煤质分析系统及方法

1.一种煤质分析系统，其特征在于，包括：第一加热炉（1），被配置为加热煤样以使煤样中的水分挥发；第二加热炉（1’），被配置为加热所述第一加热炉（1）脱水后的煤样，以使煤样中的挥发分挥发以及发生反硫成分、碳成分和氢成分反应；供气组件（2），包括：氮气气源（21）和氧气气源（22），所述氮气气源（21）被配置为向所述第一加热炉（1）提供氮气，所述氧气气源（22）被配置为向所述第二加热炉（1’）提供氧气；气体循环组件（4），被配置为在所述第一加热炉（1）工作过程中使内部的氮气进行循环，在所述第二加热炉（1’）工作过程中使内部的氧气进行循环；和气体分析组件（3），包括第一支路（34）和分析部件（36），所述第一支路（34）的第一端连接所述第二加热炉（1’）的排气口（13），所述第一支路（34）的第二端连接所述分析部件（36），所述分析部件（36）被配置为测量挥发分的含量，以及根据硫成分、碳成分和氢成分的反应产物确定相应成分的含量。 2.根据权利要求1所述的煤质分析系统，其特征在于，所述第一支路（34）的第一端可选择地连接所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’）的排气口（13），所述气体循环组件（4）包括：第二支路（44）和泵（41）；所述气体分析组件（3）还包括：第一换向阀（33），设在所述第一支路（34）上，且具有第一状态和第二状态，被配置为在所述第一状态时使所述第一支路（34）与所述分析部件（36）连通，并在所述第二状态时使所述泵（41）的进气口与所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’）的排气口（13）连通，以使所述第一加热炉（1）或第二加热炉（1’）通过排气口（13）排出的气体通过所述第一支路（34）的部分段和所述第二支路（44）供应至各自的循环口（15）。 3.根据权利要求2所述的煤质分析系统，其特征在于，所述气体循环组件（4）还包括：分子筛（43），设在所述第二支路（44）上，被配置为去除气体中的杂质。 4.根据权利要求2所述的煤质分析系统，其特征在于，还包括反吹气源（46）和进样部件（5），所述进样部件（5）包括第三支路（53），被配置为将煤样导入所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’），所述气体循环组件（4）还包括第二换向阀（45），设在所述第二支路（44）上，且具有第一状态和第二状态；其中，所述第二换向阀（45）被配置为在所述第一状态时使所述第二支路（44）与所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’）的循环口（15）连通，并使所述泵（41）的进气口与所述第一换向阀（33）连接；且在所述第二状态时使所述第二支路（44）与第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’）的反吹口（14）以及所述第三支路（53）中的至少一个连通，并使所述泵（41）的进气口与所述反吹气源（46）连通。 5.根据权利要求4所述的煤质分析系统，其特征在于，所述气体循环组件（4）还包括第三换向阀（42），设在所述第二支路（44）上且连接于所述泵（41）的排气口，所述第三换向阀（42）具有第一状态和第二状态；其中，所述第三换向阀（42）被配置为在所述第一状态时使气体进入所述第二支路（44），并在所述第二状态时使气体向外部排出。 6.根据权利要求1所述的煤质分析系统，其特征在于，所述气体分析组件（3）还包括：第一降温器（31），设在所述第一支路（34）上，被配置在需要分析气体成分时处于开启状态，并对从所述第二加热炉（1’）的排气口（13）排出的气体进行降温。 7.根据权利要求6所述的煤质分析系统，其特征在于，所述气体分析组件（3）还包括：量热仪（32），设在所述第一支路（34）上，被配置为测量煤样的燃烧热；其中，所述量热仪（32）被配置为在测量煤样的燃烧热时处于开启状态，并在分析气体成分时处于关闭状态，所述第一降温器（31）被配置为在测量煤样的燃烧热时处于关闭状态。 8.根据权利要求1所述的煤质分析系统，其特征在于，还包括进样部件（5），所述进样部件（5）包括：第一热天平（6），被配置为称量预设重量的煤样，以使煤样进入所述第一加热炉（1）；和第二热天平（8），被配置为在水分挥发完后称量脱水后的煤样重量，以确定煤样中的水分含量，和/或在挥发分挥发完以及硫成分、碳成分和氢成分反应完后称量灰分重量，以确定灰分含量。 9.根据权利要求8所述的煤质分析系统，其特征在于，所述进样部件（5）还包括：第三支路（53）；第一取样部件（54），被配置为通过脉冲吸气使所述第一热天平（6）中的煤样通过所述第三支路（53）进入所述第一加热炉（1）；和第二取样部件（55），被配置为通过脉冲吸气使所述第二热天平（8）中的脱水煤样通过所述第三支路（53）进入所述第二加热炉（1’）。 10.根据权利要求8所述的煤质分析系统，其特征在于，所述进样部件（5）还包括：第三支路（53）；第一阀门（51），设在所述第三支路（53）上，被配置为在打开时接通所述第三支路（53），以允许煤样进入所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’）；和第二降温器（52），设在所述第三支路（53）上且位于所述第一阀门（51）下游，被配置为将煤样降低至预设温度。 11.根据权利要求8所述的煤质分析系统，其特征在于，所述进样部件（5）还包括：第一吸尘部件（7），被配置为去除所述第一热天平（6）中的灰尘；和/或第二吸尘部件（9），被配置为去除所述第二热天平（8）中的灰尘。 