本發(fā)明屬于煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保節(jié)能無煙型煤及制備方法。
背景技術(shù)：
無煙煤，俗稱白煤或紅煤。是煤化程度最大的煤。無煙煤固定碳含量高，揮發(fā)分產(chǎn)率低，密度大，硬度大，燃點高，燃燒時不冒煙。黑色堅硬，有金屬光澤。以脂摩擦不致染污，斷口成貝殼狀，燃燒時火焰短而少煙。不結(jié)焦。一般含碳量在90％以上，揮發(fā)物在10％以下。無膠質(zhì)層厚度。熱值約6000-6500千卡/公斤。有時把揮發(fā)物含量特大的稱做半無煙煤；特小的稱做高無煙煤。由于受區(qū)域條件和生產(chǎn)成本的影響，有的無煙煤轉(zhuǎn)化率低，可能排放有害氣體。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：由于受區(qū)域條件和生產(chǎn)成本的影響，有的無煙煤轉(zhuǎn)化率低，可能排放有害氣體；對于現(xiàn)有技術(shù)中，活化過程中智能控制程度低，只使用簡單的控制，使數(shù)據(jù)的控制中，準確率低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種環(huán)保節(jié)能無煙型煤及制備方法，
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種環(huán)保節(jié)能無煙型煤的制備方法包括：
送入活化器中活化3小時～5小時，并加入少量水分使物料潤濕；
所述活化器中分別鑲嵌有溫度采集模塊、圖像采集模塊、控制模塊及顯示模塊；所述溫度采集模塊、圖像采集模塊及顯示模塊通過無線或有線連接控制模塊；
所述溫度采集模塊的信號采集方法包括：
根據(jù)紅外光譜輻射得到活化器內(nèi)溫度參數(shù)，紅外光譜發(fā)射率在所選定的波長處與溫度有近似相同的線性關(guān)系，即：
εi2＝εi1[1+k(t2-t1)]
式中，εi1是波長為λi，溫度為t1時的光譜發(fā)射率；εi2是波長為λi，溫度為t2時的光譜發(fā)射率；t1、t2分別為兩個不同時刻的溫度；k為系數(shù)；
vi1為第一個溫度t1下的第i個通道的輸出信號，vi2為第一個溫度t2下的第i個通道的輸出信號，t1溫度下的發(fā)射率εi1∈(0,1)，通過隨機選取一組εi1，由下式計算在參數(shù)εi1下實際得到的ti1：
設(shè)k∈(-η,η)，通過隨機選取一個k，在第二個溫度t2下的發(fā)射率εi2的表達式為：
由下式計算在參數(shù)εi1下實際得到的ti2：
所述控制模塊對圖像采集模塊傳輸?shù)膱D形信息通過脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對圖像進行檢測，利用網(wǎng)絡(luò)特性使灰度為sijmax的像素點火激活，再進行第二次脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迭代處理，把介于[sijmax/1+βijlij,sijmax]間的像素捕獲激活，使兩次激活的像素點對應(yīng)的yij輸出為1；然后對原噪聲污染圖像反白處理，再對處理后的圖像sij按前述進行迭代處理，并使對應(yīng)的輸出yij＝1，利用圖像噪聲像素與周圍像素相關(guān)性小，灰度差別大特性，當(dāng)一個神經(jīng)元的激發(fā)沒有引起所在區(qū)域附近大多數(shù)神經(jīng)元的激發(fā)時，就說明該神經(jīng)元對應(yīng)像素可能是噪聲點；
初步甄別出yij＝0對應(yīng)的像素點為圖像的信號點，予以保護；對yij輸出為1的像素點在3*3模板b范圍內(nèi)統(tǒng)計以輸出yij＝1為中心鄰域元素值為1的個數(shù)ny判別歸類：1≤ny≤8，為噪聲點，當(dāng)ny＝9，判定為圖像像素點；
圖像還進行自適應(yīng)加權(quán)濾波器噪聲濾波，自適應(yīng)加權(quán)濾波器噪聲濾波的實現(xiàn)方法；
