【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤化工领域，具体涉及一种快速预测煤灰粘温特性的方法。
技术介绍
1、煤化工行业中，反映煤渣流动特性的粘温特性是一项重要指标，煤渣粘度的高低决定气化炉操作能否顺利排渣。因此，依据煤灰渣的粘温特性确定一个具体参数，通常称之为临界粘度温度(即粘温曲线突然变化转折点对应的温度，用tcv表示)，确定气化炉的操作温度处于一个合适位置，以保证灰渣有一定的流动性，从而避免排渣不畅导致排渣口堵塞。通常采用高温粘度计在还原性气氛下测定煤灰熔渣后样品在一系列温度下对应的粘度，绘制粘温曲线从而得到临界粘度温度，整个过程操作流程复杂、强度大、成本高，耗时也比较长。因此，寻求一种快速、方便的预测煤灰高温粘度的方法非常必要。
2、众所周知，煤灰渣粘度主要取决于灰渣的组成，煤灰渣在高温过程中会发生一系列复杂的化学反应，形成各种硅酸盐矿物和氧化物。灰渣熔体具有硅酸盐熔体类似的结构，灰渣熔体主要成分包括sio2、a12o3、cao、fe2o3、feo、mgo、na2o、k2o等，这些都会对灰渣粘度产生影响。根据相关文献中的网络结构理论，灰渣熔体中的组分可分为网络形成者、网络修正者、两性物质3种。网络形成者组分是网络形成基础，含量越高则高温流动时内摩擦力越大，粘度越大；网络修正者组分，可使形成的网络结构松散与解聚，起到破坏其结构并降低粘度的作用；两性物质，取决于不同的熔体体系，既可是网络形成者也可是网络修正者。具体来说，sio2是灰渣熔体中主要的网络形成者，煤灰中的sio2含量越高，形成的灰渣熔体网络越大，熔体流动时内摩擦力亦越大，粘度越大
3、基于以上煤灰渣组成和粘度的关系，国内外学者针对煤灰渣的流动性开展了大量研究，也总结了许多经验模型，最著名的有riboud模型和ubrain模型。这些煤灰粘度模型对煤质检测都具有一定的指导意义，但参数调整繁琐，模型也有一定的适应性，寻求快速分析方法非常必要。
4、近十来年，激光诱导击穿光谱(libs)技术作为一种新的激光分析技术引起人们关注。libs技术将高能量脉冲激光聚焦到待测样品表面，样品受到激发产生高温等离子体。在激光聚焦点，几乎可将样品中的所有元素气化并激发至高能态，当这些元素回到基态时会发出各自的特征光谱，通过探测等离子体中原子或离子光谱来分析样品中的元素种类和含量，从而实现对物质元素成分的定性及定量分析。libs技术无需复杂的样品预处理、样品破坏性小、操作便捷、灵敏度高、能同时对多种元素进行分析、易于实时在线分析，非常适合于固体、液体、气体中元素成分的实时检测，广泛地应用于环境污染监控、地质土壤检测、冶金分析、艺术品鉴定、材料分析与生物医学化验等领域。
5、cn102313722a公开了一种基于多元线性回归的煤质工业分析方法，利用一组各工业分析指标值都已知的燃煤样品，由libs的煤质在线分析系统检测得到的等离子体光谱数据，分别建立各工业分析指标值的多元线性回归关联式对于待测燃煤样品的工业分析，通过已经建立的多元线性回归关联式，分别引入对各工业分析指标值具有显著贡献的元素的特征谱线强度，得到工业分析结果。cn102053083a公开了一种基于偏最小二乘法的煤质特性在线测量方法采用libs系统对已知成分的煤炭定标样品进行检测，根据得到的谱线强度矩阵利用pca或pls-da方法对定标样品进行分类，对每一类定标样品，分别建立pls回归方程；然后对待测样品进行在线检测并得到libs光谱，通过pca或pls-da方法判断待测样品所属的类型，再将光谱的谱线强度矩阵代入到相应类型pls回归方程中计算待测样品中各元素的质量浓度。cn103543132a公开了一种基于小波变换的煤质特性测量方法，采用libs系统对煤质特性已知的煤炭定标样品进行检测，然后对检测得到的libs光谱进行小波去噪处理并得到处理后的小波系数，利用处理后的小波系数作为自变量、以定标样品的煤质特性数值作为因变量建立偏最小二乘定标模型；将待测样品的libs光谱同样进行小波去噪并将小波系数代入偏最小二乘定标模型中即可计算待测样品中煤质特性结果。cn101509872a公开了一种基于回归分析的煤质在线检测分析方法，利用一组定标煤炭样品的谱线强度，通过最小二乘法对所有元素建立两组定标曲线，对于未知煤流中待测样品进行检测时，通过各元素的激光诱导等离子特征光谱谱线强度计算各元素的一次计算质量浓度，然后根据定标曲线求取待测元素的质量浓度，或者通过对碳元素进行两次修正，求取各元素的二次计算质量浓度后再根据定标曲线求取待测元素的质量浓度。cn102004097a公开了一种基于主导因素结合偏最小二乘法的煤质在线检测方法，利用一组定标煤炭样品的谱线强度，先考虑自吸收效应，通过最小二乘法建立待测元素和其对应特征谱线的关系式，然后考虑元素互干扰效应，利用其他元素特征谱线强度修正残差；最后通过pls方法修正前两步所得的残差，最终所得的关系式为该方法把libs光谱的传统定量方法和pls结合起来，在一定程度上改进了pls不能处理非线性效应和预测精度差的缺点。
