LIBS对煤中热值检测的新型校正模型

将激光诱导击穿光谱技术(LIBS)应用于煤中热值的检测。针对传统的通道面积归一化方法未能考虑煤质检测的物理/化学机制、从而限制了所建模型在精确性、准确性、可重复性的情况,提出了一种新型的基于光谱偏差产生原理的校正模型。模型选取了19组煤样品,随机选择其中15组为校正集,用于建立热值的定量分析模型,剩余四种为预测集,用于对所建模型进行检验与评价。模型从光谱偏差因素的产生因素出发,通过原子光谱发射理论结合斯塔克展宽公式,推导出LIBS条件下自吸收效应的影响机制及其所引起的偏差的修正方法。通过元素间相互干扰结合基体效应的微观机理对基体效应进行光谱的偏差分析,并根据K系数法的思路对LIBS中元素间相互干扰进行修正,通过建立光谱的电子密度,等离子体温度,元素浓度的数值模型对基体效应引起的光谱偏差进行深度修正。因而经过自吸收效应—元素间相互干扰—基体效应深度修正后,模型对于所研究样品范围内其拟合优度R2=0.967,RMSEP=0.49 MJ·kg-1,RMSE=0.45 MJ·kg-1,MRE=2.42%,ARE=1.64%的同时RSD=5.79%,RSDP=8.10%。相对于传统的通道面积归一化-多元线性回归方法的0.405,8.28 MJ·kg-1,4.14 MJ·kg-1,22.85%,52.48%,18.28%,32.85%,表明测量的精确度与准确度都得到明显的提高,证明该模型具有很好的应用价值。     

基于BP神经网络的垃圾热值预测模型

 入炉垃圾热值不稳定,对焚烧炉的稳定运行有很大影响。采用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值,建立垃圾焚烧炉入炉垃圾热值的预测模型。利用Garson方法和主成分分析法对某垃圾焚烧电厂在线运行数据进行分析后,作为BP神经网络的输入参数,实现入炉垃圾热值的在线测量和预测。研究结果表明,该模型预测平均相对误差为2.64%,检验样本相对误差平均值概率为95%的置信区间为[-1.75,2.59],有较高的准确性和置信度,具有较好的工程应用价值。     

块状长焰煤高温蒸气热解的试验研究

应用太原理工大学高温蒸气热解试验系统,以高温过热水蒸气为热源介质对块状长焰煤进行加热,针对热解的产气规律、产气性质等热解特性做了实验研究.得出了块状长焰煤在受热过程中的产气量具有温度阶段性,450℃到500℃是热解气体产气的最佳温度段;对于产气性质而言,CO2的体积分数相对比较高,且随着温度的升高体积分数变化不大;CH4,CO的体积分数随着温度升高而下降;H2的体积分数随着温度升高持续增加,它对热解气体的热值贡献最大;两个碳原子以上的烃类气体体积分数很少;从4个取样点所取样品计算出的热值看,525℃的气样热值可达到水煤气的热值水平,425℃时气样热值可达到焦炉煤气的热值水平.     

基于XY双变量特征提取策略的秸秆炭热值LIBS定量分析

农业生物质能已逐步成为我国现代工业主要清洁能源之一。利用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术实现秸秆炭热值（CV）精准预测。针对传统X自变量特征提取方法在LIBS定量分析秸秆炭CV过程中缺陷问题,提出了一种XY双变量特征提取法。研究首先分析了秸秆炭CV与各元素含量之间相关性,选取与CV相关性极显著（p<0.01）的Y型特征变量,其主要获取了以炭单质、芳香环和羧基等形式存在的C,O,H和Na元素的分析线展宽波段;同时通过筛选偏最小二乘回归（PLSR）模型回归系数阈值获取与CV相关的X型特征变量,当阈值为4×10-5时模型交互验证均方根误差（RMSECV）降至最低值,其所对应的变量主要为参与农作物生理生长的Ca,Cr,Mg和K元素的分析线光谱线。基于所提取XY双特征变量构建遗传算法优化及自适应增强的人工神经网络（GA-BP-Adaboost）模型,当变异概率、交叉概率和相对误差率（RE）分别设为0.1,0.95和0.01时,最优模型预测平均相对误差（AREP）和预测相对标准误差（RSDP）分别为2.39%和2.97%,相比于XY-PLSR模型效果分别较低了0.82%和0.91%。结果表明：XY双变量特征提取法结合GA-BP-Adaboost模型可以为生物质炭在工业使用过程中CV精确定量预测分析提供方法依据。     

