197
中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2019.03 （上）近红外光谱技术是一种快速、高效的检测分析技术，其主要是利用近红外光谱对物质基团吸收较强的特性，实现对物质化学和物理特征的定量和定性分析，具有在线检测、检测速度快、不消耗化学试剂、无污染、检测准确度高等优势，现已被广泛应用于煤质检测分析中，并为煤炭行业的良好发展提供了有效的保障作用，因此，探究近红外光谱技术在煤质分析中的应用具有重要的研究意义。 近红外光谱技术在煤质分析中的应用及展望纳米技术论文
冯利
（黑龙江省煤田地质测试研究中心，黑龙江 哈尔滨 150046）
摘要：煤炭是我国最重要的化工能源之一，而煤炭的性能和用途主要是由煤质决定的，因此，准确分析煤质的组成、性质和结构对提高煤炭的使用效率和安全性具有重要的作用。以往，检测人员对煤质的检测分析多采用三节炉法、空气干燥法、通氮干燥法、高温燃烧中和法、库仑法、艾氏卡法等方法进行，不仅检测操作繁杂、分析速度慢，且难以保证检测结果的准确率。随着近红外光谱技术的出现和应用，其在煤质检测分析中发挥了良好应用价值。本文主要简述了近红外光谱技术的概念，分析了近红外光谱技术在煤质分析中的应用现状，最后提出了几点关于近红外光谱技术在煤质分析中的应用展望。
关键词：近红外光谱技术；煤质分析；应用；展望
中图分类号：TQ533 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）03（上）-0197-03
1 近红外光谱技术的概念
近红外光谱技术是一种利用物质中基团（如N-H、C-H、S-H、O-H、C=C、C=O）对近红外光谱吸收较强的特性，再根据这些有机物质的近红外光谱信息，定性测量和分析其对应物理、化学特征的现代化检测分析技术，该项检测分析技术现已被广泛应用于食品、制药、石油化工生产等多个领域，具有良好的检测分析价值。
资源利用由“资源——产品——废物”的线性模式向“资源——产品——废物——再生资源”的循环模式转变，从而尽可能减少资源的消耗以及环境成本。同样，大力促进循环经济的发展能够促进高新技术的开展，以促进企业的优化升级。同时一个企业优化升级，能以利润优势带动整个行业的生产模式优化，能够培育出新的经济增长点。
（2）加强环保咨询宣传教育力度。民众是环境保护的主体，需要媒体等大肆宣传，学校等从小教育，单位等时时组织身体力行。首先，政府方面，目前关于环境保护的立法还没有太多具体的细则，需要完善细则，然后开展教育，让大家明确破坏环境的代价是什么；其次，单位等可以经常组织大家去参加自然灾害模拟体验馆等具有环保教育意义的活动，让大家触景生情，体会到保护环境的必要性，以及体会有美好环境的幸福感；小区等也可以经常在宣传栏中宣扬环境保护的案例，普及环保知识，从而提高民众的环保意识。
（3）完善环保工艺的流程。由于种种原因的制约与限制，我国的环保工艺流程并不完善，存在着很大的漏洞，不能达到国家要求的标准，并且在施工之前才会有专家进行流程的审查，这样做并不能从根本上对环保工程的实施有一个改变，太过于片面便是一个很大的漏洞。如果完善了环保工艺的流程，在每一个节点，都会有详细的导向，不会出现根本性失误，并且也会将成本更加细化，从而使环保工程在资金的使用上更加节约，避免资金的无故浪费。
（4）规范环保工程的市场。环保工程是一个新兴工程，
与其他的传统工程相比有很大的差异，尤其在工程链条上有巨大差别，其构成较为复杂，如果不规范好市场，便会造成恶意竞争。所以规范市场，正确制定物价尤为重要，这样可以促成环保工程市场健康稳定发展。
（5）建立健全监督机制和监管机制。近几年，随着环保工程的工程量的加大，出现了一些不良的现象，比如监管时不正确使用权力，对需要监管的环保工程不能正确监管。原因有以下两点：第一是监督和监管机制不健全，导致权力下放不明确。第二是执行者的权利范围过大或过小，比较模糊。所以建立健全监督机制和监管机制迫在眉睫。如此一来才能确保施工的效果，监督在环保工程中有着不可或缺的作用。5 结语
综上所述，伴随着我国环境保护形势的日益严峻以及人们环保意识的觉醒，人们愈来愈重视环境保护问题。在这种情况下，需要对环境咨询服务的方式进行调整以及更新，将其与经济发展进行有效融合，从而达到既发展经济又保护环境的目的，促进我国现代社会的可持续发展。
参考文献：
[1]吴辉.基于可持续发展视角的环境保护工程研究[J].经营管理者, 2016，(24).
