炭素材料中总碳含量的测量方法及系统

摘要

本发明公开了一种炭素材料中总碳含量的测量方法及系统，所述方法包括：将炭素材料研磨成对应的炭素试样粉，且在预设第一温度下进行预设第一时长的烘干并冷却，得到冷却炭素粉；选取预设第一重量的冷却炭素粉进行灰分百分含量分析，获得灰分百分含量；选取预设第二重量的冷却炭素粉进行硫分百分含量分析，获得硫分百分含量；选取预设第三重量的冷却炭素粉进行ONH百分含量分析，获得ONH百分含量；对灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量进行百分差减法计算，得到所述炭素材料中的总碳含量。采用本发明，能解决现有方案中存在的费用较高、检测结果不准确等技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及轻金属冶炼技术领域，尤其涉及一种炭素材料中总碳含量的测量方法及系统。

背景技术

随着当前国际、国内对碳排放工作的日益重视，对于炭素材料生产来说，其原料、产品及生产过程中碳的含量和氧化率对于未来碳排放、碳核查来说，都影响重大。国外客户对国内出口的炭素材料产品要要求检测产品中的碳含量，然而目前国内对炭素材料产品中碳含量的检测方案中，大多依赖欧美及日本等外国的进口设备，购置费用较高，且碳含量的检测结果并不准确。

因此，亟需提出一种更好的碳含量检测方案。

发明内容

本申请实施例通过提供一种炭素材料中总碳含量的测量方法及系统，解决了现有碳含量检测方案中存在的费用较高、检测结果不准确等技术问题。

一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种炭素材料中总碳含量的测量方法，所述方法包括：

将炭素材料研磨成对应的炭素试样粉，且将所述炭素试样粉在预设第一温度下进行预设第一时长的烘干并冷却，得到冷却炭素粉；

选取预设第一重量的冷却炭素粉进行灰分百分含量分析，获得所述炭素材料中的灰分百分含量；

选取预设第二重量的冷却炭素粉进行硫分百分含量分析，获得所述炭素材料中的硫分百分含量；

选取预设第三重量的冷却炭素粉进行ONH百分含量分析，获得所述炭素材料中的ONH百分含量；

对所述炭素材料中的灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量进行百分差减法计算，得到所述炭素材料中的总碳含量。

可选地，所述对所述炭素材料中的灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量进行百分差减法计算，得到所述炭素材料中的总碳含量包括：

利用百分分别减去所述炭素材料中的灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量，从而得到所述炭素材料中的总碳含量。

可选地，所述选取预设第一重量的冷却炭素粉进行灰分百分含量分析，获得所述炭素材料中的灰分百分含量包括：

选取预设第一重量的冷却炭素粉，在预设第二温度下灼烧预设第二时长，并利用灼烧后的重量来计算获得所述炭素材料中的灰分百分含量。

可选地，所述预设第一重量为2g-3g，所述预设第二温度为1340℃-1360℃，所述预设第二时长为至少3h。

可选地，所述选取预设第二重量的冷却炭素粉进行硫分百分含量分析，获得所述炭素材料中的硫分百分含量包括：

选取预设第二重量的冷却炭素粉，在预设第三温度的电阻炉条件下检测获得所述炭素材料中的硫分百分含量。

可选地，所述预设第二重量为0.1g-0.2g，所述预设第三温度为1350℃。

可选地，所述选取预设第三重量的冷却炭素粉进行ONH百分含量分析，获得所述炭素材料中的ONH百分含量包括：

选取预设第三重量的冷却炭素粉，利用ONH元素分析仪来检测获得所述炭素材料中的ONH百分含量。

可选地，所述预设第三重量为0.05g-0.15g。

可选地，所述预设第一温度为105℃-115℃，所述预设第一时长为至少3h。

可选地，所述炭素试样粉的粒径为0.1mm-0.15mm。

另一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种炭素材料中总碳含量的测量系统，所述系统包括：处理器、存储器、通信接口和总线；所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述总线连接并完成相互间的通信；所述存储器存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上所述的炭素材料中总碳含量的测量方法。

