[发明专利]一种基于低场核磁共振快速检测煤炭全水分的方法

说明书

一种基于低场核磁共振快速检测煤炭全水分的方法，适用于煤质的全水分的检测。取待测全水分煤炭进行核磁测试条件下进行测试，由核磁测试软件和T₂图谱获得首峰点值，将首峰点值带入核磁信号首峰点值与煤炭全水分之间的关系式中即可获得全水分。其检测速度快，精度高，大大降低了煤炭全水分测试的时间、人力成本，为实现全水分在线检测提供了重要借鉴与指导意义；所用的低场核磁共振设备具有安全、小型化、低成本、易于操作和测试速度快等诸多优点，可以满足选煤厂的各种需求，具有很好的适应性。

技术领域

本发明涉及一种检测煤中全水分的方法，尤其适用于煤炭工业中检测小粒径煤炭全水分时使用的基于低场核磁共振快速检测煤中全水分的方法。

背景技术

煤炭作为化石能源，在世界上拥有非常丰富的储量。它已被广泛应用于钢铁，化工，火力发电等行业。选煤厂生产的煤炭总水分含量是决定煤炭产品后续使用的一个非常重要的参数。在选煤厂的生产过程中，如果精煤中所含的全水分过高，不仅会严重降低精煤的热值，还会导致煤炭产品无法卸载。这些水分含量过高的精煤很可能会被客户退回，这不仅影响了选煤厂的信誉和经济效益，而且还影响了其正常生产。因此，必须在出售精煤之前快速并准确地检测出煤炭的全水分。

目前，通常采用烘箱干燥法来检测煤炭的全水分，方法如下：将待测煤炭放在℃下干燥直至重量保持恒定，然后可以计算出干燥前后的重量损失，从而根据重量损失与未经干燥的煤的重量之比得出其全水分。尽管该检测方法可以获得准确的水分含量，但是需要很长时间并且难以实现在线检测，这显然是不利于未来选煤厂自动化环节的实现。因此，制定出一个快速且准确检测煤炭产品水分的方法显得极为迫切。

核磁共振是磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振波谱学是光谱学的一个分支，其共振频率在射频波段，相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁。根据核磁共振的功能和应用，它可以分为核磁共振波谱(MRS)、核磁共振成像(MRI)、核磁共振弛豫谱。通过核磁共振弛豫谱可以得到分子间相互作用(物理信息)和弛豫时间谱。核磁共振弛豫谱以低磁场强度(1T)为主，也就是低磁场核磁共振(LF-NMR)。低场核磁共振具有安全、小型化、低成本、易操作等优点。

目前，¹H和¹³C NMR被广泛的研究，并且¹H NMR也称为质子磁共振(PMR)。¹H原子核可以通过非辐射方式从高能态转换为低能态，这称为弛豫。目前，存在两种弛豫方式，即自旋晶格弛豫和自旋-自旋弛豫。高能态的原子核通过交变磁场将能量转移到周围的分子，即系统将能量释放到环境中并返回低能态本身，这称为自旋晶格弛豫。自旋晶格弛豫降低了磁核的总能量，也称为纵向弛豫。其速率用1/T₁表示，T₁称为纵向弛豫时间。具有一定距离，进动频率和进动方向不同的两个核交换能量并改变进动方向，这称为自旋-自旋弛豫。由于自旋-自旋弛豫不改变磁核的总能量，因此也称为横向弛豫。其速率用1/T₂表示，T₂称为横向弛豫时间。在频率较低、脉冲间隔较短的情况下，T₂可以提供与T₁相同的测量信息。但是T₂的测量速度比T₁快。因此，横向弛豫时间T₂测试被广泛使用。

基于¹H LF-NMR是通过检测水中的氢核来获得煤炭孔隙率的原理，核磁测试信号和煤炭水分之间必然存在某种关系，探究出两者之间的关系将有利于获得基于低场核磁共振检测煤炭全水分的方法，这对于实现选煤厂在线检测煤炭全水分具有重大意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种煤炭全水分检测速度块，检测精度高的快速检测煤炭全水分的方法。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明的基于低场核磁共振快速检测煤中全水分的方法，其步骤为：