JP3268972B2 - 炭種性状判別方法 - Google Patents

炭種性状判別方法

Info

Publication number
JP3268972B2
JP3268972B2 JP10760396A JP10760396A JP3268972B2 JP 3268972 B2 JP3268972 B2 JP 3268972B2 JP 10760396 A JP10760396 A JP 10760396A JP 10760396 A JP10760396 A JP 10760396A JP 3268972 B2 JP3268972 B2 JP 3268972B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coal
light
value
type property
coal type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10760396A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09292338A (ja
Inventor
純一 吉村
治 畠山
敏 菅原
文夫 沓掛
正敏 横山
保雄 斎藤
順之 綱川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku Electric Power Co Inc
Japan Tobacco Inc
Original Assignee
Tohoku Electric Power Co Inc
Japan Tobacco Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku Electric Power Co Inc, Japan Tobacco Inc filed Critical Tohoku Electric Power Co Inc
Priority to JP10760396A priority Critical patent/JP3268972B2/ja
Priority to EP97302810A priority patent/EP0803726A3/en
Priority to TW086105315A priority patent/TW393574B/zh
Priority to US08/842,510 priority patent/US5873982A/en
Priority to KR1019970015628A priority patent/KR100239851B1/ko
Publication of JPH09292338A publication Critical patent/JPH09292338A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3268972B2 publication Critical patent/JP3268972B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭の炭種性状を
非接触で自動的に判別するための炭種性状判別方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】石炭の性状はそれを産出した場所によっ
て異なっており、炭質に応じて大きく分けると、無煙
炭、歴青炭、かっ炭の3種類に分類される。石炭は地質
時代の植物が堆積して地殻運動により繊維成分が脱水化
反応を起こし腐植化したものであるが、炭質がかっ炭、
歴青炭、無煙炭に移行するに従って腐植化の度合が進ん
で石炭化度が増加し揮発分は少なくなる傾向を示す。こ
のように、腐植化の度合により石炭の内容成分は変化
し、地域に応じて多種類の性状の石炭が形成される。こ
れまで石炭の性状については、色やにおい等だけでは正
確な判別ができないため、内容成分を化学分析して石炭
の炭種性状を判別していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、化学分析を行
うにはかなりの時間(3〜4日)と熟練が必要であり、
例えば、石炭を燃料とするボイラー等の供給ラインで炭
種を変更して燃焼調整を行う場合など、その場ですぐに
炭種性状を判別したい場合に問題があった。
【0004】また、中赤外線を利用して石炭の揮発分を
測定し、石炭の品質管理を自動化、連続化しようとする
試みもあるが、この方法は中赤外線を使用しているた
め、検出器の感度が低くS/N比が小さくなって測定精
度が悪い、水分等の吸収が強いため反射光が弱く、迷
光、粒度および湿度の影響が大きい、中赤外線は熱線領
域であり温度の影響が大きい等の問題がある。このた
め、例えば石炭を供給するオンライン上で測定するとき
は迷光、粒度等の影響を受けやすく精度よく炭種性状を
判別するには問題があった。
【0005】本発明は、石炭の炭種性状の判別を自動化
して非接触でリアルタイムに判別するとともに、オンラ
イン上でも迷光、粒度および温度等の影響を低減して精
度良く判別できるようにすることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の炭種性状判別方法は、石炭の石炭化
