洁净煤技术的源头创新--煤分子工程及其关键问题的进展

煤分子工程是在分子水平上,以煤组成结构及其反应性关系为基础,对煤的高效和高选择性转化技术和工艺的途径与方法进行研究的一门工程学科,通过"分子-产品-过程"三位一体的多尺度集成的方法来解决煤洁净利用过程的效率、环境及效益等问题.其关键问题主要有(1)分子水平上煤组成结构与反应性关系;(2)煤与其洁净转化技术适应性评价的理论与方法;(3)煤转化过程反应的控制与分级定向转化;(4)基于煤组成结构特征的新转化技术与工艺的开发.在对国内外文献调研的基础上,结合该研究组近年来的工作,对这些关键问题的研究进展进行了简要的评述.同时指出在洁净煤技术发展战略中,必须重视煤组成结构与反应性关系这一煤分子工程基础等问题的研究,实现我国洁净煤技术的可持续发展.     

晋城矿区综采放顶煤工作面顶煤冒放性分析

根据晋城煤业集团综采放顶煤开采实际情况,从影响顶煤冒放性的煤体裂隙、开采工艺和支架与围岩关系3个方面进行分析,对综放工作面的布置、采放比、放煤步距、支架架型与工作阻力提出了建议.     

冲击破煤过程中能量耗散的理论分析

介绍了能量在冲击式破煤过程中的产生、传递和耗散过程以及能量最终的分布范围;运用应力波的方法分析了应力波在煤体中传播过程,并得出能量在衰减过程中衰减率的计算方法;还分析了剥落厚度的计算方法,并得出正弦应力波在煤体中传播时的冲劈厚度和最大煤块尺寸的关系;根据冲击规律和能量的传递特征对能量的传递过程进行了分析,并求出冲击消耗能量和最小散逸能之间的关系,指出了要使煤块破碎必须满足冲击消耗能量要大于最小散逸能。     

煤与生物质共超临界水催化气化制氢的实验研究

在压力为20～25MPa、停留时间为15～30s、：NaOH添加量(质量分数)为0．1％、反应器外壁温度为650℃的条件下，对煤与生物质的模型化合物羧甲基纤维素钠(CMC)在超临界水环境中的催化气化制氢性能进行了研究，探讨了物料浓度、压力以及停留时间对煤与CMC共气化制氢的影响．实验结果表明：煤与CMC二共超临界水催化气化制氢的主要气体产物是H2、CO2和CH4，H2的体积分数可高达60％以上；增加物料浓度、升高压力有利于提高产氢率，但延长停留时间不利于氢气的制取．     

陕西煤中硒的环境地球化学特征

研究了陕西的各成煤期煤中Se的含量、分布规律、赋存状态、采煤燃煤环境影响及燃煤Se脱除等环境地球化学问题.对Se含量及分布规律研究的结果表明,不同地区、不同成煤期煤中Se的含量有较大的差异,表现在随着成煤时代由老到新,煤化程度由高到低,煤中Se的含量减少;从南到北,煤中Se含量从高到低.赋存状态分析表明,煤中Se的含量与成煤环境、煤中S含量有着一定的对应关系,煤中S越高,尤其是黄铁矿硫的含量越高,煤中Se的含量也越大,说明在中、高S煤中,Se主要赋存于黄铁矿中,而在特低、低S煤中Se的赋存状态与有机质有关.燃烧实验表明,煤中Se会随着煤炭的开采和利用进入表生环境,从而对表生生态环境构成一定的影响,钙基固硫剂可抑制燃煤Se的排放.     

基于多目标规划的动力配煤软件

动力配煤是比较符合我国国情的洁净煤技术，其关键在于方案优化。本文以多目标规划的优化计算方法为依据，开发出适合于煤炭企业常规动力配煤的配煤软件，为煤炭企业动力配煤提供了依据。该软件人机界面友好，使用方便，可以对方案进行人工修正，并设有在线检测出口与其它数据库系统及Internet的连接，应用实践表明软件运行效果良好，适合煤炭企业实际生产要求。     

快速测定煤发热量的数学模型及其应用

用回归分析的方法，对影响煤发热量的诸因素进行了探讨，建立起回归法的数学模型，继而提出了用回归法测定煤发热量的新方法。     

神府煤低温氧化过程中官能团结构演变

在空气流化床中，从室温至200℃范围内每隔25℃分别对神府煤进行3h的氧化，运用FTIR技术分析了神府煤和其氧化产物中各官能团组成，并采取峰拟合手段和红外差减光谱定量地分析了随着温度的升高这些官能团的变化趋势。结果表明，神府煤低温氧化后，甲基、亚甲基等脂肪烃侧链与氧反应导致其含氧官能团增加和芳香族部分相对比例提高，在低于200℃的情况下，芳香环没有参与氧化反应。最后推测了煤炭低温氧化的一般反应历程。     

煤中硫的超声波和微波辐射脱除

运用超声波和微波的强化作用，在酸性介质下对煤进行了脱硫研究，采用正交实验法考察了煤质量分数、氧化剂用量等几种因素对煤脱硫率的影响。结果表明：脱硫率随着煤质量分数、反应体系酸的用量、超声波功率、氧化剂用量和反应时间改变而变化，各种因素均存在一个最佳影响范围。     

增加配煤中低煤化度煤配比的研究

通过试验优化煤种配比与工艺方法，实现武汉钢铁(集团)公司现有配煤中增加10％以上的低煤化度煤，焦炭灰分降低0．1％以上，煤气产率提高约1％，提高化学产品的收率与产量，降低炼焦和炼铁的成本。