化工(煤气化)用煤的快速分析
煤质快速分析是煤化工行业必须解决的一个紧迫问题,也是煤化工行业科研人员一直在努力的一个研究方向。目前大量的研究文献让我们确信当前煤气化的瓶颈问题就是反应过程的控制问题,本质问题则是因煤质分析速度严重滞后造成的工艺控制不稳问题。展开煤炭样品中全元素快速分析研究,即可通过煤炭样品的在线分析结果指导气化工艺的平稳运行控制,减少停工次数,这个工作对将来实现煤转化工艺的信息化、自动化、智能化意义重大。
煤质快速分析课题是根据“组成决定性质”的基本原理提出的,主要解决煤质分析严重滞后的问题,其最终目的是实现在线分析,这是煤炭生产、交易、使用方面急需的分析技术。实现在线分析需解决两个关键问题,一个是样品的在线获取,一个是快速分析,前者一般人没有能力解决,只能提出具体的要求,由设备制造和自动控制方面的技术人员解决。快速分析平台我们也做不来但已有提供设备的厂家,其主要功能就是能够在极短的时间范围内完成样品中全元素含量的测定,所得原始数据经定性分析、定量校正后以各元素或者相应氧化物在样品中占比的形式输出定量分析结果,是为快速分析,这个技术目前的设备提供厂商只能提供部分元素的分析结果,用于煤炭交易过程中需求量最大的水分、灰分、热值、硫含量等基本煤质数据的提供。所谓的快速分析技术是要求在上述分析的基础上再提供灰分组成和由灰组成和灰熔点、高温粘度关联后经计算所得的预测灰熔点和高温粘度数据,这才是我们需要的快速分析结果,目前情况看但将其用于煤质快速分析还有很多工作需要做,一是要找到煤炭元素组成可以计划采用模拟计算技术和快速在线分析技术相结合的方式解决煤质分析严重滞后的问题。
基本设想是:
- 一、收集相当数量的煤炭样品的无机组成(主成分8~11个)与灰熔点(4个),灰高温粘度数据,以主组成与基本性质关联,采用AI技术处理,提出计算模型,与现有标准分析结果对照,找出计算误差,调整计算方案等;
- 二、开展快速分析技术开发,将计算方法嵌入快速分析技术,以最快速度直接输出测试结果;
- 三、研究模拟计算结果与实验室分析测试结果的差异,以实际测试结果为准调整模拟计算方法。
- 四、收集生产运行数据,找出实验室测试数据与实际工况数据的差异,以实际工况数据为准,对试验数据进行校准。
- 五、开发可接入生产系统的快速在线分析技术,将所得数据直接输入中控系统,以此为参考调整工艺参数。
- 六、全部研究内容的软件化,自动化处理。
公开资料中找到的数据量已很大,但数据来源较杂,多数数据仍处于原始状态,单位没有统一,测试条件关注对象也不完全相同,需要投入大量精力进行整理。
有实验数据,可以作为将来数据比对、验证的基础,但该数据仅限于部分有待利用煤田的煤质数据,代表性可能不是很强。