基于THz-TDS技术定量分析煤炭中的灰分和挥发分

作     者：朱立江 吴玫晓 闫雪清 ZHU Lijiang;WU Meixiao;YAN Xueqing

作者机构：国家能源集团煤焦化有限责任公司内蒙古乌海016000 华太极光光电技术有限公司上海200091 

出 版 物：《太赫兹科学与电子信息学报》 (Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology)

年 卷 期：2024年第22卷第9期

页      面：975-982页

学科分类：07[理学] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

主　　题：太赫兹 煤炭 灰分 挥发分 定量分析 

摘      要：为提高煤炭中灰分、挥发分定量分析的效率,减少污染,提出一种基于太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术的煤炭灰分、挥发分定量分析方法。研究煤炭太赫兹吸收特性与灰分的关系,结果表明,煤炭的太赫兹有效频谱范围为0.2~2.2 THz,在0.2~2.2 THz没有明显的吸收峰,灰分含量是影响太赫兹波段吸收特性的主要因素;对比预处理方法、支持向量机(SVM)模型和偏最小二乘(PLS)模型对预测效果的影响,采用样品数的3/4建立模型,其余1/4作为外部验证集进行验证,结果表明,Savitzky-Golay平滑和移动窗口平均(MAF)平滑对外部验证集的预测效果没有提升;SVM模型对灰分、挥发分的预测效果优于PLS模型。灰分、挥发分的SVM模型的外部验证集的相关系数(Rp)分别为0.933、0.724;预测均方根误差(RMSEP)分别为3.223、5.772。太赫兹技术结合SVM算法对煤炭灰分、挥发分进行预测,可将分析时间缩短至10 min内,提升分析效率。