Analysis of moisture, ash, carbon, and volatile content in coal by NIRS
Aplikace | 2023 | MetrohmInstrumentace
Stanovení vlhkosti, obsahu popela, pevného uhlíku a hořlavých látek v uhlí je klíčové pro hodnocení výhřevnosti a spalovacích vlastností suroviny. Tradiční analýzy vyžadují pražení ve speciálních pecích, mletí vzorků a spotřebu dusíku, což vede k dlouhé době analýzy a vyšším nákladům. Near-infrared spektroskopie (NIRS) představuje rychlou a bezkontaktní alternativu pro rutinní kontrolu kvality uhlí.
Účelem aplikace AN-NIR-117 bylo ověřit schopnost analyzátoru Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer v kombinaci se softwarem Vision Air Complete současně kvantifikovat čtyři základní parametry kvality uhlí (vlhkost, popel, pevný uhlík, hořlavé látky) bez předchozí přípravy vzorku a v čase kratším než jedna minuta.
Bylo analyzováno 30 různých uhelných vzorků mletých na granulometrickou frakci 0,2 mm. Spektra v rozsahu 400–2500 nm byla získána na DS2500 Solid Analyzeru s velkou rotační vzorkovou miskou. Kalibrace a modelování dat proběhlo v softwaru Vision Air Complete. Referenční hodnoty byly stanoveny podle příslušných ASTM metod (D3173, D3174, D3175, D3172).
Vybudované predikční modely dosáhly následujících parametrů kvality:
NIRS umožňuje snížit dobu analýzy z hodin až na jednotky sekund a eliminuje použití dusíku, což výrazně zkracuje pracovní postupy a snižuje provozní náklady. Díky robustní konstrukci přístroje lze metodu nasadit jak v laboratoři, tak přímo ve výrobním prostředí pro on-line kontrolu kvality.
Očekává se rozšíření NIRS do kontinuálního monitoringu a kombinace s pokročilou chemometrií či umělou inteligencí pro automatizovanou detekci anomálií ve výrobě. Dále lze rozšířit spektrální databáze pro různé typy uhlí a zdokonalit modely predikce dalších parametrů, jako jsou síra nebo výhřevnost.
Studie prokázala, že Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer v kombinaci s Vision Air Complete nabízí rychlou, přesnou a nákladově efektivní alternativu ke standardním pecním metodám pro stanovení vlhkosti, obsahu popela, pevného uhlíku a hořlavých látek v uhlí. Díky vysoké korelaci s referenčními postupy je metoda připravena pro rutinní nasazení.
NIR Spektroskopie
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceMetrohm
Souhrn
Význam tématu
Stanovení vlhkosti, obsahu popela, pevného uhlíku a hořlavých látek v uhlí je klíčové pro hodnocení výhřevnosti a spalovacích vlastností suroviny. Tradiční analýzy vyžadují pražení ve speciálních pecích, mletí vzorků a spotřebu dusíku, což vede k dlouhé době analýzy a vyšším nákladům. Near-infrared spektroskopie (NIRS) představuje rychlou a bezkontaktní alternativu pro rutinní kontrolu kvality uhlí.
Cíle a přehled studie / článku
Účelem aplikace AN-NIR-117 bylo ověřit schopnost analyzátoru Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer v kombinaci se softwarem Vision Air Complete současně kvantifikovat čtyři základní parametry kvality uhlí (vlhkost, popel, pevný uhlík, hořlavé látky) bez předchozí přípravy vzorku a v čase kratším než jedna minuta.
Použitá metodika a instrumentace
Bylo analyzováno 30 různých uhelných vzorků mletých na granulometrickou frakci 0,2 mm. Spektra v rozsahu 400–2500 nm byla získána na DS2500 Solid Analyzeru s velkou rotační vzorkovou miskou. Kalibrace a modelování dat proběhlo v softwaru Vision Air Complete. Referenční hodnoty byly stanoveny podle příslušných ASTM metod (D3173, D3174, D3175, D3172).
