一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法及装置，所述方法包括以下步骤，对煤炭样品进行等离子体放电反应，获取煤炭残留物；根据煤炭残留物的质量和煤炭样品的质量，计算获得煤炭灰分。本发明专利技术检测耗时短，相比于缓慢灰化法的2.5小时和快速灰化法的1个小时以上，本方法仅需4

【技术实现步骤摘要】
一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及煤炭灰分测量
，尤其涉及一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法及装置。

技术介绍

[0002]煤炭在一定温度下完全燃烧后，生成的固态残留物称为煤炭灰分。它是煤炭质量的一项重要指标，灰分越高，代表煤的发热量降低，排渣量升高。其不仅作为常规工业的分析指标，还是相关部门、煤企进行煤质评价、贸易定价等方面的一项基础指标。
[0003]而煤炭灰分的检测目前主要有两种方法：1、灼烧法；2、线谱分析法。其中灼烧法目前主要是马弗炉灼烧法，即将样品放入马弗炉内充分燃烧，通过称量所剩残渣再经过一系列计算得到煤炭的灰分。通过更改燃烧温度以及燃烧时间，灼烧法也可分为快速灰化法和缓慢灰化法。缓慢灰化法结果准确，因此作为仲裁方法，但该方法耗时久，检测一次要2.5个小时以上，影响火车装煤效率；快速灰化法虽然时间大大减少，但至少也需要1个小时以上，并且检测结果还受不同煤炭灰分含量以及灰分成分影响，准确性差。而线谱分析法是通过放射粒子轰击煤炭中各种元素的原子核，从而产生不同的谱线，再分析谱线计算即可得到煤炭的灰分。但该方法所需设备昂贵、安装维护不便、测量精度低，且对环境和人都会造成一定的伤害。
[0004]因此，对安全、高效、准确的煤炭检测工艺仍然有需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法及装置，能够安全、高效、准确的测量煤炭灰分。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法，所述方法包括以下步骤，对煤炭样品进行等离子体放电反应，获取煤炭残留物；
[0007]根据煤炭残留物的质量和煤炭样品的质量，计算获得煤炭灰分。
[0008]进一步地，对所述煤炭样品进行等离子体放电反应前，还包括对所述煤炭样品所处的环境进行抽真空；其中，
[0009]抽至真空后等离子体放电反应前所述煤炭样品所处环境的真空度小于10Pa。
[0010]进一步地，对所述煤炭样品进行等离子体放电反应，包括，
[0011]向真空度小于10Pa的环境中通入惰性气体，并控制所述环境的压强为0.5
‑
10kPa；
[0012]启动微波电源，按照预定的微波功率激发等离子体进行放电；
[0013]所述等离子体进行放电稳定后，通入氧气，同时停止通入惰性气体；
[0014]所述氧气与煤炭样品在预定的温度下发生反应预定时间后，关闭微波电源，停止通入氧化性气体，并通入惰性气体至所述环境降至室温。
[0015]进一步地，所述按照预定的微波功率激发等离子体进行放电，包括，启动微波电源，按照预定的第一微波功率，激发等离子体进行放电；
[0016]所述等离子体进行第一次放电稳定后，按照预定的第二微波功率激发等离子体；其中，
[0017]所述第一微波功率和第二微波功率的预定范围为100
‑
1000W，且第一微波功率小于第二微波功率。
[0018]进一步地，所述惰性气体包括氩气、氦气中的一种或多种。
[0019]进一步地，所述氧气与煤炭样品发生反应的温度范围在600℃
‑
900℃。
[0020]进一步地，所述煤炭样品的测试质量范围为0.1g
‑
3g。
[0021]进一步地，所述根据煤炭残留物的质量和煤炭样品的质量，获得煤炭灰分的计算公式如下，
[0022]灰分含量＝煤炭残留物的质量
÷
煤炭样品的质量。
[0023]一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量装置，所述装置包括，
[0024]放电单元，用于对所述煤炭样品进行等离子体放电反应，获取煤炭残留物；
[0025]计算单元，用于根据煤炭残留物的质量和煤炭样品的质量，计算获得煤炭灰分。
[0026]进一步地，所述装置还包括，抽真空单元和气体控制单元，其中，
