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超临界CO_(2)发泡混凝土的制备及固碳性能研究 被引量:1
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作者 他旭鹏 张源 +5 位作者 万志军 曹钊 李建伟 李绪萍 陈景序 张靖 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4222-4234,共13页
实现绿色低碳是推动煤炭产业高质量发展的必然选择。为了实现这一目标,提出一种采用超临界CO_(2)相变发泡技术制备泡沫混凝土的方法,制备了一种兼具高孔隙结构和固碳能力的硅酸盐水泥基超临界CO_(2)发泡混凝土。研究了超临界CO_(2)对材... 实现绿色低碳是推动煤炭产业高质量发展的必然选择。为了实现这一目标,提出一种采用超临界CO_(2)相变发泡技术制备泡沫混凝土的方法,制备了一种兼具高孔隙结构和固碳能力的硅酸盐水泥基超临界CO_(2)发泡混凝土。研究了超临界CO_(2)对材料干密度、孔隙结构和固碳能力的影响规律及作用机制。结果表明:超临界CO_(2)相变发泡混凝土制备过程是考虑硅酸盐水泥特性及其与CO_(2)矿化反应特性的温压动态协调过程。利用超临界CO_(2)相变发泡技术制备硅酸盐水泥基泡沫混凝土机理可分为CO_(2)-水泥浆液共存、CO_(2)-水泥浆液共溶、超临界CO_(2)-水泥浆液共溶、卸压发泡4个阶段。提高实验压力可以增大超临界CO_(2)-混凝土体系中的CO_(2)质量分数,降低超临界CO_(2)发泡混凝土的干密度,超临界CO_(2)发泡混凝土干密度为787.14~993.52 kg/m^(3),变化范围为8.28%~19.20%。超临界CO_(2)发泡混凝土孔隙率的发展受CO_(2)在超临界CO_(2)-混凝土体系中的扩散—溶解—反应行为影响,其孔隙率为47.87%~89.79%,增大实验压力,优化保压时间是制备高孔隙率超临界CO_(2)发泡混凝土的发展方向。超临界CO_(2)发泡混凝土泡孔总体呈均匀、规则、独立的圆孔,其孔径大致相同,约为0.2 mm。增大实验压力可以促进CO_(2)矿化反应程度,有效优化泡孔结构及分布密度。每吨超临界CO_(2)发泡混凝土骨架固碳率为6.32%~10.36%,泡孔储碳量为0.98~2.27 kg,具有明显的固碳潜力,但其制备工艺及参数仍需进一步改善。超临界CO_(2)发泡混凝土有望发展为一种近零碳矿用功能性材料,对实现煤电一体化基地源头减碳意义重大。 展开更多
关键词 绿色低碳 超临界二氧化碳 矿化封存 泡沫混凝土 矿用材料
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掘进机外气动涡旋雾幕控尘装置的研制与实验 被引量:14
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作者 陈景序 荆德吉 +2 位作者 葛少成 马恒 孙丽英 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3233-3240,共8页
为有效控制由掘进机截割头旋转破碎引发的粉尘污染,基于高压喷雾在涡旋气体射流场中的运动规律及二次雾化破碎特性,研制了一种可以阻隔工作区域高质量浓度粉尘迁移扩散的新型掘进机外气动涡旋雾幕控尘装置。绘制了包含掘进系统的气动涡... 为有效控制由掘进机截割头旋转破碎引发的粉尘污染,基于高压喷雾在涡旋气体射流场中的运动规律及二次雾化破碎特性,研制了一种可以阻隔工作区域高质量浓度粉尘迁移扩散的新型掘进机外气动涡旋雾幕控尘装置。绘制了包含掘进系统的气动涡旋雾幕控尘装置的比例模型,并通过利用CFD数值模拟软件获得该型设备外部风流场迁移规律和液滴粒子运动规律,以模拟结果为理论基础建立实验平台,并对设备的雾化性能及控尘性能进行了实验测定。