[2]张志春.电子信息产业发展方向分析——基于生态环境效应的视角[J].电子技术与软件工程,2016，(7):263.
[3]杨昀.我国环境经济政策可持续性评价标准的适用——基于可持续发展法经济学视角下的解读[J].新经济,2016，(23):30-31.
198
研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新
中国设备工程 2019.03 (上)
2 近红外光谱技术在煤质分析中的应用现状2.1 氢含量检测分析
氢元素是煤炭中的主要有机物质，通过测定煤炭中的氢元素含量不仅能准确计算出煤炭的实际发热量，同时，依托燃烧温度理论和实际燃烧设备的支持，还能明确燃烧温度上的热平衡状况。以往，检测人员多采用三节炉法测量煤炭中的氢含量，这种检测方法操作复杂、在余热过程中仪器耗时较长、易受到环境及人为因素的影响以及易产生较多的对环境造成污染的废弃物，因此，其已难以适应现代的煤炭检测分析要求。而现代研究人员通过采用近红外光谱技术对煤炭中的氢含量进行检测分析，发现近红外光谱技术测量只需200～300s，另外，其还具有检测准确度高、操作流程简便、耗费成本低等多种优势。刘长江等人通过采用F 与t 检验法分析和对比国标法与近红外光谱法测定煤中氢含量的精密度、准确度，发现两种检测方法差异并不显著，充分说明了近红外光谱技术在煤质氢含量检测分析中具有较高的可行性和准确性。2.2 水分检测分析
水分分析也是煤质分析中的一个重要指标，若煤炭中的水分含量过高，便会导致煤炭的有用成分大大降低，另外，其还会影响煤炭的加工利用、存储及运输等多个方面的性能，基于此，在使用煤炭的过程中，需采用有效的检测技术对煤质中的水分进行测定。以往，检测人员多采用空气干燥法、通氮干燥法、微波干燥法对煤质水分进行测定分析，均具有检测周期较长、重复性差等缺陷，而现代检测人员通过采用近红外光谱技术构建煤炭中水分的测验模型，再采用多元线性回归的方法绘制出回归方程，能使人工化验所得数值与方程计算出的预测值相关系数达到0.97，定标标准差为0.5，符合国标重复性限0.5要求，因此，近红外光谱技术现已被不少煤炭企业用于煤质分析检测中。2.3 全硫检测分析
煤炭在燃烧过程中会产生较多的含硫气体，如S02、S03等，其中S02气体排放到空气中，会严重污染大气环境，S03气体排放到空气中易与水蒸气结合形成硫酸蒸汽，在降雨时，硫酸蒸汽则会随着雨水降落到地表，对钢铁、碳酸盐制品等产生腐蚀，因此，在实际生产过程中，还需对煤质中的含硫成分进行测定，才能更好的保护大气环境。以往，检测人员常采用高温燃烧中和法、库仑法、艾氏卡法等检测方法测定煤质中的含硫成分，其中，高温燃烧中和法、库仑法虽能实现自动化检测，但是，其需使用较多的化学物质，从而易造成较大的环境污染，采用艾氏卡法进行煤质全硫检测分析虽然耗时较短，但是，其需经过称量、过滤、水洗、灼烧等繁琐操作，另外，测试过程中还需应用到多种高危险试剂，如BaCl 2、HCL 等，从而易对检测人员的人身安全产生一定的威胁，并且，在实验中还会存在
较多人为影响的因素，进而难以保证检测的效果。随着近红外光谱技术的出现和在煤质检测分析中的应用，不少研究人员均证实，近红外光谱技术测硫具有良好的选择性和重复性，并且，其还能有效保障检测结果的准确性。如张颖等人的研究报告中证实了采用近红外光谱技术测定煤中硫含量，具有检测快速、选择性高、准确高等优势。皮中原等人采用近红外光谱技术对实际煤质样品和国家标准物质全硫含
量进行测定分析，该种检测方法测定的煤样准确度、重现性均符合国家标准要求。
3 近红外光谱技术在煤质分析中的应用展望
近红外光谱技术融合了基础测量技术、光谱测量技术及化学计量等多种技术，不仅具有检测操作方便快捷、安全、分析速度快和效率高、污染少等优势，同时，其还能对煤质进行准确的定量和定性分析，因此，该项检测分析技术将具有良好的应用发展空间。以下是笔者对近红外光谱技术应用提出的几点展望。
