リアルタイムで石炭の発熱量を把握することは、火力発電所のボイラーの風粉比を適時に調整し、石炭の燃焼効率を向上させる上で重要な意義を持つ。電力生産における発熱量の安定かつ迅速な検出を実現するために、近赤外分光法（NIRS）とX線蛍光分光法（XRF）を組み合わせた石炭発熱量の高安定検出方法が提案された。本方法は、発熱量と正の相関を持つ有機基を高安定に検出できるNIRSの利点と、発熱量と負の相関を持つ灰成分を高安定に検出できるXRFの特徴を組み合わせ、石炭発熱量の測定再現性を大幅に向上させた。スペクトルの前処理では、二つのスペクトルセットを融合し、偏最小二乗回帰の入力変数として全スペクトルの初期モデリングを行い、回帰係数に基づいてNIRSスペクトルの有効波長を選択し、それをXRFスペクトルの灰成分スペクトル線と共に融合して正規化処理を行う。モデリング時には、前処理した融合スペクトルデータを入力変数として用い、偏最小二乗回帰により石炭発熱量をモデル化する。実験結果から、NIRS-XRF併用法は、校正データセットの石炭サンプルの発熱量予測に対する線形相関係数（R²）が0.995であり、検証データセットの石炭サンプル発熱量予測における最小二乗平均平方根誤差、平均相対誤差、標準偏差はそれぞれ0.24 MJ/kg、0.61％、0.05 MJ/kgで、測定の再現性は国家規格である0.12 MJ/kg未満を満たしている。NIRS-XRF併用の石炭発熱量高安定検出方法は、火力発電、石炭化学、冶金、セメント、コークスなどの「高炭素」産業への応用が期待されており、中国が期限内にカーボンニュートラル目標を達成する助けとなるだろう。

近赤外分光法;X線蛍光分光法;スペクトル融合;石炭発熱量;高安定検出