另一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，当所述程序运行在炭素材料中总碳含量的测量系统时执行如上所述的炭素材料中总碳含量的测量方法。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请将炭素材料研磨成对应的炭素试样粉，且将所述炭素试样粉在预设第一温度下进行预设第一时长的烘干并冷却，得到冷却炭素粉；选取预设第一重量的冷却炭素粉进行灰分百分含量分析，获得所述炭素材料中的灰分百分含量；选取预设第二重量的冷却炭素粉进行硫分百分含量分析，获得所述炭素材料中的硫分百分含量；选取预设第三重量的冷却炭素粉进行ONH百分含量分析，获得所述炭素材料中的ONH百分含量；对所述炭素材料中的灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量进行百分差减法计算，得到所述炭素材料中的总碳含量。上述方案中，本申请从炭素材料中分析出灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量，然后再利用百分差减法计算出所述炭素材料中的总碳含量，这样能便捷、高效且较为准确地分析出炭素材料中的碳含量，从而实现了碳含量计算的高效性及准确性。同时也解决了现有碳含量检测方案中存在的费用较高、检测结果不准确等技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种炭素材料中总碳含量的测量方法的流程示意图。

图2是本申请实施例提供的一种炭素材料中总碳含量的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

申请人在提出本申请的过程中还发现：目前国内在炭素材料中碳含量检测方面存在以下问题：检测标准不太健全；采用的检测设备主要依赖于欧美和日本等进口设备，购置费用较高，在传统的炭素材料生产企业中普及率不高。

目前，国外的碳检测设备主要集中在红外吸收和热导原理来检测碳含量，处理温度通常集中在950℃-1000℃。对于炭素材料产品来说，熔融温度较低、出现碳含量的检测结果偏低等情况。如果配套高温设备，能实现碳含量的准确检测，但由于高碳值(85％-100％)标本样品不容易获取，因此目前通常采用1000℃以下的检测方案来进行检测。举例来说，如下表1示例性给出现有厂家使用不同检测设备进行碳含量检测的对比分析表。

表1

本申请实施例通过提供一种炭素材料中总碳含量的测量方法，解决了现有碳含量检测方案中存在的费用较高、检测结果不准确等技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：将炭素材料研磨成对应的炭素试样粉，且将所述炭素试样粉在预设第一温度下进行预设第一时长的烘干并冷却，得到冷却炭素粉；选取预设第一重量的冷却炭素粉进行灰分百分含量分析，获得所述炭素材料中的灰分百分含量；选取预设第二重量的冷却炭素粉进行硫分百分含量分析，获得所述炭素材料中的硫分百分含量；选取预设第三重量的冷却炭素粉进行ONH百分含量分析，获得所述炭素材料中的ONH百分含量；对所述炭素材料中的灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量进行百分差减法计算，得到所述炭素材料中的总碳含量。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

请参见图1，是本申请实施例提供的一种炭素材料中总碳含量的测量方法的流程示意图。如图1所示的方法包括如下实施步骤：

S101、将炭素材料研磨成对应的炭素试样粉，且将所述炭素试样粉在预设第一温度下进行预设第一时长的烘干并冷却，得到冷却炭素粉。

本申请可将炭素材料粉碎并研磨成能通过预设尺寸标准筛网的炭素试样粉，所述预设尺寸为系统自定义设置的尺寸，例如0.1mm-0.15mm之间等。换言之，所述炭素试样粉的粒径可例如为0.1mm-0.15mm等。接着再烘箱中在预设第一温度下对这些炭素试样粉进行预设第一时长的烘干。烘干后冷却一段时长后，获得对应的冷却炭素粉。最后，可将冷却后的冷却炭素粉贮存在干燥器内备用。