當(dāng)脈沖輸出yij＝1且ny＝1～8，ny是當(dāng)在3*3模板b中為1個數(shù)，選取濾波窗口m，對噪聲污染圖像sij的自適應(yīng)濾波，濾波方程為：
式中，xrs是濾波窗口中對應(yīng)像素的系數(shù)，srs為濾波窗口中對應(yīng)像素的灰度值，fij為濾波窗后窗口中心輸出值：
式中dij為方形濾波窗口m中像素灰度中值，ωij濾波窗口中心灰度差絕對均值，max為求其中最大值；
選取濾波窗口m選取大小為m*m的濾波窗口m，窗口大小的選取原則是：
雙結(jié)構(gòu)元素數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)第二級濾波的具體方法：
殘留脈沖噪聲的圖像為f，e為結(jié)構(gòu)元素se，則膨脹有如下關(guān)系式：
式中
上式膨脹關(guān)系是將與物體接觸的所有背景點都合并到物體中，使邊界向外部擴張的過程，填補物體中的洞孔；
上式θ為腐蝕運算，腐蝕是消除邊界點，邊界向內(nèi)部收縮，同時在腐蝕膨脹的基礎(chǔ)上，再結(jié)合形態(tài)學(xué)的開閉運算：
進一步，環(huán)保節(jié)能無煙型煤及制備方法包括以下步驟：
采用洗煤廠副產(chǎn)品煤泥、農(nóng)作物加工的生物質(zhì)粉或其碳化物，使用反推算法計算配料比，與煤混合。
在所述型煤的上述基本組分基礎(chǔ)上還可以添加其他粘結(jié)劑、助燃劑、固硫劑等如煤矸石、粘土、腐植酸等。
所述的固硫劑主要是ca(oh)2、cao、caco3，能去除廢氣中硫氧化物(包括so2和so3)，固硫劑所含成分也可按照反推算法進行配置。
所述反推算法是先假定一個配料比，并根據(jù)各種原料的水分、燒損、化學(xué)成分等原始數(shù)據(jù)，計算出各成分的化學(xué)成分，當(dāng)計算結(jié)果符合生產(chǎn)要求，即可按此料比進行組織生產(chǎn)，如果不符合，再重新進行調(diào)整計算，直至滿足生產(chǎn)要求為止。如果在實際生產(chǎn)中，所計算的配比和實際有誤差，可分析其產(chǎn)生誤差的原因，并再次進行調(diào)整計算。
各成分計算公式為：
煤泥＝干料配比×(1—燒損度)
農(nóng)作物加工的生物質(zhì)粉或其碳化物＝該種原料含農(nóng)作物加工的生物質(zhì)粉或其碳化物量×該種原料配比
進入固硫劑中的ca(oh)2＝該種原料含ca(oh)2量×該種原料配比
進入配合料中的cao＝該種原料含cao量×該種原料配比
進入配合料中的caco3＝該種原料含caco3量×該種原料配比；
然后送入高壓磨機中混合研磨至400-500目。
再送入活化器中活化3-5小時，并加入少量水分使物料潤濕。
所述活化原理是以水蒸汽活化為代表的物理活化具有工藝單、無污染等優(yōu)點，已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用，但其活化機理仍在探索之中，水蒸汽與碳的基本反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)在750℃以上的溫度下進行。
c+h2o＝h2+co↑-123.09kj
c+2h2o＝2h2+co↑-79.55kj
碳與水蒸汽的反應(yīng)主要受氫氣的影響，不受一氧化碳的影響。一般認為，炭表面吸附水蒸氣后，吸附的水蒸汽分解放出氫氣，吸附的氧以一氧化碳的形態(tài)從炭表面上脫離。吸附的氫堵塞了活性點，抑制了反應(yīng)的進行，生成的一氧化碳與炭表面上的氧發(fā)生反應(yīng)而變成二氧化碳，炭的表面與水蒸汽又進一步發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)式如下所示：
c+h2o→c+(h2o)
c(h2o)→h2+c(o)
c(o)→co
c+h2→c(h2)
co+c(o)→2c+o2
co+(h2o)→co2+h2+40.19kj