模拟结果表明:在环状风筒前端形成了完整旋转风幕,外环高压喷雾受内环高速旋转风流冲击,加剧了液滴的破碎、迁移扩散与捕尘性能。雾化性能实验结果表明:该型设备雾化性能主要由气体射流与高压喷雾的相间速度差决定,喷雾夹角为45°~75°,相间速度差较大,气相射流风速对雾化性能影响占主导地位;喷雾夹角大于75°时,相间干涉减小,喷雾压力占主导地位;随着沿流向方向的距离增大,风速快速衰减,液滴运动趋于稳定。控尘性能实验研究结果表明:当喷雾压力、喷雾夹角不变的情况下,单独提高引射射流风速时,涡旋雾幕前方粉尘捕集较差,全尘和呼尘平均捕集率分别为21.21%和26.24%;而雾幕后方,不同风速下的全尘捕集率分别为84.98%,87.88%和90.70%,呼吸性粉尘捕集率为83.89%,87.87%和88.71%,照比传统高压喷雾表现出更好的控尘性能。 展开更多
关键词 掘进机 雾化 冲击射流 涡旋气动雾幕装置 除尘性能
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气动旋转射流风幕风速空间分布与控尘性能研究 被引量:4
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作者 陈景序 滕婷 +3 位作者 荆德吉 智栐凯 陈丽林 李延续 《中国矿业》 2022年第7期168-173,共6页
为有效控制挖掘作业中由煤尘扩散引起的巷道内部环境污染,通过CFD软件数值模拟与相似实验平台相结合的方法,研究分析了气动旋转射流风速场的空间分布和控尘性能。研究结果表明:射流风速20~30 m/s时可形成稳定风幕;气相流场速度分布随射... 为有效控制挖掘作业中由煤尘扩散引起的巷道内部环境污染,通过CFD软件数值模拟与相似实验平台相结合的方法,研究分析了气动旋转射流风速场的空间分布和控尘性能。研究结果表明:射流风速20~30 m/s时可形成稳定风幕;气相流场速度分布随射流风速的增大逐渐提高,且风幕形成度越高,同时会形成旋转的环状风速区域;射流风速随扩散距离沿流向迅速衰减,出口射流风速具有较契合的衰减率,相似实验与数值模拟具有接近的相似度;最佳控尘射流风速为30 m/s,测点Ⅰ的全尘浓度由433.9 mg/m^(3)降至161.4 mg/m^(3),呼吸性粉尘由135.5 mg/m^(3)降至55.3 mg/m^(3),测点Ⅱ的全尘浓度和呼吸性粉尘分别降至121.4 mg/m^(3)和30.3 mg/m^(3)。研究结果说明,气动旋转射流风幕单独用于控制掘进工作面的粉尘污染时,其控尘性能较低。 展开更多
关键词 旋转射流 气动风幕 相似实验 风幕控尘 掘进工作面
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旋动雾幕形成机理分析
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作者 陈景序 崔一诺 +2 位作者 荆德吉 陈丽林 禄宝荣 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第3期112-115,共4页
为解决综掘面工作区域内煤尘扩散污染,设计并提出了新型旋动雾幕控尘技术,通过相似实验结合数值模拟对旋动雾幕控尘装置的形成机理、可行性能方面进行分析,并采用高清相机对旋动雾幕的形成过程进行记录。研究结果表明:旋动雾幕形成状况... 为解决综掘面工作区域内煤尘扩散污染,设计并提出了新型旋动雾幕控尘技术,通过相似实验结合数值模拟对旋动雾幕控尘装置的形成机理、可行性能方面进行分析,并采用高清相机对旋动雾幕的形成过程进行记录。研究结果表明:旋动雾幕形成状况分析及该装置多风速条件下可形成有效的隔尘雾幕;从能量分布关系及雾幕装置形成角度出发,可将新型旋动雾幕形成的过程分为涡旋射流堆叠发生段(Ⅰ段)、射流冲击破碎混合段(Ⅱ段)、旋转雾幕扩散输出段(Ⅲ段);随着射流风速由10 m/s上升至35 m/s时,超过20 m/s时可以形成稳定雾幕,超过35 m/s对设备性能要求过高。并通过数值模拟与雾化性能实验获得了旋动雾幕最佳射流风速工作区间20~30 m/s。 展开更多
