[發明專利]一種基于紫外拉曼光譜分析的助熔劑添加控制系統及方法

有效

• 申請號: 201911040277.6
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110632057B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 劉蓉;王曉龍;郜時旺;王琪;肖天存
• 申請（專利權）人: 中國華能集團有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/01
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 孟大帥

1.一種基于紫外拉曼光譜分析的助熔劑添加控制系統的控制方法，其特征在于，系統包括煤灰取樣器（1）、煤灰進樣器（2）、紫外拉曼光譜儀（3）、拉曼光譜分析儀（4）、服務器（5）和助熔劑進料器（6）；

煤灰取樣器（1）設在氣化爐出口，用于采集煤灰并將煤灰制備成煤灰樣品；

煤灰進樣器（2）用于將煤灰取樣器（1）制得的煤灰樣品送至紫外拉曼光譜儀（3）；

紫外拉曼光譜儀（3）與拉曼光譜分析儀（4）連接，紫外拉曼光譜儀（3）用于生成煤灰樣品的拉曼光譜并發送至拉曼光譜分析儀（4）；

煤灰取樣器（1）、煤灰進樣器（2）、紫外拉曼光譜儀（3）、拉曼光譜分析儀（4）和助熔劑進料器（6）分別與服務器（5）連接；

方法包括以下步驟：

1）設置m₁為助熔劑的初始添加量，氣化反應開始后，服務器（5）控制煤灰取樣器（1）采集氣化爐出口的煤灰并制備成煤灰樣品1；

2）服務器（5）控制煤灰進樣器（2）將煤灰樣品1送至紫外拉曼光譜儀（3）；

3）采用紫外拉曼光譜儀（3）對煤灰樣品1進行檢測，得到煤灰樣品1的拉曼光譜圖并發送至拉曼光譜分析儀（4）；

4）拉曼光譜分析儀（4）對煤灰樣品1的拉曼光譜圖進行分析，得到煤灰樣品1的拉曼光譜圖中鈣長石、鎂橄欖石和鎂尖晶石特征峰，并計算鈣長石、鎂橄欖石和鎂尖晶石特征峰面積與總峰面積的比值之和a₁，將a₁發送至服務器（5）；

5）服務器（5）調整助熔劑進料器（6）助熔劑的添加量為m₂，m₂=2m₁，服務器（5）控制煤灰取樣器（1）采集氣化爐出口的煤灰并制備成煤灰樣品2；

6）重復步驟2）~步驟4），得到煤灰樣品2的拉曼光譜圖中鈣長石、鎂橄欖石和鎂尖晶石特征峰面積與總峰面積的比值之和a₂，將a₂發送至服務器（5）；

7）服務器（5）對a₁和a₂進行比較，若a₂≤1.05a₁，則在時間周期T內維持助熔劑添加量m₂；若a₂＞1.05a₁，則重復步驟5）和步驟6），直至a_n≤1.05a₁（n=2,3,4……），則在時間周期T內維持助熔劑添加量m_n=nm₁（n=2,3,4……）；

8）每隔一個時間周期T，重復步驟1）~步驟7）；

鈣長石、鎂橄欖石和鎂尖晶石特征峰面積與總峰面積比值之和a₁，a₂……a_n的計算方法為，a₁=a_n=I_鈣長石+I_橄欖石+I_尖晶石(n=2,3……)，其中峰面積比I_鈣長石=S_鈣長石/S_總，I_橄欖石=S_橄欖石/S_總，I_尖晶石=S_尖晶石/S_總；式中，I_鈣長石為鈣長石特征峰面積與總峰面積的比值，I_橄欖石為鎂橄欖石特征峰面積與總峰面積的比值，I_尖晶石為鎂尖晶石特征峰面積與總峰面積的比值，S_鈣長石為鈣長石的特征峰面積之和，S_橄欖石為鎂橄欖石的特征峰面積之和，S_尖晶石為鎂尖晶石的特征峰面積之和，S_總為總峰面積，S_總=S_鈣長石+S_橄欖石+S_尖晶石。

2.根據權利要求1所述的基于紫外拉曼光譜分析的助熔劑添加控制系統的控制方法，其特征在于，煤灰取樣器（1）包括裝樣裝置和壓平裝置，裝樣裝置用于盛放采集到的煤灰，壓平裝置用于將裝樣裝置內的煤灰壓平。