度の60%〜80%未満を等間隔の5段階に区分して各
区分に予め定めた炭種性状判別値を対応させておき、
波長が2200nmと2300nmの2種類の測定光と
波長が1500nm〜1900nmの範囲の参照光とを
用い、石炭を供給するコンベア上に配設された測定ヘッ
ドを用いて前記測定光と参照光を該コンベア上の石炭に
照射するとともにこの石炭からの近赤外線の反射光を受
光し、測定光の近赤外吸光度換算値を求め、前記炭種性
状判別値を従属変数および前記吸光度を独立変数とする
1次結合式として該1次結合式の係数をキャリブレーシ
ョンによって設定して検量線の式を求め、判別対象とな
る石炭についての前記吸光度換算値と前記検量線とに基
づいて前記炭種性状判別値を求めるようにしたことを特
徴とする。
【0007】
【0008】また、より好ましい具体例としては、前記
近赤外線を1つまたは複数の測定光と1つの参照光とし
て前記吸光度を該測定光と該参照光の比の対数値として
求めるとよい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。この例はボイラー等のエネルギー源として
石炭を使用する工程に用いたものである。このような工
程で炭種性状判別を行うことはエネルギーの供給を安定
的かつ効率的に維持するために非常に重要である。つま
り、エネルギー供給源の石炭をリアルタイムに炭種性状
判別することにより、異なった性状の石炭の供給量およ
びバーナーの空気量等の燃焼調整をコントロールするこ
とができ発熱量を精度良く一定レベルに保つことができ
る。なお、石炭の性状と発熱量の関係は石炭化度が進む
ほど発熱量が増加する傾向にある。つまり揮発分が少な
くなるほど熱量は増加する傾向にある。
【0010】図1は本発明を適用した炭種性状判別装置
を示す図であり、測定ヘッドAは、図示しないボイラー
に石炭Cを供給するコンベア100上に配設されてい
る。測定ヘッドAは近赤外線の測定光と参照光の光束を
生成してコンベア100上の石炭Cに照射するとともに
石炭Cからの反射光を検出し、その受光量に応じた信号
を出力する。そして、コントローラBは測定ヘッドAの
出力信号に基づいて炭種性状判別値を演算して表示す
る。
【0011】測定ヘッドAの光学系は、光源1、第1集
光レンズ2、ディスク回転用モータ3、回転ディスク
4、第2集光レンズ5、反射鏡6、凹面鏡7、凸面鏡8
および受光素子9を備えており、光源1からの光は第1
集光レンズ2で収束されて回転ディスク4に照射され
る。
【0012】図2に示したように、回転ディスク4には
波長帯域が1500nm〜2500nmの近赤外線領域
の所定の波長で狭帯域の透過特性をもつ干渉フィルタ4
1,4a2 ,4a3 ,…が取り付けられており、ディ
スク回転用モータ3によって回転ディスク4が回転され
ると各フィルタ4a1 ,4a2 ,4a3 ,…は第1集光
レンズ2と第2集光レンズ5の間の光路を順番に横切る
ようになっている。
【0013】回転ディスク4に照射された光は各フィル
タ4a1 ,4a2 ,4a3 ,…で近赤外線の測定光およ
び参照光となって反射鏡6を介して石炭Cに照射され
る。そして、石炭Cからの反射光は凹面鏡7で集光され
て凸面鏡8を介して受光素子9に導かれ、この受光素子
9は受光量に応じたレベルの電圧信号をコントローラB
に出力する。なお、回転ディスク4の近傍には回転ディ
スク4の回転位置を検出する回転位置検出器10が配設
されており、コントローラBは、この回転位置検出器1
0の検出信号によって各フィルタ4a1 ,4a2 ,4a
3 ,…の測定光および参照光に対応する電圧信号の種類
を識別する。
【0014】コントローラBは、AD変換回路11、C
PU12、メモリ13、表示器14および操作キー15
を備えており、測定ヘッドAからの電圧信号はAD変換
回路11で電圧値に対応するデジタルデータ(以後、受
光量データという。)に変換されてCPU12に読み取
られる。メモリ13には、吸光度換算、重回帰演算、炭
種性状判別演算、入力処理および表示処理等を行う各プ
ログラムが記憶されており、CPU12はこれらのプロ
グラムに基づいて処理を行う。
【0015】吸光度換算の処理では、AD変化回路11
から出力される受光量データから近赤外吸光度換算値を
求める。すなわち、測定光の受光量データSと参照光の
受光量データRの比S/Rの自然対数を近赤外吸光度換
算値Xとして求める。
【0016】本発明では、石炭の石炭化度に着目して炭
種性状判別を行うようにしており、この例では、次表1
のように石炭化度を区分して各区分に炭種性状判別値を
対応付けている。
【0017】
【表1】
【0018】そして、石炭化度が既知な複数サンプルの
石炭を用いてキャリブレーションを行う。すなわち、各
サンプルについて測定光の近赤外吸光度換算値ln(S
/R)を求め、各サンプル毎に対応する炭種性状判別値
を操作キー15で入力すると、重回帰演算の処理によ
り、そのときの各石炭に対応する炭種性状判別値を目的
変数、近赤外吸光度換算値を説明変数とする1次結合式
で重回帰演算を行い、検量線の式を次式(1)の重回帰
式として求める。
【0019】 Y=a0 +a1 1 +a2 2 +…+ai i …(1) Y:炭種性状判別値 X1 〜Xi :各測定光の近赤外吸光度換算値 a0 〜ai :係数