关键词 旋动雾幕 雾化 射流 旋转风幕
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磁性活化水技术雾化性能及降尘效果研究 被引量:3
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作者 平原 葛少成 +5 位作者 孙丽英 刘硕 陈曦 庞星宇 荆德吉 陈景序 《煤炭工程》 北大核心 2022年第8期102-107,共6页
为了改善喷雾降尘技术对煤尘治理效果,提出磁性活化水降尘技术。以山西晋中市鑫鼎泰煤矿烟煤为例,通过接触角测量实验对单体表面活性剂进行优选及复配,并对复配的表面活性剂和水进行磁化测试,最后使用构建的巷道相似模型进行降尘实验并... 为了改善喷雾降尘技术对煤尘治理效果,提出磁性活化水降尘技术。以山西晋中市鑫鼎泰煤矿烟煤为例,通过接触角测量实验对单体表面活性剂进行优选及复配,并对复配的表面活性剂和水进行磁化测试,最后使用构建的巷道相似模型进行降尘实验并确定降尘效率。实验结果表明:阴离子表面活性剂SAS-60和非离子表面活性剂AEO-7复配效果最佳;最佳磁感应强度和磁化时间分别为4000Gs和50min。经实验及现场测量,磁性活化水喷雾降尘技术的全尘降尘率高达87%以上,呼尘降尘率均高达79.3%以上,相比纯水喷雾降尘技术,大幅提高了对粉尘的降尘效率。通过上述研究,揭示了磁化水接触角和表面张力展现多极值增减变化规律的机理,并建立了磁化水循环系统,使磁化效果更加稳定,为工作场所实际应用奠定基础。 展开更多
关键词 磁化水 表面活性剂 复配 雾化性能 降尘效果
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超音速虹吸式空气雾化喷嘴雾化特性研究 被引量:1
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作者 赵伟智 葛少成 +3 位作者 张小伟 孙丽英 陈曦 陈景序 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2023年第4期19-24,29,共7页
针对传统雾化喷嘴喷雾捕集微小粉尘效率不佳的问题,利用自主搭建的喷雾特性和降尘效率测试实验系统,对比分析超音速虹吸式空气雾化喷嘴与内混式空气雾化喷嘴的雾化性能和降尘效率。研究结果表明:随着供气压力增高,雾滴粒径逐渐减小;雾... 针对传统雾化喷嘴喷雾捕集微小粉尘效率不佳的问题,利用自主搭建的喷雾特性和降尘效率测试实验系统,对比分析超音速虹吸式空气雾化喷嘴与内混式空气雾化喷嘴的雾化性能和降尘效率。研究结果表明:随着供气压力增高,雾滴粒径逐渐减小;雾滴粒径随喷嘴出口距离的增加而增大;最佳雾化条件下,超音速虹吸式空气雾化喷嘴雾化粒径更小且雾滴分布均匀;距喷嘴30~60 cm区域内,供气压力越大,雾滴速度越快,雾滴轴向速度衰减程度越小;距喷嘴60~90 cm区域内,供气压力越大,雾滴速度越快,雾滴轴向速度衰减程度越大;在最佳雾化条件下,超音速虹吸式喷嘴对全尘、呼吸性粉尘的降尘效率高达91.46%、90.77%,内混式喷嘴的降尘效率仅为80.31%、75.22%,超音速虹吸式空气雾化喷嘴对煤粉全尘与呼吸性粉尘的除尘效率更高,降尘效果更佳。 展开更多
关键词 粉尘防治 超音速虹吸式空气雾化喷嘴 雾滴粒径 雾滴速度 降尘效率
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