Hlavní výsledky a diskuse
Vybudované predikční modely dosáhly následujících parametrů kvality:
- Popel: R2 = 0,973; SEC = 0,48 %; SECV = 0,73 %
- Hořlavé látky: R2 = 0,944; SEC = 0,29 %; SECV = 0,38 %
- Pevný uhlík: R2 = 0,937; SEC = 0,40 %; SECV = 0,52 %
- Vlhkost: R2 = 0,896; SEC = 0,23 %; SECV = 0,28 %
Přínosy a praktické využití metody
NIRS umožňuje snížit dobu analýzy z hodin až na jednotky sekund a eliminuje použití dusíku, což výrazně zkracuje pracovní postupy a snižuje provozní náklady. Díky robustní konstrukci přístroje lze metodu nasadit jak v laboratoři, tak přímo ve výrobním prostředí pro on-line kontrolu kvality.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření NIRS do kontinuálního monitoringu a kombinace s pokročilou chemometrií či umělou inteligencí pro automatizovanou detekci anomálií ve výrobě. Dále lze rozšířit spektrální databáze pro různé typy uhlí a zdokonalit modely predikce dalších parametrů, jako jsou síra nebo výhřevnost.
Závěr
Studie prokázala, že Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer v kombinaci s Vision Air Complete nabízí rychlou, přesnou a nákladově efektivní alternativu ke standardním pecním metodám pro stanovení vlhkosti, obsahu popela, pevného uhlíku a hořlavých látek v uhlí. Díky vysoké korelaci s referenčními postupy je metoda připravena pro rutinní nasazení.
Použitá instrumentace
- Metrohm NIRS DS2500 Solid Analyzer
- DS2500 large sample cup
- Vision Air Complete software
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Quality control of Bromobutyl rubber
2023|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-NIR-107 Quality control of Bromobutyl rubber Multiparameter determination within one minute using NIRS Products made from either natural or synthetic rubber metals, resulting in substantially faster cure rates (i.e., are a vital part of everyday living. Synthetic rubbers…
Klíčová slova
error, errormerit, meritmooney, mooneyfigures, figuresprediction, predictioncross, crossstandard, standardbromine, brominenirs, nirsvalidation, validationrubber, rubbervalue, valuemetrohm, metrohmvision, visioncalibration
Quality control of non-nutritive sweeteners with NIR spectroscopy
2023|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-NIR-106 Quality control of non-nutritive sweeteners with NIR spectroscopy NIRS gives mixture analysis results within one minute The use of non-nutritive sweeteners as sugar analytical methods are available to determine various substitutes in foodstuffs has risen dramatically in…
Klíčová slova
sweeteners, sweetenersprediction, predictionnutritive, nutritivenirs, nirserror, errorstevia, steviasucralose, sucralosemerit, meritproduction, productionnir, nirfigures, figuressugar, sugarminute, minutemetrohm, metrohmnon
Quantification of cotton content in textiles by near-infrared spectroscopy
2024|Metrohm|Aplikace
Application Note AN-NIR-118 Quantification of cotton content in textiles by near-infrared spectroscopy Fast, non-destructive determination of cotton with NIRS Cotton and polyester are two of the most popular fiber composition. The procedures for the fabrics for creating garments. Polyester is…
Klíčová slova
cotton, cottonprediction, predictionspectroscopy, spectroscopynir, nirgranulates, granulatestextile, textilepolyester, polyestersimple, simplevision, visionmodel, modelproduction, productiontooperate, tooperatecomplete, completeinfrared, infraredfiber
Quality Control of PET
2020|Metrohm|Aplikace
AN-NIR-023 Quality Control of PET Determination of diethylene glycol, isophthalic acid, intrinsic viscosity, and acid number within one minute with NIRS Summary Determination of the diethylene glycol content, isophthalic acid content, intrinsic viscosity (ASTM D4603), and the acid number (AN)…
Klíčová slova
metrohm, metrohmerror, errormerit, meritfigures, figuresisophthalic, isophthalicdissolve, dissolvecross, crossstandard, standardresult, resultvalidation, validationviscometry, viscometrydiethylene, diethylenevalue, valuesimple, simpleintrinsic