元素分析儀在配煤工藝中的應用

摘 要：配煤工藝復雜，內部材料元素分析也比較困難，元素分析儀是一種自動化配煤智能設備，利用典型的X1-42型元素分析儀對其在配煤工藝中的具體應用進行了闡述分析，為配煤工業的發展和元素分析儀下一步的技術方向提供了部分思路。

關鍵詞：配煤；工藝；元素分析

引言

煤是國家重要的動力資源，而配煤工藝作為重要的輔助流程，對于工廠產出煤料的質量則是起著至關重要的作用，在現階段的發展當中，利用智能化和現代化裝備對配煤工藝進行調整升級越來越得到重視，包括大型出煤機、智能配送系統等都是如此，而本文介紹的元素分析儀則是一種重要的小型智能化設備，在看似粗大的配煤工藝中，對細節的完善起到了很重要的作用。

1 元素分析儀

元素分析儀指的是應用半自動或者是全自動的儀器對某一種的元素含量進行檢測，并且進行定性分離的一起電腦一體化聯測設備。從檢測終端分類上說，針對于不同的檢測對象，也存在不同的特定元素分析儀。比如多元素分析儀、碳硫分析儀、金屬分析儀、微量元素分析儀，從功能上說則包括紅外分析儀、高頻分析儀、電位分析儀、多波段分析儀等。

利用高質量的元素分析儀可以快速的測定出樣品中各類元素的含量，目前，元素分析儀已經得到了相當廣泛的應用，在食品科學、化學、化工、制藥、農業、環保、能源和材料制造界都得到了相當廣泛的應用。作為電腦自動化設備，該儀器的操作非常人性化，在沒有人員進行操作的情況下依然可以對試驗樣品進行檢測。一般來說，在不到5min的檢測時間之內，就能夠成功檢測出差不多40個樣品。在整個檢測過程中，也不會產生任何化學附加產品，也不會產生污染物。配煤工藝的好壞對于出煤質量影響巨大，該工藝看似粗獷，但需要再每個環節都要保持嚴格的標準，基于此，元素分析儀也在配煤工藝得到了相當廣泛的應用。

2 配煤工藝

所謂配煤工藝[1]，指的是利用某種特定的方法，備煤系統內的產品按照一定比例配合成合適的煤料的過程。

其工藝流程比較復雜，需要眾多機械進行配合，機械化是配煤生產線的基礎，首先需要用裝載機將不同性質的單種原料煤裝入不同的貯煤斗，通過圓盤給料機或箱式給煤機出煤閘門的調節，控制各單種原料煤出煤量的大小，不同的煤經滾筒篩或振動篩等篩分設備進行篩分和混配，篩下物成為動力配煤，篩上物經粉碎后摻入動力配煤中，然后作為成品貯存或外運。一般中小型配煤場常用這種簡單的工藝流程。

配煤過程中的配比計量是靠體積比來估算，混合摻配是靠煤在運輸膠帶的迭加，再經過滾筒篩的滾轉攪拌來實現，雖然加工出來的配合煤質量不太穩定，但一般能滿足工業鍋爐正常燃燒的要求。

中國的很多城市工業用煤量比較大，如上海、北京、天津等大城市，這簡單的配煤工藝就不能滿足用戶對配煤數量和質量的要求。在這類大城市中建立的配煤生產線，機械化和電子化程度較高，取料基本是專用設備，如滾輪取料機或斗輪取料機等；配比計量單位是靠電子膠帶秤計量，按一定比例調節膠帶的速度進行配料；混配的質量控制由在線分析儀監控等，這類配煤生產線加工量大，原料煤中常混有的優質塊煤量也較多，因此在生產工藝流程中應先將優質塊煤篩出后再混合，篩出的優質塊煤單獨存放和銷售，以提高經濟效益。

衡量一種配煤工藝質量高低的指標很多，包括工藝參數、工藝流程、主要設施、技術參數等。目前在中國，配煤工藝工作相對來說還比較粗糙，煤炭分析數據主要靠人工來完成，時效性和實時性都比較差，煤炭存儲、運輸管理和燃燒鍋爐的運行都是獨立進行，煤炭分析人員的技術、經驗和知識體系完整程度也有待完善，影響了配煤工藝和煤炭質量。從方法上說，包括電力配煤、動力配煤、煉焦配煤等技術。

元素分析儀可以在配煤工藝的各個環節中起到檢測作用，所用的對象則是煤料樣品。

3 試驗研究

利用元素分析儀來進行配煤數據管理，是煤炭精益化智能化研究中的重要一環，主要對技術參數產生影響。煤的細度是配煤技術參數中需要考慮的第一要點，細度指的是煤經過粉碎小于3mm的顆粒級別占全部煤料的重量百分數。它是配合煤的質量指標之一。粉碎可以使得配煤之前的各類煤料可以均勻的混合，也可以讓煤的各種成分粉碎的相對比較均勻。一般來說，所得到煤的粒度越小，均勻性也就越好，因為大的顆粒會有弱粘結煤和灰分使焦炭的均勻性變差，所用煤炭裂紋增多，粒度不均勻，運輸和堆積過程中容易產生偏析，影響焦炭質量。煤炭元素分析儀可以對不同性質參數的煤炭進行技術分析，但在分析過程中，需要對C、H、O、N等諸多元素進行提取計算[2]，在常用的分析儀中，對于S元素的檢測，主要是利用艾氏卡重量分析法，C和H的元素提取計算，主要用的是二節爐法和三節爐法，而O元素的結果則是通過計算得出。所用的方法主要是動態燃燒來處理元素的分析問題，元素分析儀存在燃燒管路，催化劑可以存放在燃燒管路之內，在燃燒管路之外，加上助氧裝置，試驗樣本可以在管路中充分的進行反應，氧氣和氦氣的反應環境很濃烈，各類元素可以轉化為相應的充分燃燒氣體，即二氧化碳、二氧化硫和水，三個反應物的屬性不同，根據屬性不同氣體可以被分配至不同的屬性位置處，圖1即典型的分析過程。

采用數據樣本代替總體質量的原則，可以通過元素分析儀來判斷配煤工藝各個環節上的質量情況，本文所應用的配煤工藝存在以下幾種比較典型的技術特點，分別是自動化程度高，在不同的配煤環節結束之后，可以通過自動化和智能化系統，利用access數據庫進行分析方法的自動分配。也可以直接測定顆粒物中的樣品，并且可以自動選擇進樣品其，對不同區域類的樣品進行自動測算，量程也可以進行自動切換，節省用電量，工作壽命很長，性能穩定，適合野外作業，但為了測量結果的準確性，不適宜放在具有腐蝕性氣體的地點。

元素分析儀要配置在配煤工藝的所有環節之內，設定反饋模式和定量比較模式，將元素分析儀作為檢測整個工藝過程的產品，當出現結果大幅度變化的時候，應該進行反饋式檢測。并且將元素分析的過程值和結果值均設定標準，嚴格控制配煤細節。

4 結束語

作為智能化設備，元素分析儀簡單、實用、有效，在國家大力倡導工業產品去產能的今天，更需要對工業產品進行嚴格把關，在未來的配煤工藝中，分析儀的應用必將更加廣泛，將可能形成現場的元素分析檢測線。

參考文獻

[1]姚文釗.精細化配煤工藝的研究與應用[J].神華科技，2016.

[2]陳雅涵，謝宗強，薛麗萍.碳氮元素分析儀測試土壤與植物樣品的流程化[J].現代化工，2016.

作者簡介：苗偉（1988，04-），男，漢，籍貫：蚌埠市，學歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向：煤炭科技。