè)分析儀均能適用。而且為自動工業(yè)分析儀的設(shè)計提供了一種提高速度、縮小體積、降低成本和能耗的新的技術(shù)設(shè)計思路。圖1是本發(fā)明的工業(yè)分析流程示意圖；圖2是高溫爐溫度控制模型示意圖。具體實施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明一種煤的快速工業(yè)分析法，通過對煤樣進行水分試驗、灰分試驗、揮發(fā)分試驗后得到煤樣中水分值、灰分值、揮發(fā)份值以及固定碳值，在同一個高溫爐中同時對灰分空氣干燥煤樣和揮發(fā)分空氣干燥煤樣進行試驗后得到灰分值和揮發(fā)份值。揮發(fā)分空氣干燥煤樣最早進入高溫爐的時間應(yīng)在灰分試驗開始后，最遲進入高溫爐的時間應(yīng)保證揮發(fā)分試驗在灰分試驗結(jié)束前結(jié)束。本實施例中，在同一個高溫爐中同時對灰分空氣干燥煤樣的和揮發(fā)分空氣干燥煤樣進行試驗的具體步驟為(1)將高溫爐的溫度升溫至設(shè)定溫度L;(2)將待測灰分空氣干燥煤樣送入高溫爐中，繼續(xù)升溫至T2，待測灰分空氣干燥煤樣在溫度T2下灼燒；(3)將待測揮發(fā)分空氣干燥煤樣送入正在進行灰分試驗的高溫爐中，在溫度T3下進行加熱，7min后取出稱量計算得到揮發(fā)分值；(4)保持爐溫或者降低爐溫至T4后繼續(xù)灰分試驗，結(jié)束后取出稱量計算，得到灰分值。其中，1\為(400500)。C,L為(920±10)。C，L為(900±10)。C，丁4為(815±10)。C。參見圖2所示，為本實施例中高溫爐的溫度T的變化控制示意圖。在本實施例中，在試驗過程中高溫爐的溫度控制流程為試驗前將高溫爐溫度升至L(400500)'C后穩(wěn)定，當(dāng)灰分空氣干燥煤樣進入高溫爐后以規(guī)定速率(2030'C/min)升溫至T2(920±10)'C后恒定；將揮發(fā)分空氣干燥煤樣放入正在進行灰分試驗的高溫爐中，將揮發(fā)分空氣干燥煤樣放入正在進行灰分試驗的高溫爐中，此時由于瓷坩堝和空氣干燥煤樣的吸熱會造成爐溫的下降。而灰分空氣干燥煤樣在灼燒時將產(chǎn)生一定的熱量，二者對高溫爐溫度都產(chǎn)生擾動。因此，控制爐溫不能采用簡單的線性溫控模型，應(yīng)采用智能模糊控制方式，從自學(xué)習(xí)知識庫中選取合適的電流占空比控制模式，驅(qū)動高溫爐加熱元件，在3min內(nèi)將高溫爐溫度恢復(fù)到T3(900±10)'C后恒溫。當(dāng)揮發(fā)分空氣干燥煤樣在高溫爐中加熱滿7分鐘，即取出揮發(fā)分空氣干燥煤樣，冷卻后稱量得到揮發(fā)分試驗結(jié)果。揮發(fā)分空氣干燥煤樣完成試驗從高溫爐中取出后，保持此時爐溫或?qū)⒏邷貭t溫度以規(guī)定速率(1015'C/min)降至T4(815±10)"C下恒溫至灰分試驗結(jié)束。在上述試驗結(jié)束后，空氣干燥煤樣的水分按式(1)計算附Mad=JXIOO(1)式中Mad——空氣干燥煤樣的水分，單位為百分?jǐn)?shù)(％);m^稱取的空氣干燥煤樣的質(zhì)量，單位為克(g);nh——空氣干燥煤樣干燥后失去的重量，單位為克(g)?？諝飧稍锩簶拥幕曳职词?2)計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(2)附式中Aad——空氣干燥煤樣的灰分，單位為百分?jǐn)?shù)(％);m——稱取的空氣干燥煤樣的質(zhì)量，單位為克(g);IIU——灼燒后殘留物質(zhì)的重量，單位為克(g)?？諝飧稍锩簶拥膿]發(fā)分按式(3)計算附<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(3)附式中Vad——空氣干燥煤樣的揮發(fā)分，單位為百分?jǐn)?shù)(％);m——空氣干燥煤樣的質(zhì)量，單位為克(g);nh——空氣干燥煤樣加熱后減少的質(zhì)量，單位為克(g)?！諝飧稍锩簶拥乃?，單位為百分?jǐn)?shù)(％)?？諝飧稍锩簶拥墓潭ㄌ及词?4)計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>)(4)式中FCad——空氣干燥煤樣的水分，單位為百分?jǐn)?shù)(％);Mad——空氣干燥煤樣的水分，單位為百分?jǐn)?shù)(％);Aad——空氣干燥煤樣的灰分，單位為百分?jǐn)?shù)(％);Vad——空氣干燥煤樣的揮發(fā)分，單位為百分?jǐn)?shù)(％)。