碳與水蒸汽反應(yīng)受炭材料中金屬或金屬氧化物的催化作用，促進了氣化反應(yīng)的進行。當(dāng)活化溫度在900℃以上時，受水蒸汽在炭化物顆粒內(nèi)擴散速度的影響，活化反應(yīng)速度太快，水蒸汽侵蝕到孔隙的入口附近就被消耗掉，難以擴散到孔隙內(nèi)部，不能均勻地進行活化。相反活化溫度越低，活化反應(yīng)速度越小，水蒸汽越能充分地擴散到孔隙中，可以對整個炭化物顆粒進行均勻地活化。
在氧化罐中通空氣氧化24-48小時。
所述強制氧化是通過向氧化罐底部鼓入空氣,使生成的重亞硫酸鈣ca(hso3)2漿液在過量空氣中氧的作用下充分氧化為硫酸鈣并結(jié)晶生成石膏(caso4·2h2o),氧化反應(yīng)趨于完全,氧化率高于90％至5％,并保持足夠的漿液含固量(12％),以提供石膏結(jié)晶所需的晶種。此時,石膏晶體的生長占優(yōu)勢,可有效控制結(jié)垢。強制氧化的引入還有助于提高脫硫效率,為減少液氣比提供了條件,煙氣處理量及二氧化硫濃度變化時的負荷適應(yīng)性都比自然氧化形式和抑制氧化形式優(yōu)越,石灰石利用率高,脫硫副產(chǎn)品為石膏,具有較高的商業(yè)價值,同時避免了二次污染。
在攪拌器中攪拌塑化成團。
然后將團料送入成型機中成型。
所述組分物料通過高壓混磨和機械活化后，其混合物的比表面積成幾何倍率增大，能使煤分子與其他混合物分子間緊密結(jié)合，相互滲入，加快混合物分子間的強烈碰撞，催化因子從煤分子側(cè)鏈弱鍵處進入其分子內(nèi)部，增強煤分子和其他混合物分子的共同活性，促進煤分子的不斷氧化和二氧化碳的還原，將其固定碳轉(zhuǎn)化為可燃氣體進行二次燃燒，能提高燃燒效率、達到節(jié)能目的，比傳統(tǒng)的型煤制備方法更有利于實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種環(huán)保節(jié)能無煙型煤。
本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果為：本制作方法可以使無煙煤易燃、火焰大、燃燒時間長，轉(zhuǎn)化率較高、有害氣體較少，生產(chǎn)成本較低，不受區(qū)域條件影響。
本發(fā)明溫度傳感器通過信號接受方法，極大地提高了數(shù)據(jù)的準確率，比現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)采集準確率由93.32％提高到98.28％。
本發(fā)明圖像信息處理技術(shù)提高了圖像的質(zhì)量和品質(zhì)；在圖像脈沖噪聲檢測階段，本發(fā)明利用脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的同步脈沖發(fā)放特性區(qū)分定位脈沖噪聲點和信號像素點位置，無需設(shè)定檢測閾值，噪聲錯檢率和漏檢率低，噪聲檢測精度較高；同時，相對于其他噪聲迭代檢測方法；本發(fā)明方法檢測時間短，自動性強；在圖像脈沖噪聲濾除階段，本發(fā)明首先根據(jù)上述檢測出的噪點和信號點，對圖像像素進行分類處理；在利用第一級自適應(yīng)加權(quán)濾波時只對檢出的噪聲點進行濾波處理，在去噪的同時不但能有效濾除噪聲干擾，而且能很好地保護圖像邊緣細節(jié)等信息。為準確數(shù)據(jù)的取得提供有力保證。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例提供的環(huán)保節(jié)能無煙型煤制備方法示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進一步描述。
本發(fā)明實施例提供的環(huán)保節(jié)能無煙型煤的制備方法包括：
送入活化器中活化3小時～5小時，并加入少量水分使物料潤濕；
所述活化器中分別鑲嵌有溫度采集模塊、圖像采集模塊、控制模塊及顯示模塊；所述溫度采集模塊、圖像采集模塊及顯示模塊通過無線或有線連接控制模塊；
所述溫度采集模塊的信號采集方法包括：
根據(jù)紅外光譜輻射得到活化器內(nèi)溫度參數(shù)，紅外光譜發(fā)射率在所選定的波長處與溫度有近似相同的線性關(guān)系，即：
