产品特点：近红外煤质分析仪在线检测煤炭中的水分含量较高，其无用成分则越多，则需要对煤炭进行加工和干燥处理。传统的
水分检测和分析的方式主要有空气干燥法和微波干燥法。这些处理方法和检测的周期过长 且重复性较差，近红外方法可以弥补上述技术的不足，水中羟基在近红外谱区有着明显的 吸收，可以通过该吸收谱图与水分含量建立模型，预测水分在1分钟之内就可以出结果。

近红外煤质分析仪在线检测      

JZ N-011

背景介绍

我国是煤炭大国，已探明的储量仅次于美国，开采量达到，消耗量超过世界的 50%。

作为我国重要能源之一的煤炭，其性能 和用途与煤质有着十分密切的关系，煤质分析包括水分、灰分、挥发分、固定碳、硫分等，根据这些指标，可以基本掌握各种煤的性 质和特点，并确定其在工业上的实用价值；在火电厂，这些指标是每天对入厂煤和入炉煤的必检项目。目前国内的煤质分析主要是热 重仪，测量时间长，结果滞后；还有一些采用放射线如核、快中子、同位素技术，但由于其强烈的放射性，推广难度较大。近些年来，近红外光谱技术由于其快速、无损、可在线检测的众多特点在煤质分析中逐渐发挥出的应用价值。

原理及应用

水分

煤炭中的水分含量较高，其无用成分则越多，则需要对煤炭进行加工和干燥处理。传统的

水分检测和分析的方式主要有空气干燥法和微波干燥法。这些处理方法和检测的周期过长

且重复性较差，近红外方法可以弥补上述技术的不足，水中羟基在近红外谱区有着明显的

吸收，可以通过该吸收谱图与水分含量建立模型，预测水分在1分钟之内就可以出结果。

硫分

硫是一种有害物质，燃烧产生的二氧化硫会污染空气，不利于自然环境的保护。较为传统

的检测方式有高温燃烧中和法和艾氏卡法，检测过程需要十几个工作小时，并且在检测的

过程中还需要数次加入高危险的试剂。高温燃烧中和法相较于艾氏卡法来说，其自动化有

了提升，但是检测的过程中用到的各种化学物质较多，会造成较为严重的环境污染。近红

外检测不需要任何试剂，煤样直接放入样品杯中，使用实验室光谱仪 NIR10-S 可以直接检测，几十秒就可以测量出结果。由于整个过程基本上没有样品的预处理等人为操作，测量结果的重复性和准确性会比传统的手工分析方法还要好。

灰分

燃煤的灰分对发电设备的运行有巨大影响，当燃用高灰分低热值的煤时，不仅发电厂的除 尘和排灰系统要处理更多的灰量，同时在输送、加工和燃烧过程中也要用到更多的煤，增大了设备的消耗和磨损，降低了效率。所以，对煤中灰分的快速检测很有意义。目前有用放射源透射方式测定灰分，但是推广难度较大。用近红外的方法可以实现这一诉求，快速在线监测燃煤中的灰分，为及时调整燃煤输送、加工提供实时的数据支撑。

挥发分

挥发分是锅炉燃烧的一个重要参考指标。当燃煤挥发分高、发热量高时，会造成结渣并导 致喷口烧坏；而煤质挥发分低、灰分高时，又会造成灭火。及时监控入炉燃煤挥发分 是保证锅炉稳定燃烧的重要条件。传统的挥发分测定方法至少要 3 个小时以上，这对锅炉 燃烧的调整来说是远远不够的。借助近红外光谱的特点，可以建立近红外光谱和挥发分的 模型，从而实现对挥发分这一重要指标的快速检测。此外，还有一些重要的煤质指标，如发热量和固定碳等，也可以用近红外光谱法进行预测， 实现一次扫描光谱同时检测多个组分。

推荐配置

固体实验室方案

² 傅里叶近红外光谱仪主机：NIR10-S

² 采样附件：自动旋转台，大样品杯

² 培养皿，小样品杯

² 操作软件：S-IR，S-Seq

² 建模软件 S-Cal

² 透反射样品台：可用于测量粘稠透明或胶状样品

固体非接触方案

² 傅里叶近红外光谱仪主机：NIR10-D

² 采样附件：非接触漫反射探头 Dual Eye

² 操作软件：S-IR，S-Seq

² 建模软件 S-Cal

在线解决方案

公司还提供工业现场在线解决方案，使用工业在线流通池、探头和长距离光纤将样品光谱信号传输到光谱仪中，实现对生产装置反应过程中的原位实时在线检测。检测结果可以通过工业通讯协议（4-20mA，Modbus 等）实时上传至 DCS，实现过程反应的在线实时监控

一、工业现场真实痛点

（一）实验室离线化验痛点

1. 检测周期长，数据严重滞后：传统热重仪、艾氏卡法、空气干燥法，测硫需要十几小时，挥发分检测 ≥ 3 小时，拿到报告时煤炭已经入炉，无法实时指导锅炉调整。

2. 操作繁琐，依赖人工，重复性差：制样、称量、高温灼烧全靠人工，人为误差大；不同化验员操作水平参差，结果波动明显。

3. 化学试剂风险高，环境污染：测硫等项目需使用大量危险化学试剂，废液废渣处理成本高，存在安全与环保隐患。

4. 放射类设备推广难：核、快中子、同位素放射类煤质设备存在辐射安全风险，审批、运维门槛高，企业普遍不愿采用。

（二）火电厂生产运行痛点

1. 煤质不及时，锅炉燃烧失控：挥发分过高容易结渣、烧坏喷口；挥发分偏低易灭火；灰分偏高加剧设备磨损，除尘排灰负荷加大，传统检测跟不上燃烧调整节奏。

2. 入厂 / 入炉煤无法实时管控：只能事后化验结算，不能实时指导配煤、煤场堆料，主要依靠工人经验，配煤精度差，直接影响机组效率与环保排放。

3. 检测指标分散，不能同步出数：传统设备单台只能测单项指标，水分、硫、灰分、挥发分、发热量需多台仪器分别检测，流程繁琐。

（三）在线部署现场痛点

1. 传统在线设备很难直接对接 DCS 系统，数据无法自动参与生产闭环控制。

2. 部分在线方案需要复杂样品预处理，现场改造工程量大、停机周期长。

二、近红外煤质分析仪在线检测对应解决价值

• ✅ 无需化学试剂，样品直接进样，几十秒～1 分钟输出检测结果。

• ✅ 无损检测，无放射源，安全易推广。

• ✅ 一次光谱扫描，同时输出水分、硫分、灰分、挥发分、发热量、固定碳多项指标。

• ✅ 分实验室台式、非接触探头、皮带在线三套方案；在线版本支持 4-20mA、Modbus 对接 DCS，实时输出煤质数据，指导配煤与锅炉燃烧。