2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、煤的元素組成是鍋爐熱力計算和燃燒調(diào)整等諸多方面都必不可少的依據(jù)之一。傳統(tǒng)的煤質(zhì)分析方法通常是進行離線測量,不能及時提供入爐煤質(zhì)的分析數(shù)據(jù),無法滿足鍋爐燃燒調(diào)整和事故分析的需要,具有很大的局限性。因此,有必要發(fā)展新技術(shù)以實現(xiàn)煤質(zhì)的快速檢測。激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,簡稱LIBS)是一種新的元素分析技術(shù),具有快速、多元素同時測量等優(yōu)點,因而能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于煤質(zhì)分析,以開發(fā)一種新

2、型的煤質(zhì)分析技術(shù)。本文采用理論分析和實驗研究相結(jié)合的方法開展研究,為該技術(shù)應(yīng)用于煤質(zhì)分析提供實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
   本文分析了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在燃煤領(lǐng)域應(yīng)用的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并總結(jié)了煤樣LIBS研究的一些關(guān)鍵性問題:煤樣等離子體的產(chǎn)生和演化機制十分重要;煤中待測的主要元素共有十幾種,多元素同時測量存在困難;C、H和O等元素很難激發(fā)和電離,但這些元素的定標(biāo)和定量分析至關(guān)重要。這些內(nèi)容均與激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在煤質(zhì)測量上的實

3、際應(yīng)用密切相關(guān)。本文是針對這些關(guān)鍵性問題開展了一系列研究,其主要內(nèi)容如下:
   搭建了一套LIBS煤質(zhì)檢測實驗系統(tǒng)。選用典型的神華煤為對象,通過對連續(xù)背景譜線和原子譜線C I 247.9nm時間演化過程的分析,探討了煤樣等離子體從產(chǎn)生到湮滅過程各階段中譜線的形成機制。將煤樣和金屬銅的等離子體演化過程進行比較,討論了煤樣揮發(fā)分對等離子體的影響。該研究為開發(fā)LIBS煤質(zhì)分析儀提供了實驗平臺和理論基礎(chǔ)。
   分析了元素激發(fā)

4、、電離特性對等離子體的影響,并對不同譜線的時間演化過程開展一系列實驗研究,從中選擇了合適的延遲時間和采樣門寬進行煤樣的多元素同時測量。通過改變激光能量、透鏡焦平面位置和光譜平均次數(shù)等相關(guān)參數(shù)對煤樣進行實驗,分析它們對譜線強度及其重復(fù)性的影響。在此基礎(chǔ)上確定了較優(yōu)的技術(shù)參數(shù),并選擇這些參數(shù)對四種不同產(chǎn)地的煤樣開展了驗證性實驗,結(jié)果表明譜線較明顯且重復(fù)性較好。這些研究為LIBS煤質(zhì)分析儀的開發(fā)提供了實驗依據(jù)和技術(shù)參數(shù)。
   煤中C

5、、H和O元素與煤的燃燒狀況密切相關(guān),但通過分析得知它們的譜線靈敏度低且定標(biāo)曲線的效果較差。針對這些問題,本文選用原子譜線SiI 288.2nm作為內(nèi)標(biāo)譜線,對譜線C I 247.9nm、H I 656.3nm和O I 777.4nm建立內(nèi)標(biāo)曲線,得到了較好的定標(biāo)結(jié)果。此外,為了避免環(huán)境大氣對煤中O元素測量的干擾,本文采用直吹氬氣的方法,結(jié)果表明氬氣環(huán)境對O元素不存在干擾且能夠增大煤中元素譜線的強度,并發(fā)現(xiàn)氬氣環(huán)境下C、H和O元素的定標(biāo)結(jié)

6、果比大氣環(huán)境下C、H和O元素的定標(biāo)結(jié)果有所改善。這些研究為煤中C、H和O元素的測量提供了合適的定標(biāo)方案。
   對煤中元素進行定量分析是LIBS技術(shù)應(yīng)用于燃煤領(lǐng)域的最終目的。對目前常用的定量分析方法進行了歸納。采用定標(biāo)曲線法對煤中的次量元素進行了定量分析,結(jié)果表明測量的準(zhǔn)確度較高。采用內(nèi)標(biāo)法對煤中的C、H和O元素進行了定量分析,分析結(jié)果具有了一定的準(zhǔn)確度。采用內(nèi)標(biāo)法對煤灰中未燃碳進行了研究,結(jié)果表明該技術(shù)應(yīng)用于煤灰中含碳量的測量

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