Conhecer em tempo real o poder calorífico do carvão é de extrema importância para ajustar oportunamente a proporção de ar e pó nas caldeiras das usinas termelétricas e melhorar a eficiência da queima do carvão. Para realizar a detecção rápida e estável do poder calorífico na produção de energia elétrica, foi proposto um método de detecção de alta estabilidade do poder calorífico do carvão que combina espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) e espectroscopia de fluorescência de raios X (XRF). Esse método combina as vantagens do NIRS em detectar de forma altamente estável os grupos orgânicos positivamente correlacionados com o poder calorífico e as características do XRF em detectar de forma altamente estável os elementos de cinzas negativamente correlacionados com o poder calorífico, aumentando significativamente a repetibilidade da medição do poder calorífico do carvão. No pré-processamento espectral, dois conjuntos de espectros são integrados como variáveis de entrada para regressão por mínimos quadrados parciais para modelagem preliminar de todo o espectro; com base nos coeficientes de regressão, selecionam-se as bandas efetivas no espectro NIRS, que depois são integradas junto às linhas espectrais dos elementos das cinzas do espectro XRF para processamento de normalização. Na modelagem, os dados espectrais integrados e pré-processados são usados como variáveis de entrada para modelar o poder calorífico do carvão por regressão por mínimos quadrados parciais. Os resultados experimentais mostram que o coeficiente de correlação linear (R²) para a previsão do poder calorífico das amostras de carvão do conjunto de calibração usando o método combinado NIRS-XRF é 0,995; o erro quadrático médio mínimo, o erro relativo médio e o desvio padrão para a previsão do poder calorífico das amostras do conjunto de validação são 0,24 MJ/kg, 0,61% e 0,05 MJ/kg, respectivamente, e a repetibilidade da medição atende ao padrão nacional de menos de 0,12 MJ/kg. O método de detecção de alta estabilidade do poder calorífico do carvão combinado NIRS-XRF tem potencial para aplicação nas indústrias de “alto carbono” como energia térmica, química do carvão, metalurgia, cimento e coqueificação, ajudando a China a alcançar a meta de neutralidade de carbono dentro do prazo.

Espectroscopia no infravermelho próximo;Espectroscopia de fluorescência de raios X;Fusão espectral;Poder calorífico do carvão;Detecção de alta estabilidade