6、综上所述，现有技术中采用libs光谱图可以反应煤种元素的组成，但是通过元素组成不能直接预测煤灰渣的性质。对于煤灰渣的临界粘度温度的快速预测，仍缺乏有效的手段。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的煤灰渣临界粘度温度预测方法复杂、准确度差、用时长的问题，提供一种快速预测煤灰粘温特性的方法，该方法避免了繁琐的参数调整步骤，操作简便，准确度高，所得结果可用于及时对气化炉操作温度进行预警指导。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种快速预测煤灰粘温特性的方法，该方法包括：
3、(1)将临界粘度温度值已知的一组煤样作为已知样品，利用激光诱导击穿光谱获得每个已知样品的激光强度数据，形成libs光谱数据矩阵v，矩阵v的结构如式(1)所示；
4、
5、其中，xj，i表示第i个已知样品的libs光谱曲线中第j个波长点处的libs激光强度；
6、(2)通过激光诱导击穿光谱获得待测样品的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速预测煤灰粘温特性的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述已知样品的总个数m不少于100，优选不少于150；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括：在步骤(1)和/或步骤(2)中的激光诱导击穿光谱测量之前，将所述已知样品和/或待测样品进行研磨和筛分；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，待测样品的拟合系数通过式(3)计算得到，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过非负约束最小二乘法对式(3)得到的拟合系数进行筛选，所述非负约束最小二乘法满足式(4)所示的目标函数：
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，步骤(3)中包括：将得到的不为零的拟合系数进行归一化，归一化的拟合系数bi通过式(5)计算得到：
7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(4)中，待测样品的临界粘度温度通过式(6)计算得到：
8.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法还包括：通过待测样品光谱的拟合度S和拟合度阈值Sv，将拟合度S采用拟合度
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述待测样品光谱的拟合度S通过待测样品的LIBS拟合光谱数据计算得到；
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述拟合度阈值Sv的确定方法包括：在已知样品中，任取一个样品重复测定3次LIBS光谱曲线，将得到的光谱曲线进行二阶微分处理后，计算这3条光谱的平均光谱，然后计算每条光谱与平均光谱的差谱，按式(9)计算任意两条差谱之间的伪拟合度Sr值，Sv＝SrMax×0.75，SrMax为计算得到的伪拟合度Sr值中的最大值；
...【技术特征摘要】
1.一种快速预测煤灰粘温特性的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述已知样品的总个数m不少于100，优选不少于150；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括：在步骤(1)和/或步骤(2)中的激光诱导击穿光谱测量之前，将所述已知样品和/或待测样品进行研磨和筛分；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，待测样品的拟合系数通过式(3)计算得到，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过非负约束最小二乘法对式(3)得到的拟合系数进行筛选，所述非负约束最小二乘法满足式(4)所示的目标函数：
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，步骤(3)中包括：将得到的不为零的拟合系数进行归一化，归一化的拟合系数bi通过式(5)计算得到：
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王树青，许育鹏，黄玉萍，韩江华，吴玉，徐润，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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