中子煤质分析中应用MCNP程序进行外水分对低位热值影响的研究

作     者：刘德坤 

作者单位：东北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谷德山

授予年度：2012年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：瞬发γ中子活化分析 中子煤质分析 外水分 低位热值 MCNP 

摘      要：煤作为我国工业和人民生活的重要能源之一，随着工业的迅速发展，煤的需求量越来越大。为了提高煤的利用率，首先就得对煤质进行检测，尤其是对煤的元素组成和低位热值的检测。目前，煤质检测大多数采用化学分析法，但是化学分析需要经过取样、粉碎、称重、干燥、测定等过程，测量一个煤样需要很长时间。而瞬发γ中子活化分析法进行煤质检测因其具有速度快和多种元素同时测量的特点,已成为煤炭行业的有效分析手段之一。中子煤质检测是中子与煤样品中元素的原子核发生核反应，释放出γ射线，通过分析释放出来的γ射线来确定煤样品中的元素种类及其含量，然后计算出煤的工业值，整个过程不超过20分钟。 本文在介绍瞬发γ中子活化分析的原理及发展现状、中子煤质分析和蒙特卡罗方法的基础上，利用MCNP程序进行煤样品中外水分变化对低位热值影响的模拟计算。在模型固定的情况下，分别对四种含C量不同的煤样品在外水分从0.1kg至1kg变化进行模拟，外水分每变化0.1kg计算一组数据，然后根据C、H、O元素的特征γ射线计数计算出样品中C、H、O元素的含量以及低位热值，并分析它们的变化情况。将模拟结果与化验值进行比较发现：随着外水分的增加，模拟得到的C、H、O元素的含量和低位热值比化验值小，而且模拟结果与化验值之间的差距越来越大，即随着外水分的增加，模拟结果的误差越来越大。因此在利用中子进行煤质分析时，应尽量控制煤中外水的含量，保证测量的准确度。