12.根据权利要求1所述的煤质分析系统，其特征在于，所述供气组件（2）还包括：第四支路（28），所述第四支路（28）的第一端可选择地与所述氮气气源（21）或所述氧气气源（22）连接，所述第四支路（28）的第二端可选择地与所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’）的进气口（11）连接；节流阀（23），设在所述第四支路（28）上，被配置为调整气体流量；减压阀（24），设在所述第四支路（28）上且位于所述节流阀（23）下游，被配置为减小气体压力；稳压阀（25），设在所述第四支路（28）上且位于所述减压阀（24）下游，被配置为使气体压力值保持稳定；单向阀（26），设在所述第四支路（28）上且位于所述稳压阀（25）下游，被配置为仅允许气体从所述氮气气源（21）流向所述第一加热炉（1），或者从所述氧气气源（22）流向所述第二加热炉（1’）；和通断阀（27），设在所述第四支路（28）上且位于所述单向阀（26）下游，被配置为控制所述第四支路（28）的通断。 13.根据权利要求1所述的煤质分析系统，其特征在于，所述第一加热炉（1）被配置为以第一预设温度加热煤样使水分挥发；所述第二加热炉（1’）被配置为以第二预设温度加热脱水后的煤样使挥发分挥发完全，并继续以第三预设温度区间内对应的温度加热煤样使硫成分、碳成分和氢成分反应完全，最后形成灰分；其中，所述第二预设温度高于所述第一预设温度，所述第三预设温度区间的最低点高于所述第二预设温度。 14.一种基于权利要求1~13任一所述煤质分析系统的分析方法，其特征在于，包括：通过所述氮气气源（21）向所述第一加热炉（1）内提供氮气；通过所述氧气气源（22）向所述第二加热炉（1’）内提供氧气；通过所述第一加热炉（1）加热煤样以使煤样中的水分挥发；通过所述第二加热炉（1’）加热所述第一加热炉（1）脱水后的煤样，以使煤样中的挥发分挥发以及硫成分、碳成分和氢成分发生反应；通过所述分析部件（36）测量从所述第二加热炉（1’）的排气口（13）排出气体中挥发分的含量，以及根据硫成分、碳成分和氢成分的反应产物确定相应成分的含量。 15.根据权利要求14所述的分析方法，其特征在于，还包括：通过气体循环组件（4）在所述第一加热炉（1）工作过程中使内部的氮气进行循环，和/或在所述第二加热炉（1’）工作过程中使内部的氧气进行循环。 16.根据权利要求15所述的分析方法，其特征在于，所述第一支路（34）的第一端可选择地连接所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’）的排气口（13），所述气体循环组件（4）包括：第二支路（44）和泵（41）；所述气体分析组件（3）还包括：第一换向阀（33），设在所述第一支路（34）上，具有第一状态和第二状态；通过气体循环组件（4）在所述第一加热炉（1）工作过程中使内部的氮气进行循环包括：使所述第一支路（34）的第一端连接所述第一加热炉（1）的排气口（13）；使所述第一换向阀（33）处于第二状态，以使所述泵（41）的进气口与所述第一加热炉（1）的排气口（13）连通，从而使所述第一加热炉（1）排出的氮气通过所述第一支路（34）的部分段和所述第二支路（44）供应至循环口（15）；或者通过气体循环组件（4）在所述第二加热炉（1’）工作过程中使内部的氧气进行循环包括：使所述第一支路（34）的第一端连接所述第二加热炉（1’）的排气口（13）；使所述第一换向阀（33）处于第二状态，以使所述泵（41）的进气口与所述第二加热炉（1’）的排气口（13）连通，从而使所述第二加热炉（1’）排出的气体通过所述第一支路（34）的部分段和所述第二支路（44）供应至循环口（15）。 17.根据权利要求14所述的分析方法，其特征在于，所述煤质分析系统还包括气体循环组件（4）、反吹气源（46）和进样部件（5），所述进样部件（5）包括第三支路（53），被配置为将煤样导入所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’），所述气体循环组件（4）包括：第二支路（44）和泵（41），所述分析方法还包括：在煤样加热反应完毕并排出之后，使所述泵（41）的进气口与所述反吹气源（46）连通，以通过所述第二支路（44）向所述第一加热炉（1）或所述第二加热炉（1’）的反吹口（14）以及所述第三支路（53）中的至少一个提供反吹气体实现清扫。 18.根据权利要求14所述的分析方法，其特征在于，所述气体分析组件（3）还包括：均设在所述第一支路（34）上的第一降温器（31）和量热仪（32），所述分析方法还包括：在需要分析气体成分时，使所述第一降温器（31）处于开启状态，且所述量热仪（32）处于关闭状态，以对从所述第二加热炉（1’）的排气口（13）排出的气体进行降温；在需要次测量煤样的燃烧热时，使所述量热仪（32）处于开启状态，且所述第一降温器（31）处于关闭状态，以测量煤样的燃烧热。 19.根据权利要求14所述的分析方法，其特征在于，还包括：在通过所述第一加热炉（1）加热煤样之前，通过第一热天平（6）称量预设重量的煤样，并通过脉冲吸气使煤样进入所述第一加热炉（1）；在煤样中的水分挥发完全后，使煤样排出至第二热天平（8）称量脱水后煤样的重量；根据预设重量与脱水后煤样的重量确定煤样中的水分含量。 20.根据权利要求19所述的分析方法，其特征在于，还包括：在挥发分挥发完以及硫成分、碳成分和氢成分反应完后，使煤样排出至第二热天平（8）称量灰分重量，以确定灰分含量；或者根据所述预设重量、硫成分、碳成分和氢成分的含量确定灰分含量。