其中，本申请涉及的所述炭素材料包括但不限于诸如预焙阳极、煅后石油焦、焦炭或其他焙烧过的含碳材料等。所述预设第一温度可为系统根据烘焙实际需求自定义设置的温度，例如105℃-115℃之间等。所述预设第一时长为系统自定义设置的烘焙时长，其可例如为至少3h(小时)等。

S102、选取预设第一重量的冷却炭素粉进行灰分百分含量分析，获得所述炭素材料中的灰分百分含量ω

在一具体实施例中，本申请可选取预设第一重量的冷却炭素粉，在预设第二温度下灼烧预设第二时长，并利用灼烧后的重量来计算获得所述炭素材料中的灰分百分含量ω

其中，所述预设第一重量为系统或用户根据自身需求自定义设置的重量，例如其可为2g-3g之间等。所述预设第二温度为系统根据灼烧实际需求自定义设置的温度，例如1340℃-1360℃之间等。所述预设第二时长可为系统自定义设置的烘焙时长，其可例如为至少3h(小时)等。所述预设第一时长与所述预设第二时长可以相同，也可不相同，本申请并不做限定。

S103、选取预设第二重量的冷却炭素粉进行硫分百分含量分析，获得所述炭素材料中的硫分百分含量ω

在一具体实施例中，本申请选取预设第二重量的冷却炭素粉，在预设第三温度的电阻炉条件下检测获得所述炭素材料中的硫分百分含量ω

其中，所述预设第二重量为系统或用户根据自身需求自定义设置的重量，例如其可为0.1g-0.2g之间等。所述预设第三温度为系统根据硫分检测的实际需求自定义设置的温度，例如1350℃等。

S104、选取预设第三重量的冷却炭素粉进行ONH百分含量分析，获得所述炭素材料中的ONH百分含量ω

在一具体实施例中，本申请可选取预设第三重量的冷却炭素粉，利用ONH元素分析仪来检测获得所述炭素材料中的ONH百分含量ω

其中，所述预设第三重量为系统或用户根据自身需求自定义设置的重量，例如其可为0.05g-0.15g之间等。本申请涉及的所述预设第一重量、所述预设第二重量和所述预设第三重量均为系统自定义设置的重量，它们可以相同，也可不相同，本申请并不做限定。