3.1 加强近红外光谱在煤质分析中的标准编制研究
虽然，我国已广泛的将近红外光谱技术应用在煤质检测分析中，但是，由于该项检测技术在我国应用发展起步较晚，导致我国将近红外光谱技术应用于煤质分析方面的检测标准和仪器设备较为落后，目
前国内关于近红外光谱技术检测煤质方面的标准缺乏，仅测定煤质中全硫含量具有国家标准，而国外已制定了较多煤质分析项目的检测标准，如ASTM 测定煤中全硫、氮及碳氢含量标准，ISO 测定煤质中全硫含量标准等，这种现象极大地制约了检测人员及质检部门对近红外光谱技术的应用，因此，相关部门需不断加强近红外光谱在煤质分析中的标准编制研究，尽早编制出规范的检测标准。
3.2 加强煤质项目谱图数据库建设研究政协提案
煤质项目谱图数据库建设是保障近红外光谱技术能够准确测定和分析煤质的基础条件，因此，它的作用不容被忽视，然而，我国目前在煤质分析项目中建立的谱图数据库并不完整，从而会对近红外光谱在煤质分析检测中的应用产生一定的制约作用，基于此，就需相关部门不断加强对煤质分析项目专属谱图数据库的建设。
3.3 加强其他技术与近红外光谱技术相结合的模型研究
虽然，在煤质分析中应用近红外光谱技术建立的预测模型能有效保障煤质检测分析的精确度，但是，为最大限度的降低其与国际标准预测值的差距，还需不断探寻该项技术与其它技术相结合的模型，如结合主成分分析法（PCA）、多元线性回归法（MLR）、偏最小二乘法（PLS）、人工神经网络法（ANN）等校正方法，才能促进预测模型的预测精度不断提升。
3.4 加强近红外光谱技术在其他煤炭检测项目中的应用
采用近红外光谱技术进行物质分析检测具有操作简单、分析速度快、受人为影响小、重复性好、准确度高等多种优势，并且，其还能实现大批量检测，因此，它的检测分析作用不应局限于单纯的煤质分析，而是需不断扩大其在其他煤炭检测项目中的应用空间，如煤灰成分分析、哈氏可磨性指数检测分析等。4 结语
煤炭是我国重要的炼钢、炼焦及动力燃烧方面的原材料，煤炭的这些用途与煤质的好坏又具有密切的关联，因此，在实际生产过程中，往往需采用相关检测技术对煤质成分、结构等进行检测和分析。关于煤质检测分析的传统方法有多种，这些传统检测方法均存在或多或少的缺陷，如检测操作复杂、工作效率低、污染高等，随着近红外光谱技术在煤质检测分析中的应用，不少研究均证实，其在煤炭中氢含量、水分、全硫等煤质检测分析方面均具有良好的应用价值，不仅具有
199
中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2019.03 （上）目前，计算机已经被广泛推广和应用到了人们生产生活的各个领域，为
很多现代先进技术的应用提供了极大的便利。在矿山机械制造和设计行业中，计算机的使用非常普遍，以此为依托，CAD 技术得到了广泛应用，使矿山机械的设计更趋完善和精密。将CAD 技术应用到矿山机械设计过程中，进一步提升了矿山机械设计的精确化和直观化，因此，研究和探讨在矿山机械设计中CAD 技术的应用具有非常重要的现实意义。
1 CAD 技术概述
CAD 是英文Computer Aided Design 的缩写，意思为计算机辅助设计，主要是指利用计算机辅助设计人员完成设计的相关工作。随着现代科学技术的飞速发展，CAD 技术不断趋于成熟，现在CAD 技术已经在我国很多领域被广泛应用，例如：建筑、机械、化工、电子、交通以及航天等领域。在早期的矿山机械设计工作中，通常是设计人员以手工的方式绘制和设计机械草图，然后根据设计人员绘制的草图转化成工作图。而借助CAD 技术进行矿山机械图形设计，可利用计算机自动完成设计效果图，极大地提高了矿山机械设计的水平。机械设计人员还能快捷、方便的实现对图形的修改和编辑操作，将大大提升矿山机械设计的水平和效率。2 CAD 技术在矿山机械设计中的应用优势2.1 提高设计质量