[0027]所述抽真空单元，用于对所述煤炭样品进行等离子体放电反应前，对所述煤炭样品所处的环境进行抽真空；其中，抽真空后等离子体放电反应前所述煤炭样品所处环境的真空度小于10Pa；
[0028]气体控制单元，用于在所述煤炭样品进行等离子体放电反应过程中，控制惰性气体的通入或停止通入，还用于控制氧气的通入或停止通入。
[0029]本专利技术的技术效果和优点：
[0030](1)检测耗时短，相比于缓慢灰化法的2.5小时和快速灰化法的1个小时以上，本方法仅需4
‑
10分钟；
[0031](2)对人体环境无害，与线谱方法相比，本方法对人体无害；
[0032](3)检测结果准确，测量准确度在96％以上。
[0033]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0034]图1为本专利技术基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法流程图；
[0035]图2为本专利技术基于等离子体放电的煤炭灰分测量装置图；
[0036]图3为本专利技术一个实施例中基于等离子体放电的煤炭灰分测量装置实物图。
[0037]图中，1—煤炭样品；2—石英罐；3—谐振腔；4—微波；5—波导；6—进气口；7—抽气口；8—微孔陶瓷；9—等离子体。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]为解决现有技术的不足，本专利技术公开了一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤，对煤炭样品进行等离子体放电反应，获取煤炭残留物；根据煤炭残留物的质量和煤炭样品的质量，计算获得煤炭灰分。
[0040]对所述煤炭样品进行等离子体放电反应，包括，向抽至真空后的环境中通入惰性气体，并控制所述环境的压强为0.5
‑
10kPa；启动微波电源，按照预定的微波功率激发等离子体进行放电；所述等离子体进行放电稳定后，通入氧气，同时停止通入惰性气体；所述氧气与煤炭样品在预定的温度下发生反应预定时间后，关闭微波电源，停止通入氧气，并通入惰性气体至所述环境降至室温。
[0041]进一步地，所述按照预定的微波功率激发等离子体进行放电，包括，
[0042]启动微波电源，按照预定的第一微波功率，激发等离子体进行第一次放电；
[0043]所述等离子体进行第一次放电稳定后，按照预定的第二微波功率激发等离子体进行第二次放电；其中，
[0044]所述第一微波功率和第二微波功率的预定范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，对煤炭样品进行等离子体放电反应，获取煤炭残留物；根据煤炭残留物的质量和煤炭样品的质量，计算获得煤炭灰分。2.根据权利要求1所述的一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法，其特征在于，对所述煤炭样品进行等离子体放电反应前，还包括对所述煤炭样品所处的环境进行抽真空；其中，抽至真空后等离子体放电反应前所述煤炭样品所处环境的真空度小于10Pa。3.根据权利要求1或2所述的一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法，其特征在于，对所述煤炭样品进行等离子体放电反应，包括，向真空度小于10Pa的环境中通入惰性气体，并控制所述环境的压强为0.5
‑
10kPa；启动微波电源，按照预定的微波功率激发等离子体进行放电；所述等离子体进行放电稳定后，通入氧气，同时停止通入惰性气体；所述氧气与煤炭样品在预定的温度下发生反应预定时间后，关闭微波电源，停止通入氧化性气体，并通入惰性气体至所述环境降至室温。4.根据权利要求3所述的一种基于等离子体放电的煤炭灰分测量方法，其特征在于，所述按照预定的微波功率激发等离子体进行放电，包括，启动微波电源，按照预定的第一微波功率，激发等离子体进行放电；所述等离子体进行第一次放电稳定后，按照预定的第二微波功率激发等离子体；其中，所述第一微波功率和第二微波功率的预定范围为100
‑
1000W，且第一微波功率小于第二微波功率。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志斌，王御睿，张通，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：