εi2＝εi1[1+k(t2-t1)]
式中，εi1是波長為λi，溫度為t1時的光譜發(fā)射率；εi2是波長為λi，溫度為t2時的光譜發(fā)射率；t1、t2分別為兩個不同時刻的溫度；k為系數(shù)；
vi1為第一個溫度t1下的第i個通道的輸出信號，vi2為第一個溫度t2下的第i個通道的輸出信號，t1溫度下的發(fā)射率εi1∈(0,1)，通過隨機選取一組εi1，由下式計算在參數(shù)εi1下實際得到的ti1：
設(shè)k∈(-η,η)，通過隨機選取一個k，在第二個溫度t2下的發(fā)射率εi2的表達式為：
由下式計算在參數(shù)εi1下實際得到的ti2：
所述控制模塊對圖像采集模塊傳輸?shù)膱D形信息通過脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對圖像進行檢測，利用網(wǎng)絡(luò)特性使灰度為sijmax的像素點火激活，再進行第二次脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)迭代處理，把介于[sijmax/1+βijlij,sijmax]間的像素捕獲激活，使兩次激活的像素點對應(yīng)的yij輸出為1；然后對原噪聲污染圖像反白處理，再對處理后的圖像sij按前述進行迭代處理，并使對應(yīng)的輸出yij＝1，利用圖像噪聲像素與周圍像素相關(guān)性小，灰度差別大特性，當(dāng)一個神經(jīng)元的激發(fā)沒有引起所在區(qū)域附近大多數(shù)神經(jīng)元的激發(fā)時，就說明該神經(jīng)元對應(yīng)像素可能是噪聲點；
初步甄別出yij＝0對應(yīng)的像素點為圖像的信號點，予以保護；對yij輸出為1的像素點在3*3模板b范圍內(nèi)統(tǒng)計以輸出yij＝1為中心鄰域元素值為1的個數(shù)ny判別歸類：1≤ny≤8，為噪聲點，當(dāng)ny＝9，判定為圖像像素點；
圖像還進行自適應(yīng)加權(quán)濾波器噪聲濾波，自適應(yīng)加權(quán)濾波器噪聲濾波的實現(xiàn)方法；
當(dāng)脈沖輸出yij＝1且ny＝1～8，ny是當(dāng)在3*3模板b中為1個數(shù)，選取濾波窗口m，對噪聲污染圖像sij的自適應(yīng)濾波，濾波方程為：
式中，xrs是濾波窗口中對應(yīng)像素的系數(shù)，srs為濾波窗口中對應(yīng)像素的灰度值，fij為濾波窗后窗口中心輸出值：
式中dij為方形濾波窗口m中像素灰度中值，ωij濾波窗口中心灰度差絕對均值，max為求其中最大值；
選取濾波窗口m選取大小為m*m的濾波窗口m，窗口大小的選取原則是：
雙結(jié)構(gòu)元素數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)第二級濾波的具體方法：
殘留脈沖噪聲的圖像為f，e為結(jié)構(gòu)元素se，則膨脹有如下關(guān)系式：
式中
上式膨脹關(guān)系是將與物體接觸的所有背景點都合并到物體中，使邊界向外部擴張的過程，填補物體中的洞孔；
上式θ為腐蝕運算，腐蝕是消除邊界點，邊界向內(nèi)部收縮，同時在腐蝕膨脹的基礎(chǔ)上，再結(jié)合形態(tài)學(xué)的開閉運算：
如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的環(huán)保節(jié)能無煙型煤及制備方法，該方法包含以下步驟：
s101：采用洗煤廠副產(chǎn)品煤泥、農(nóng)作物加工的生物質(zhì)粉或其碳化物，使用反推算法計算配料比，與煤混合。
s102：然后送入高壓磨機中混合研磨至400-500目。
s103：再送入活化器中活化3-5小時，并加入少量水分使物料潤濕。
s104：在氧化罐中通空氣氧化24-48小時。
s105：在攪拌器中攪拌塑化成團。
s106：然后將團料送入成型機中成型。
s101中，在所述型煤的上述基本組分基礎(chǔ)上還可以添加其他粘結(jié)劑、助燃劑、固硫劑等如煤矸石、粘土、腐植酸等。