煤矸石烧结砖的热值利用与节能测算模型研究

煤炭开采和洗选加工过程中排放出大量的煤矸石,发展煤矸石烧结砖可节约大量能源,有利于新型建材“绿色”可持续发展。根据能源的梯级利用原理;综合考虑煤矸石烧制砖的原料配比、工艺技术以及主要设备情况,系统地构建了煤矸石砖热值利用节能测算模型,以山西煤矸石烧制砖为例进行了测算和分析,结果表明,2010年山西煤矸石烧结砖行业共节能约99．381万t标准煤。     

华安县绿竹林能量的研究

研究了１９９７年１月福建省华安县绿竹（Ｄｅｎｄｒｏｃａｌａｍｏｐｓｉｓｏｌｄｈａｍｉ）林各组分的热值、能量现存量;１９９６年７月至１９９７年６月绿竹叶与细根分解过程的热值变化．结果表明：１）１９９７年１月绿竹林各组分的灰分含量有较大差异,在３．８２％～１７．６６％之间,杆的灰分含量最低,叶的灰分含量最高;干重热值在１６６２５．５～１８６４８．２Ｊ／ｇ之间,细根的干重热值最低,杆的干重热值最高．２）１９９６年７月至１９９７年６月绿竹叶的干重热值有一定的季节变化,干重热值在冬季最低．３）１９９６年７月至１９９７年６月绿竹细根分解过程中干重热值呈现上升、而后逐渐下降的趋势．     

福建东山县赤山滨海沙地厚荚相思林与湿地松林生物量和能量的研究

对滨海沙土的厚荚相思林与湿地松林生物量和能量进行了研究,结果表明:1)厚荚相思林现存生物量为 149.51t/hm2,其中干占总量的57.83%,根系占总量的12.82%,地上部分生物量是地下部分生物量的 6.81 倍;各组分干质量热值在19.98~23.48 kJ/g之间,整个林分平均干质量热值为20.59 kJ/g,能量现存量为3 079.16×106 kJ/hm2;2)湿地松林现存生物量为142.22 t/hm2,干占总量的35.35%,根占总量的32.88%,地上部分生物量是地下部分生物量的2.04倍;各组分干质量热值在20.53~21.54 kJ/g,整个林分平均干质量热值为21.00 kJ/g,能量现存量为2 986.28×106 kJ/hm2.3)厚荚相思和湿地松根系发达,可以克服沙地养分贫瘠,树干所占比例大,起着很好的防风效果,总体上有着较高的现存生物量;整个林分的平均热值高,反映厚荚相思和湿地松高的太阳能利用率,从这些特性可知它们对沿海沙地有很好的适应性,并起着很好的改善沿海沙地生态环境和提高生物多样性的作用.     

长白山阔叶红松林6种槭属树种干重热值比较研究

以长白山阔叶红松林中常见的6种槭属树种为调查对象，分别从树种、器官、径级等多角度对其干重热值进行对比分析.结果表明：6种槭属树种不同器官之间的干重热值差异显著性不同，枝和皮的干重热值与其他器官的干重热值差异极显著，而主根、干、叶和侧根之间的干重热值差异不显著，整体表现为：枝>主根>干>叶>侧根>皮；不同树种同一器官的干重热值存在一定差异，枝、干、侧根的干重热值最高的树种为花楷槭，皮和主根的干重热值最高的树种为青楷槭，叶的干重热值最高的树种为色木槭；同一树种不同器官的干重热值存在一定差异，6个树种中枝的干重热值是最高的，其次为干或主根；槭属树种的干重热值随着胸径的增大呈明显的波浪形分布.