本發(fā)明揮發(fā)分和灰分的試驗在同一個高溫爐中同時灼燒完成；通過建立高溫爐溫度控制模式，突破了灰分和揮發(fā)分試驗條件不同帶來的限制，消除了灰分和揮發(fā)分同時在同一高溫爐中試驗造成的試驗誤差，保證揮發(fā)分和灰分試驗結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。這樣，在煤的工業(yè)分析過程中，揮發(fā)分和灰分的試驗過程在同一高溫爐中的同一個時間過程中完成，節(jié)約了揮發(fā)分空氣干燥煤樣的從稱樣、進樣、加熱、出樣到結(jié)果稱量的全過程時間，從而極大地縮短了煤的工業(yè)分析試驗總時間，大大提高了測量效率，能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場快速在線分析要求，無論是人工操作或是自動工業(yè)分析儀均能適用。而且為自動工業(yè)分析儀的設(shè)計提供了一種提高速度、縮小體積、降低成本和能耗的新的技術(shù)設(shè)計思路。在這里描述2種在自動工業(yè)分析儀上的試驗方案，但不僅限于該方案。具體實施例1:當(dāng)水分試驗時間〉灰分試驗時間時；試驗過程為儀器開機穩(wěn)定，復(fù)位，高、低溫爐升至設(shè)定溫度；在常溫區(qū)稱取水分空氣干燥煤樣6個(方案中舉例數(shù)量僅用于說明，不限于該數(shù)量)，由進樣機構(gòu)送入低溫爐干燥；在常溫區(qū)稱取灰分空氣干燥煤樣6個，通過進樣機構(gòu)送入高溫爐中灼燒，此時風(fēng)門是打開的；在常溫區(qū)稱取揮發(fā)分空氣干燥煤樣6個，關(guān)閉高溫爐風(fēng)門；將揮發(fā)分空氣干燥煤樣送入高溫爐中加熱；此時高溫爐的試樣盤上有6個灰分空氣干燥煤樣和6個揮發(fā)分空氣干燥煤樣；7min后，由出樣機構(gòu)將揮發(fā)分空氣干燥煤樣由高溫爐轉(zhuǎn)入低溫爐中，此時低溫爐的試樣盤上有6個水分空氣干燥煤樣和6個揮發(fā)分空氣干燥煤樣；打開高溫爐風(fēng)門；在低溫爐中稱量揮發(fā)分空氣干燥煤樣后棄樣，數(shù)據(jù)自動計算并存儲；待灰分試驗達到終止條件，由出樣機構(gòu)將灰分空氣干燥煤樣由高溫爐轉(zhuǎn)入低溫爐中，此時低溫爐的試樣盤上有6個水分空氣干燥煤樣和6個灰分空氣干燥煤樣；稱量灰分空氣干燥煤樣后棄樣，數(shù)據(jù)自動計算并存儲；最后低溫爐中水分試驗終止，稱量水分空氣干燥煤樣后棄樣，數(shù)據(jù)自動計算并存儲；計算固定碳值；顯示并存儲試驗結(jié)果，該空氣干燥煤樣的工業(yè)分析試驗過程結(jié)束。進入下一個空氣干燥煤樣的工業(yè)分析試驗。具體實施例2:當(dāng)灰分試驗時間〉水分試驗時間時；試驗過程為儀器開機穩(wěn)定，復(fù)位，高、低溫爐升至設(shè)定溫度；在常溫區(qū)稱取灰分空氣干燥煤樣6個(方案中舉例數(shù)量僅用于說明，不限于該數(shù)量)；此時高溫爐風(fēng)門是打開的；由進樣機構(gòu)將灰分空氣干燥煤樣送入高溫爐灼燒；在常溫區(qū)稱取水分空氣干燥煤樣6個，通過進樣機構(gòu)送入低溫爐中干燥；在常溫區(qū)稱取揮發(fā)分空氣干燥煤樣6個；關(guān)閉高溫爐風(fēng)門；將揮發(fā)分空氣干燥煤樣送入高溫爐中加熱；此時高溫爐的試樣盤上有6個灰分空氣干燥煤樣和6個揮發(fā)分空氣干燥煤樣；7min后，由出樣機構(gòu)將揮發(fā)分空氣干燥煤樣由高溫爐轉(zhuǎn)入低溫爐中，此時低溫爐的試樣盤上有6個水分空氣干燥煤樣和6個揮發(fā)分空氣干燥煤樣；打開高溫爐風(fēng)門；在低溫爐中稱量揮發(fā)分空氣干燥煤樣后棄樣，數(shù)據(jù)自動計算并存儲；待低溫爐中水分試驗終止，稱量水分空氣干燥煤樣后棄樣，數(shù)據(jù)自動計算并存儲；最后待灰分試驗達到終止條件，由出樣機構(gòu)將灰分空氣干燥煤樣由高溫爐轉(zhuǎn)入低溫爐中，稱量灰分空氣干燥煤樣后棄樣，數(shù)據(jù)自動計算并存儲；計算固定碳值；顯示并存儲試驗結(jié)果，該空氣干燥煤樣的工業(yè)分析試驗過程結(jié)束。進入下一個空氣干燥煤樣的工業(yè)分析試驗。上述實施例1和實施例2中，高溫爐的溫度控制應(yīng)按照本發(fā)明的溫度控制模型進行控制。上述實施例1和實施例2中，可以在高溫爐進行灰分試驗時插入多次揮發(fā)分試驗，達到充分縮短試驗時間的目的。上述實施例1和實施例2中，揮發(fā)分空氣干燥煤樣應(yīng)在灰分試驗開始后進入高溫爐；其最遲進樣時間應(yīng)保證揮發(fā)分試驗必須在灰分試驗結(jié)束前結(jié)束。