所述的固硫劑主要是ca(oh)2、cao、caco3，能去除廢氣中硫氧化物(包括so2和so3)，固硫劑所含成分也可按照反推算法進行配置。
所述反推算法是先假定一個配料比，并根據(jù)各種原料的水分、燒損、化學(xué)成分等原始數(shù)據(jù)，計算出各成分的化學(xué)成分，當(dāng)計算結(jié)果符合生產(chǎn)要求，即可按此料比進行組織生產(chǎn)，如果不符合，再重新進行調(diào)整計算，直至滿足生產(chǎn)要求為止。如果在實際生產(chǎn)中，所計算的配比和實際有誤差，可分析其產(chǎn)生誤差的原因，并再次進行調(diào)整計算。
各成分計算公式為：
煤泥＝干料配比×(1—燒損度)
農(nóng)作物加工的生物質(zhì)粉或其碳化物＝該種原料含農(nóng)作物加工的生物質(zhì)粉或其碳化物量×該種原料配比
進入固硫劑中的ca(oh)2＝該種原料含ca(oh)2量×該種原料配比
進入配合料中的cao＝該種原料含cao量×該種原料配比
進入配合料中的caco3＝該種原料含caco3量×該種原料配比；
s103中，原理是以水蒸汽活化為代表的物理活化具有工藝單、無污染等優(yōu)點，已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用，但其活化機理仍在探索之中，水蒸汽與碳的基本反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)在750℃以上的溫度下進行。
c+h2o＝h2+co↑-123.09kj
c+2h2o＝2h2+co↑-79.55kj
碳與水蒸汽的反應(yīng)主要受氫氣的影響，不受一氧化碳的影響。一般認為，炭表面吸附水蒸氣后，吸附的水蒸汽分解放出氫氣，吸附的氧以一氧化碳的形態(tài)從炭表面上脫離。吸附的氫堵塞了活性點，抑制了反應(yīng)的進行，生成的一氧化碳與炭表面上的氧發(fā)生反應(yīng)而變成二氧化碳，炭的表面與水蒸汽又進一步發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)式如下所示：
c+h2o→c+(h2o)
c(h2o)→h2+c(o)
c(o)→co
c+h2→c(h2)
co+c(o)→2c+o2
co+(h2o)→co2+h2+40.19kj
碳與水蒸汽反應(yīng)受炭材料中金屬或金屬氧化物的催化作用，促進了氣化反應(yīng)的進行。當(dāng)活化溫度在900℃以上時，受水蒸汽在炭化物顆粒內(nèi)擴散速度的影響，活化反應(yīng)速度太快，水蒸汽侵蝕到孔隙的入口附近就被消耗掉，難以擴散到孔隙內(nèi)部，不能均勻地進行活化。相反活化溫度越低，活化反應(yīng)速度越小，水蒸汽越能充分地擴散到孔隙中，可以對整個炭化物顆粒進行均勻地活化。
s104：中，強制氧化是通過向氧化罐底部鼓入空氣,使生成的重亞硫酸鈣ca(hso3)2
漿液在過量空氣中氧的作用下充分氧化為硫酸鈣并結(jié)晶生成石膏(caso4·2h2o),氧化反應(yīng)趨于完全,氧化率高于90％至5％,并保持足夠的漿液含固量(12％),以提供石膏結(jié)晶所需的晶種。此時,石膏晶體的生長占優(yōu)勢,可有效控制結(jié)垢。強制氧化的引入還有助于提高脫硫效率,為減少液氣比提供了條件,煙氣處理量及二氧化硫濃度變化時的負荷適應(yīng)性都比自然氧化形式和抑制氧化形式優(yōu)越,石灰石利用率高,脫硫副產(chǎn)品為石膏,具有較高的商業(yè)價值,同時避免了二次污染。
s106中。所述組分物料通過高壓混磨和機械活化后，其混合物的比表面積成幾何倍率增大，能使煤分子與其他混合物分子間緊密結(jié)合，相互滲入，加快混合物分子間的強烈碰撞，催化因子從煤分子側(cè)鏈弱鍵處進入其分子內(nèi)部，增強煤分子和其他混合物分子的共同活性，促進煤分子的不斷氧化和二氧化碳的還原，將其固定碳轉(zhuǎn)化為可燃氣體進行二次燃燒，能提高燃燒效率、達到節(jié)能目的，比傳統(tǒng)的型煤制備方法更有利于實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。