【0020】上記のようにキャリブレーションによって
得られた検量線の式の各係数a0 〜ai はメモリ13に
記憶され、コンベア100上の石炭Cについての近赤外
吸光度換算値を式(1)に代入して炭種性状判別演算を
行い、求められた炭種性状判別値Yを表示器14に表示
する。
【0021】図3は炭種性状判別値の異なる石炭試料に
ついて800nm〜2500nmの波長帯域の近赤外線
の吸光度を示す図であり、1500nm〜1900nm
の範囲においては炭種性状判別値が異なっていても吸光
度にあまり差異がなく、1900nm〜2500nmの
範囲において炭種性状判別値の差が吸光度の差となって
現れることが判明した。
【0022】このことから、測定光の波長を1900n
m〜2500nmの範囲に設定し、その測定光の吸光度
から炭種性状判別値を求めることにより、石炭の炭種性
状を判別できることが判る。また、参照光は測定対象に
ほとんど影響されないことが必要なので1500nm〜
1900nmの範囲の波長が参照光に適していることが
判る。
【0023】次に、上記炭種性状判別装置において干渉
フィルタ4a1 ,4a2 ,…の透過特性を選択すること
により測定光の波長を具体的に選定して石炭試料を対象
に行った実験例について説明する。なお、以下の実験で
用いた参照光の主波長は1680nmである。第1の実
験例は、微粉炭試料において測定光として主波長が23
00nmの近赤外線を用いた場合であり、この測定光の
近赤外吸光度換算値Xから次式(2)の検量線の式に基
づいて炭種性状判別値Yを求めたものである。なお、係
数(−0.616,−8.13)は実験に先立って重回
帰演算で求めたものである。
【0024】 Y=−0.616−8.13X …(2)
【0025】第1の実験例の測定結果を図4および次表
2に示す。なお、炭種性状判別値の炭種対応値とはその
炭種の前表1に示した石炭化度に対応する実測により得
られた炭種性状判別値であり、出力値は炭種性状判別装
置で出力表示された値である。
【0026】
【表2】
【0027】第2の実験例は、50mmアンダーふるい
試料において測定光として主波長が2200nmと23
00nmの2種類の近赤外線を用いた場合であり、主波
長2200nmの測定光の近赤外吸光度換算値X1 ,主
波長2300nmの測定光の近赤外吸光度換算値X2
ら次式(3)の検量線の式に基づいて炭種性状判別値Y
を求めたものである。なお、係数(0.069,−4
4.02,21.82)は実験に先立って重回帰演算で
求めたものである。
【0028】 Y=0.069−44.02X1 +21.82X2 …(3)
【0029】第2の実験例の測定結果を図5および次表
3に示す。
【0030】
【表3】
【0031】以上のように、本発明を適用した炭種性状
判別装置で表示された炭種性状判別値は炭種の実測によ
る炭種性状判別値に近い値となり、この表示された炭種
性状判別値から対象となる石炭の炭種を判別することが
できる。
【0032】また、本発明においては近赤外線を用いて
いるので、受光素子9の感度が高くS/N比も大きくな
って測定精度が良く、したがって、測定ヘッドAをオン
ライン上に設置しても迷光、粒度の影響を低減すること
ができる。また、近赤外線は熱線領域ではないので、温
度等の影響を低減することができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の炭種性状判
別方法によれば、石炭の石炭化度の60%〜80%未満
を等間隔の5段階に区分して各区分に予め定めた炭種性
状判別値を対応させておき、主波長が2200nmと2
300nmの2種類の測定光と波長が1500nm〜1
900nmの範囲の参照光とを用い、石炭を供給するコ
ンベア上に配設された測定ヘッドを用いて前記測定光と
参照光を該コンベア上の石炭に照射するとともにこの石
炭からの近赤外線の反射光を受光し、測定光の近赤外吸
光度換算値を求め、前記炭種性状判別値を従属変数およ
び前記吸光度を独立変数とする1次結合式として該1次
結合式の係数をキャリブレーションによって設定して検
量線の式を求め、判別対象となる石炭についての前記吸
光度換算値と前記検量線とに基づいて前記炭種性状判別
値を求めるようにしたので、石炭の炭種性状の判別を自
動化して非接触でリアルタイムに判別するとともに、オ
ンライン上でも迷光、粒度および温度等の影響を低減し
て精度良く判別することができる。
【0034】
【0035】また、実施例のように、1つまたは複数の
測定光と1つの参照光から、測定光と参照光の比の対数
値を吸光度として求めると、炭種性状の判別にさらに有
効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した炭種性状判別装置を示す図で
ある。
【図2】本発明を適用した炭種性状判別装置の回転ディ
スクを示す図である。
【図3】炭種性状判別値の異なる石炭試料に対する近赤
外線の波長と吸光度の関係を示す図である。
【図4】第1の実験例の測定結果を示す図である。
【図5】第2の実験例の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