從以上實施例中可以看出，揮發(fā)分空氣干燥煤樣的從稱樣、進樣、灼燒、出樣到結(jié)果稱量的全過程時間完全包含在灰分試驗時間內(nèi)，不占工業(yè)分析的試驗總時間，且灰分和水分試驗時間大部分并行，極大地提高了試驗速度。以下是采用本發(fā)明的試驗方法的自動工業(yè)分析儀和傳統(tǒng)試驗方法試驗結(jié)果的比較。(見表1)表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注表中試驗總時間為水分、灰分和揮發(fā)分試驗稱樣、進樣、試驗、出樣、結(jié)果稱量各步驟所需時間的總和。從表1的數(shù)據(jù)可以看出本發(fā)明方法的測試結(jié)果無論從平均值還是極差，均與傳統(tǒng)方法結(jié)果吻合。但試驗總時間比傳統(tǒng)方法縮短了至少85min。充分體現(xiàn)了本發(fā)明快速準(zhǔn)確的特點。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求1、一種煤的快速工業(yè)分析法，通過對煤樣進行水分試驗、灰分試驗、揮發(fā)分試驗后得到煤樣中水分值、灰分值、揮發(fā)份值以及固定碳值，其特征在于在同一個高溫爐中同時對灰分空氣干燥煤樣和揮發(fā)分空氣干燥煤樣進行試驗后得到灰分值和揮發(fā)份值。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤的快速工業(yè)分析法，其特征在于，在同一個高溫爐中同時對灰分空氣干燥煤樣和揮發(fā)分空氣干燥煤樣進行試驗的具體步驟為(1)將高溫爐的溫度升溫至設(shè)定溫度T"(2)將待測灰分空氣干燥煤樣送入高溫爐中，繼續(xù)升溫至T2，待測灰分空氣干燥煤樣在溫度T2下灼燒；(3)將待測揮發(fā)分空氣干燥煤樣送入正在進行灰分試驗的高溫爐中，在溫度T3下進行加熱，7min后取出稱量計算得到揮發(fā)分值；(4)保持爐溫或者降低爐溫至T4后繼續(xù)灰分試驗，結(jié)束后取出稱量計算，得到灰分值。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤的快速工業(yè)分析法，其特征在于所述L為(400500)°C，丁2為(920±10)。C，L為(900±10)。C，L為(815±10)。C。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤的快速工業(yè)分析法，其特征在于，在試驗過程中高溫爐的溫度控制流程為試驗前將高溫爐溫度升至L(400500)'C后穩(wěn)定，當(dāng)灰分空氣干燥煤樣進入高溫爐后以規(guī)定速率(20~30°C/min)升溫至T2(920±10)。C后恒定；將揮發(fā)分空氣干燥煤樣放入正在進行灰分試驗的高溫爐中，由于進樣造成溫度下降，3分鐘內(nèi)將高溫爐溫度恢復(fù)到T3(900土10)'C后恒溫；揮發(fā)分空氣干燥煤樣完成試驗從高溫爐中取出后，保持此時爐溫或?qū)⒏邷貭t溫度以規(guī)定速率(1015'C/min)降至T4(815±10)。C下恒溫至灰分試驗結(jié)束。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的煤的快速工業(yè)分析法，其特征在于所述揮發(fā)分空氣干燥煤樣最早進入高溫爐的時間應(yīng)在灰分試驗開始后，最遲進入高溫爐的時間應(yīng)保證揮發(fā)分試驗在灰分試驗結(jié)束前結(jié)束。全文摘要一種煤的快速工業(yè)分析法，通過對煤樣進行水分試驗、灰分試驗、揮發(fā)分試驗后得到煤樣中水分值、灰分值、揮發(fā)份值以及固定碳值；本方法在同一個高溫爐中同時對灰分空氣干燥煤樣和揮發(fā)分空氣干燥煤樣進行試驗后得到灰分值和揮發(fā)份值。本發(fā)明是一種試驗時間短、工作效率高、試驗結(jié)果準(zhǔn)確、能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場快速在線分析要求的煤的快速工業(yè)分析法。文檔編號G01N33/22GK101377483SQ20081014301公開日2009年3月4日申請日期2008年9月27日優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日發(fā)明者朱先德申請人:湖南三德科技發(fā)展有限公司