在设计和制造矿山机械设备时，合理运用CAD 技术可以大大提升机械设计质量。在设计矿山机械的过程中，把CAD
CAD 技术在矿山机械设计中的应用
赵杨
（河南理工大学，河南 焦作 454000）
摘要：近几年来，随着科学技术的快速发展，CAD 技术逐步趋于成熟，并且被广泛应用到了矿山机械制造领域。在矿山机械设计制造过程中应用CAD 技术彻底改变了以往设计人员繁重的手工计算、传统的手工绘图工作模式，将矿山机械设计人员从繁重的工作压力中彻底解脱出来，最大限度地减少了矿山机械设计的周期时间，大大缩减了矿山机械生产的成本，为矿山机械设计提供了强有力的技术支撑。基于此，本文从CAD 技术的内涵入手，分析了CAD 技术在矿山机械设计中的应用优势，对CAD 技术在矿山机械设计中的具体应用进行了说明，对相关研究进行了丰富和补充。
经济研究导刊关键词：CAD 技术；矿山机械设计；设计时间；二维图
中图分类号：TD402;TP391.72 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）03（上）-0199-02
技术和CIMS 技术进行有效结合，通过有限元分析机械设备，可以使矿山机械设计更为透彻。与此同时，还可结合应用CAM、CAPP 等多种先进技术，最大限度提高矿山机械零部件加工的效率和精准度。
另外，还可运用CAD 技术加深对矿山机械产品信息的了解程度，使设计与制造出来的产品更加一致。
2.2 缩短设计时间
在矿山机械设计中应用CAD 技术能够大大缩减机械设计的时间，与手工机械设计进行比较，至少能够缩短2/3以上的时间，如此一来就能在很大程度上提升矿山机械生产和设计的效率。运用CAD 系统重新设计和制造新的矿山机械时，只将其中需要改进的部分机械零件进行重新设计，就能再次生产出新的机械设计模型，同时还能够继承原来的信息资料，大幅提升机械设计的效率。2.3 提高零件精度
在矿山机械设备中，结构部件是重要的组成部分，在矿山机械设计过程中，结构部件设计是一项重要工作，利用CAD 技术进行设计，可以提高零件设计和绘制的精确度，在生产出这些结构件后可以确保其与机械设备的准确匹配。CAD 可以根据相邻结构部件的信息设计新的结构部件，能够在很大程度上提升结构部件间的匹配度，从而大大提高了设计零件的效率，杜绝生产后零部件装配不匹配的现象。对矿山机械而言，确保设计零件的准确程度非常重要，如果零部件无法有效匹配，不但会影响矿山机械设备的正常运行，还
操作简单、分析速度快、受人为影响小、重复性好、准确度高等多种优势，还能实现大批量检测，可见，其为煤质分析应用提供了广阔的发展空间。但是，由于该项检测分析技术在我国应用发展起步较晚，其也存在一定的不足，如检测设备落后、检测标准缺乏以及煤质项目谱图数据库建设不完整等，
因此，相关部门需不断加强近红外光谱在煤质分析中的标准编制研究、加强煤质项目谱图数据库建设研究、加强其他技术与近红外光谱技术相结合的模型研究以及加强近红外光谱技术在其他煤炭检测项目中的应用，才能使得该项技术
具有更好的发展空间。
明堂人形图参考文献：
[1]梁勇.论近红外光谱技术在煤质检测分析中的应用[J].辽宁化工,2017,46(03):312-314.
数字多用表检定规程
[2]王朋朋.探讨近红外光谱技术在煤质分析中的应用[J].化工设计通讯,2017,43(03):166-167.
[3]高楠.论近红外光谱技术在煤质检测分析中的应用[J].能源与节能,2016,(02):186-187.
机组乘务员
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议