4a 干渉フィルタ 12 CPU 13 メモリ A 測定ヘッド B コントローラ C 石炭 100 コンベア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠山 治 宮城県宮城郡七ケ浜町代ケ崎浜字前島1 番地 (72)発明者 菅原 敏 宮城県宮城郡七ケ浜町代ケ崎浜字前島1 番地 (72)発明者 沓掛 文夫 東京都大田区南馬込1−8−1 (72)発明者 横山 正敏 宮城県仙台市青葉区二日町2−15 (72)発明者 斎藤 保雄 神奈川県平塚市黒部丘1番31号 日本た ばこ産業株式会社 生産技術開発センタ ー内 (72)発明者 綱川 順之 東京都港区虎ノ門二丁目2番1号 日本 たばこ産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−253398(JP,A) 特開 平7−159314(JP,A) 特開 平7−243958(JP,A) Osamu Ito,Hiroyuk i Seki and Masashi Iino,Diffuse refl ectance spectrain near−i.r.region of coals,Fuel,vol.67, no.4,573−578 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 JICSTファイル(JOIS)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石炭の石炭化度の60%〜80%未満を
    等間隔の5段階に区分して各区分に予め定めた炭種性状
    判別値を対応させておき、主波長が2200nmと2300nmの2種類の測定光
    と波長が1500nm〜1900nmの範囲の参照光と
    を用い、 石炭を供給するコンベア上に配設された測定ヘッドを用
    いて前記測定光と参照光を該コンベア上の石炭に照射す
    るとともにこの石炭からの近赤外線の反射光を受光し、
    測定光の近赤外吸光度換算値 を求め、 前記炭種性状判別値を従属変数および前記吸光度を独立
    変数とする1次結合式として該1次結合式の係数をキャ
    リブレーションによって設定して検量線の式を求め、 判別対象となる石炭についての前記吸光度換算値と前記
    検量線とに基づいて前記炭種性状判別値を求めるように
    したことを特徴とする炭種性状判別方法。
JP10760396A 1996-04-26 1996-04-26 炭種性状判別方法 Expired - Fee Related JP3268972B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10760396A JP3268972B2 (ja) 1996-04-26 1996-04-26 炭種性状判別方法
EP97302810A EP0803726A3 (en) 1996-04-26 1997-04-24 Method and apparatus for discriminating coal species
TW086105315A TW393574B (en) 1996-04-26 1997-04-24 Method and apparatus of discriminating coal species
US08/842,510 US5873982A (en) 1996-04-26 1997-04-24 Method and apparatus of discriminating coal species
KR1019970015628A KR100239851B1 (ko) 1996-04-26 1997-04-25 석탄종의 구별방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10760396A JP3268972B2 (ja) 1996-04-26 1996-04-26 炭種性状判別方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09292338A JPH09292338A (ja) 1997-11-11
JP3268972B2 true JP3268972B2 (ja) 2002-03-25

Family

ID=14463365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10760396A Expired - Fee Related JP3268972B2 (ja) 1996-04-26 1996-04-26 炭種性状判別方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3268972B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012127617A1 (ja) * 2011-03-22 2012-09-27 日本たばこ産業株式会社 見掛密度測定方法
WO2012127615A1 (ja) 2011-03-22 2012-09-27 日本たばこ産業株式会社 膨こう性測定方法