S105、对所述炭素材料中的灰分百分含量ω

在一具体实施例中，本申请可利用一百分分别减去灰分百分含量ω

ω

为帮助更好地理解本申请方案，下面以三个具体示例进行详细说明，且三个示例中均采用所述炭素材料为预焙阳极为例，但并不构成限定。

第一个实施例：

(1)、将预焙阳极试样粉碎并研磨至全部通过0.15mm的标准筛网，在烘箱中于110℃±5℃下烘干至少3h，取出冷却后贮存在干燥器内备用。

(2)、称取2g预焙阳极试样在1350℃±10℃下灼烧3h，按照残留物与原始重量的比值算出1350℃条件下的灰分百分含量ω

(3)、称取0.1g预焙阳极试样在1350℃的电阻炉条件下检测硫分的百分含量记作ω

(4)、称取0.05g预焙阳极试样按照ONH元素分析仪的要求检测出预焙阳极中ONH含量，合量记作ω

(5)、预焙阳极中主元素碳含量按公式ω

第二个实施例：

(1)、将煅后焦试样粉碎并研磨至全部通过0.15mm的标准筛网，在烘箱中于110℃±5℃下烘干至少3h，取出冷却后贮存在干燥器内备用。

(2)、称取3g煅后焦试样在1350℃±10℃下灼烧3h，按照残留物与原始重量的比值算出1350℃条件下的灰分百分含量ω

(3)、称取0.1g煅后焦试样在1350℃的电阻炉条件下检测硫分的百分含量记作ω

(4)、称取0.10g煅后焦试样按照ONH元素分析仪的要求检测出煅后焦中ONH含量，合量记作ω

(5)、煅后焦中主元素碳含量按公式ω

第三个实施例：

(1)、将冶金焦炭试样粉碎并研磨至全部通过0.15mm的标准筛网，在烘箱中于110℃±5℃下烘干至少3h，取出冷却后贮存在干燥器内备用。

(2)、称取3g冶金焦炭试样在1350℃±10℃下灼烧3h，按照残留物与原始重量的比值算出1350℃条件下的灰分百分含量ω

(3)、称取0.1g冶金焦炭试样在1350℃的电阻炉条件下检测硫分的百分含量记作ω

(4)、称取0.15g冶金焦炭试样按照ONH元素分析仪的要求检测出冶金焦炭中ONH含量，合量记作ω

(5)、冶金焦炭中主元素碳含量按公式ω

下面请参见表2示出上述三个示例中碳含量的对比结果。

表2

通过实施本申请实施例，本申请将炭素材料研磨成对应的炭素试样粉，且将所述炭素试样粉在预设第一温度下进行预设第一时长的烘干并冷却，得到冷却炭素粉；选取预设第一重量的冷却炭素粉进行灰分百分含量分析，获得所述炭素材料中的灰分百分含量；选取预设第二重量的冷却炭素粉进行硫分百分含量分析，获得所述炭素材料中的硫分百分含量；选取预设第三重量的冷却炭素粉进行ONH百分含量分析，获得所述炭素材料中的ONH百分含量；对所述炭素材料中的灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量进行百分差减法计算，得到所述炭素材料中的总碳含量。上述方案中，本申请从炭素材料中分析出灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量，然后再利用百分差减法计算出所述炭素材料中的总碳含量，这样能便捷、高效且较为准确地分析出炭素材料中的碳含量，从而实现了碳含量计算的高效性及准确性。同时也解决了现有碳含量检测方案中存在的费用较高、检测结果不准确等技术问题。

基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种实施本申请实施例中所述炭素材料中总碳含量的测量方法对应的系统。

请一并参见2，是本申请实施例提供的一种炭素材料中总碳含量的测量系统的结构示意图。如图2所示的系统20包括：至少一个处理器201、通信接口202、用户接口203和存储器204，处理器201、通信接口202、用户接口203和存储器204可通过总线或者其它方式连接，本发明实施例以通过总线205连接为例。其中，

处理器201可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。

通信接口202可以为有线接口(例如以太网接口)或无线接口(例如蜂窝网络接口或使用无线局域网接口)，用于与其他终端或网站进行通信。本发明实施例中，通信接口202具体用于获取信息。

用户接口203具体可为触控面板，包括触摸屏和触控屏，用于检测触控面板上的操作指令，用户接口203也可以是物理按键或者鼠标。用户接口203还可以为显示屏，用于输出、显示图像或数据。

存储器204可以包括易失性存储器(Volatile Memory)，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(Non-VolatileMemory)，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)；存储器204还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器204用于存储一组程序代码，处理器201用于调用存储器204中存储的程序代码，执行如上所述炭素材料中总碳含量的测量方法中的部分或全部描述内容。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请将炭素材料研磨成对应的炭素试样粉，且将所述炭素试样粉在预设第一温度下进行预设第一时长的烘干并冷却，得到冷却炭素粉；选取预设第一重量的冷却炭素粉进行灰分百分含量分析，获得所述炭素材料中的灰分百分含量；选取预设第二重量的冷却炭素粉进行硫分百分含量分析，获得所述炭素材料中的硫分百分含量；选取预设第三重量的冷却炭素粉进行ONH百分含量分析，获得所述炭素材料中的ONH百分含量；对所述炭素材料中的灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量进行百分差减法计算，得到所述炭素材料中的总碳含量。上述方案中，本申请从炭素材料中分析出灰分百分含量、硫分百分含量和ONH百分含量，然后再利用百分差减法计算出所述炭素材料中的总碳含量，这样能便捷、高效且较为准确地分析出炭素材料中的碳含量，从而实现了碳含量计算的高效性及准确性。同时也解决了现有碳含量检测方案中存在的费用较高、检测结果不准确等技术问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。