KR101421208B1 (ko) * 2012-11-07 2014-07-23 주식회사 포스코 탄재 선정 방법 및 이를 이용한 환원철 제조 방법
JP6482020B2 (ja) * 2015-03-26 2019-03-13 一般財団法人電力中央研究所 石炭ガス化複合発電設備
CN113720790B (zh) * 2021-08-25 2023-11-21 贵州茅台酒股份有限公司 一种判别高温大曲类别的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Osamu Ito,Hiroyuki Seki and Masashi Iino,Diffuse reflectance spectrain near−i.r.region of coals,Fuel,vol.67,no.4,573−578

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09292338A (ja) 1997-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4627008A (en) Optical quantitative analysis using curvilinear interpolation
CA1127865A (en) Method and device for analysis with color identification test paper
Andrés et al. Analysis of coal by diffuse reflectance near-infrared spectroscopy
US2245124A (en) Measuring apparatus
CN1146011A (zh) 光谱测定法、光学测量法和装置
US3746869A (en) Method of photometrically plotting light scattering objects
JP3874345B2 (ja) 光電性アレイにおけるシャドーラインの位置を決定するための方法および同方法を用いる臨界角屈折計
US4085326A (en) Radiation reflection method and apparatus particularly for gauging materials exhibiting broadband absorption or scattering, or similar effects
JP3268972B2 (ja) 炭種性状判別方法
Blanco et al. Principal component regression for mixture resolution in control analysis by UV-visible spectrophotometry
US4746805A (en) Combined distinctness of image and gloss meter
US3636361A (en) Radiation-sensitive glossmeter with means to compensate for environmental contaminants
US5612782A (en) Calibration method and calibration unit for calibrating a spectrometric device based upon two calibration samples
KR100239851B1 (ko) 석탄종의 구별방법 및 장치
Jerlov A transparency‐meter for ocean water
US4377342A (en) Zeeman atomic absorption spectrophotometer
US6552793B1 (en) Determination of the quality of a gas
US5270546A (en) Method and apparatus for non-contact, rapid and continuous moisture measurements
US3222978A (en) Surface roughness meter
JPS6189543A (ja) デユアルビームスペクトル透過率の測定方法及び装置
Birth RADIOMETRIC MEASUREMENT OF FOOD QUALITY‐A REVIEW
JPS59208445A (ja) 試料の吸収性成分量を測定するための方法とその装置
GB2062219A (en) Contactless measurement for substance concentration
JP3283766B2 (ja) 炭種判別方法
Ayalew et al. Development of a prototype infrared reflectance moisture meter for milled peat

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20011211

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees