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基于FBRM技术的高岭土、石英和煤颗粒动态絮凝沉降过程研究
1
作者 白来平 袁帅 +3 位作者 袁雪 卜祥宁 孙玉金 沙杰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期144-159,共16页
煤泥水是选煤厂生产过程中产生的废水,含有大量的悬浮固体和有害物质,实际生产中煤泥颗粒的絮凝沉降是在动态过程中进行的,因此探究药剂与不同矿物颗粒的动态作用具有重要的意义。利用聚焦光束反射测量(FBRM)技术,探究Mg^(2+)离子和阴... 煤泥水是选煤厂生产过程中产生的废水,含有大量的悬浮固体和有害物质,实际生产中煤泥颗粒的絮凝沉降是在动态过程中进行的,因此探究药剂与不同矿物颗粒的动态作用具有重要的意义。利用聚焦光束反射测量(FBRM)技术,探究Mg^(2+)离子和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)药剂对高岭土、石英和煤样颗粒絮凝过程的影响及作用机理。通过实验发现,单独加入Mg^(2+)离子或低浓度的APAM可以使3种颗粒的数量减少、平均弦长(MCL)增加,颗粒发生凝聚或絮凝现象,但形成的聚团并不稳定,容易发生破裂。Mg^(2+)离子与APAM共同作用效果显著优于单独作用,能够形成更稳定的絮团,并导致颗粒数量缓慢降低。此外,提高APAM浓度对不同矿物的影响存在明显差异,高岭土颗粒几乎全部沉降,而石英颗粒的絮凝现象不明显,最终煤样颗粒的数量大幅减少。然而,提高Mg^(2+)离子浓度对3种矿物颗粒的絮凝沉降影响很小。研究深入揭示了Mg^(2+)离子和APAM在絮凝过程中的作用机理,以及对颗粒数量、粒径的影响,结果表明Mg^(2+)离子和APAM在絮凝过程中的相互作用和影响差异,可为优化煤泥水处理工艺提供参考。 展开更多
关键词 煤泥水 絮凝过程 处理和沉降 FBRM 聚丙烯酰胺
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煤岩显微组分电浮选分离与制氢过程中氢/氧气泡的影响机制
2
作者 赵伟 江雨寒 +3 位作者 李振 李毅红 周安宁 王宏 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2428-2435,共8页
电浮选技术是实现煤岩显微组分高效分离的有效途径,也是一种有显著优势的制氢技术。电浮选中电解气泡既是浮选分离的载体,又是有效的氢气/氧气产物。本文探讨了高惰质组煤电浮选过程中电解气泡对煤岩显微组分分离效果的影响机制,利用诱... 电浮选技术是实现煤岩显微组分高效分离的有效途径,也是一种有显著优势的制氢技术。电浮选中电解气泡既是浮选分离的载体,又是有效的氢气/氧气产物。本文探讨了高惰质组煤电浮选过程中电解气泡对煤岩显微组分分离效果的影响机制,利用诱导时间测定仪、红外光谱、接触角测量仪及气相色谱等考察了氢气泡和氧气泡对煤岩显微组分的选择性以及电化学反应对煤结构和可浮性的影响规律和气体产物组成等。结果表明,电解氢气泡浮选所得的浮物收率及浮物镜质组含量较氧气泡高,相应的镜质组回收率也高于氧气泡;电浮选过程中的电解作用会改善煤岩显微组分的表面结构,引起润湿性的变化,电浮选阴极区对煤具有电化学还原作用,可减少煤中—OH、—COOH与C==O等亲水性官能团,从而增加煤样的接触角,减小氢气泡对煤的诱导时间,从而增加煤的可浮性,而阳极区的作用相反;煤浆电浮选过程中可获得纯度>94%的氢气和>96%的氧气,且镜质组为电解质时的气体产物纯度高于惰质组,但惰质组可获得更高的产气速率;采用两级串联流程进行煤岩显微组分的电浮选分离时,浮选分离的综合效率最高可达到83.7%,此时浮物的镜质组回收率为86.7%,两个沉物产品的回收率分别为41.6%和54.9%,氢气的产率可达到6.49mL/(min∙cm^(2))。 展开更多
关键词 煤岩显微组分 电浮选 电解气泡 作用机制 氢气产率
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神府富油煤不同显微组分分子结构特性研究
3
作者 白来平 李振 +4 位作者 姚雷 赵凯 高博 王宏 谢永鑫 《煤炭工程》 北大核心 2025年第3期197-205,共9页
为了研究富油煤不同显微组分分子结构特征差异,深度理解其结构特性,以神府煤田大保当煤为研究对象,通过等密度梯度离心法分离出富镜质组和富惰质组两种显微组分,分别采用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、固体核磁共振波谱分析(^(13)C-NMR... 为了研究富油煤不同显微组分分子结构特征差异,深度理解其结构特性,以神府煤田大保当煤为研究对象,通过等密度梯度离心法分离出富镜质组和富惰质组两种显微组分,分别采用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、固体核磁共振波谱分析(^(13)C-NMR)、X射线衍射光谱分析(XRD)和X射线光电子能谱测试(XPS)技术对富集的显微组分进行分子结构分析研究。^(13)C-NMR的结果显示,富镜质组中含有较多与脂肪碳相关的结构,而富惰质组中含有较多与芳香碳相关的结构;FTIR结果表明,富镜质组中含有丰富的含氧官能团,其脂肪烃结构更短,支链化程度高,而对于富惰质组,苯环三取代和五取代成为了芳香氢的主要取代方式,占比均接近37%;XRD结果显示神府大保当煤富镜质组和富惰质组的微晶结构相差不大,物理结构差异较小。XPS结果表明镜质组的含氧官能团多以酚羟基氧和醚基氧、羧基氧存在,氮元素的主要赋存形态是吡啶型氮和吡咯型氮,为热解焦油产率的提升提供了可能。研究成果可为富油煤开发利用和转化技术研发提供理论参考。 展开更多
关键词 富油煤 镜质组 惰质组 分子结构 微晶结构
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气流粉碎参数对煤岩显微组分迁移的影响研究
4
作者 白来平 李振 +4 位作者 姚雷 王思璠 高博 王宏 谢永鑫 《中国煤炭》 北大核心 2024年第8期171-180,共10页
为探究气流粉碎分级过程中煤岩显微组分的迁移规律,通过气流粉碎分级设备对煤岩显微组分进行富集,对神府大保当煤进行了工业分析、元素分析、煤岩分析、激光粒度分析,并了解其煤质特性,通过四因素五水平正交试验,探究了入料频率、粉碎... 为探究气流粉碎分级过程中煤岩显微组分的迁移规律,通过气流粉碎分级设备对煤岩显微组分进行富集,对神府大保当煤进行了工业分析、元素分析、煤岩分析、激光粒度分析,并了解其煤质特性,通过四因素五水平正交试验,探究了入料频率、粉碎压力、一级分级机频率和二级分级机频率这4个因素对显微组分含量的影响。对正交试验进行优化结果表明,当入料频率为9 Hz、粉碎压力为0.6 MPa、一级分级机频率为20 Hz、二级分级机频率为140 Hz时,二级产品镜质组含量最高,为77.01%;当入料频率为3 Hz、粉碎压力为0.7 MPa、一级分级机频率为40 Hz、二级分级机频率为100 Hz时,三级产品中惰质组含量最高,为73.38%,研究结果可为实现煤炭高效利用提供技术支持。 展开更多
关键词 显微组分 气流粉碎 正交试验 组分迁移
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基于氮气吸附-核磁共振分析的煤气化细渣孔隙结构特征 被引量：11
5
作者 于伟 刘莉君 +2 位作者 高博 王丽娜 岳双凌 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期966-973,共8页
本研究以宁夏地区煤气化细渣为研究对象,通过低温氮气吸附-脱附、扫描电镜以及低场核磁共振对不同粒度级产品孔隙结构进行了表征与分析。孔隙形态以裂缝形为主,各粒级产品BET比表面积较大,为125.78-589.78 m^(2)/g,扫描电镜分析表明,BJ... 本研究以宁夏地区煤气化细渣为研究对象,通过低温氮气吸附-脱附、扫描电镜以及低场核磁共振对不同粒度级产品孔隙结构进行了表征与分析。孔隙形态以裂缝形为主,各粒级产品BET比表面积较大,为125.78-589.78 m^(2)/g,扫描电镜分析表明,BJH孔径与实际相差较大,仅以低温氮气吸附法分析孔隙结构具有一定的局限性。低场核磁共振法表明,各粒度级产品孔径均含有微孔、过渡孔、中孔和大孔,总孔隙度均在27%左右,以中孔、大孔为主,微孔次之,过渡孔较少。该种孔隙结构表明煤气化细渣不同粒度级产品均具有一定的吸附性能,但中大孔为水分的主要储存空间,导致脱水困难。 展开更多
关键词 煤气化细渣 孔隙结构 低温氮气吸附 扫描电镜 低场核磁共振
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基于正交实验法的交叉筛高效节能优化研究
6
作者 姚雷 白来平 +4 位作者 高博 袁雪 谢永鑫 孟昂 赵啦啦 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期165-171,共7页
交叉筛是一种前沿的湿黏细粒煤干法深度筛分设备,可以克服传统干法筛分过程中普遍存在的筛面堵塞等难题,具有筛分效率高、使用寿命长等特点。针对交叉筛高效节能优化方面的难题,基于方差分析法和正交实验法,探究给料率与筛轴转速对筛分... 交叉筛是一种前沿的湿黏细粒煤干法深度筛分设备,可以克服传统干法筛分过程中普遍存在的筛面堵塞等难题,具有筛分效率高、使用寿命长等特点。针对交叉筛高效节能优化方面的难题,基于方差分析法和正交实验法,探究给料率与筛轴转速对筛分效率和电机功率的影响规律,通过参数影响权重与均值响应图,综合分析得出了3种不同给料率下筛面各段筛轴转速的最佳组合。研究结果表明,调整给料率和筛轴转速均可对筛分效率和电机功率产生显著影响,为实现高效节能筛分,当给料率为4 kg/s时,最佳筛轴转速组合为80、80、50 r/min;当给料率增加至5 kg/s和6 kg/s时,最佳筛轴转速组合分别为90、60、40 r/min以及90、70、40 r/min。 展开更多
关键词 正交实验法 交叉筛 筛分效率 筛轴转速 高效节能
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振动筛动力学振动轨迹多目标优化设计研究 被引量：1
7
作者 白来平 姚雷 +3 位作者 高博 袁雪 谢永鑫 王全强 《中国煤炭》 北大核心 2024年第12期197-203,共7页
振动筛主筛体不同位置的振动幅值和振动方向等动态响应特征不一致,如将整个筛体的运动情况视为相同,则在振动筛体改进的过程中会存在一定的误差。建立了可以反映振动筛不同位置振动幅值和振动方向的动力学模型,利用4阶Runge-Kuta法进行... 振动筛主筛体不同位置的振动幅值和振动方向等动态响应特征不一致,如将整个筛体的运动情况视为相同,则在振动筛体改进的过程中会存在一定的误差。建立了可以反映振动筛不同位置振动幅值和振动方向的动力学模型,利用4阶Runge-Kuta法进行了求解,分析了振动筛体的振动特征,使用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对其振动轨迹进行多目标优化研究。研究结果显示,该振动筛不同位置相应的振动特性有利于物料的筛分;进行多目标优化后,其进料位置振动方向角度基本保持一致,幅值小幅下降,但高频低幅的特征同样有利于筛分作业;排料位置振动角度明显降低,幅值基本未变,可以进一步地强化物料的筛选效果。 展开更多
关键词 振动筛 振动特征 非支配排序遗传算法 多目标优化
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基于GIS的河北省太行山山前平原区耕地质量等级评价 被引量：2
8
作者 李旭光 邢凤丽 +2 位作者 袁雪 王红 张瑞芳 《山西农业科学》 2023年第7期793-801,共9页
为科学有效进行耕地质量保护和建设提升,精准了解耕地质量等级数量和空间特征分布情况,基于GIS技术,运用层次分析法、特尔菲法、模糊数学法和累加法等,对河北省太行山山前平原30个县(区)耕地质量构建综合评价体系,并进行等级评价。结果... 为科学有效进行耕地质量保护和建设提升,精准了解耕地质量等级数量和空间特征分布情况,基于GIS技术,运用层次分析法、特尔菲法、模糊数学法和累加法等,对河北省太行山山前平原30个县(区)耕地质量构建综合评价体系,并进行等级评价。结果表明,研究区耕地最高等级为1级,最低等级为8级,平均等级为3.24级,整体质量较高。基于自然断点法,将1~3级地归为优等,主要分布在石家庄山前平原和邯郸部分地区;4~6级地归为中等,主要分布在保定山前平原北部地区和邢台部分地区;7、8级地归为低等,主要分布在保定山前平原南部和邢台部分地区;研究区内中部地区和南部地区耕地质量高于中北部和西部区域;研究区优等地占比最高,占64.49%,低等地占比最低,占4.03%。为确保研究区耕地永续利用,无明显障碍因子的优等地应注重立地条件因子的保持,适时进行深松深翻、灌溉设施养护;中等地继续水土保持工作的稳步推进,增加耕层厚度;低等地宜通过秸秆还田、种植绿肥或增施有机肥、生物炭快速提升土壤理化性状。 展开更多
关键词 太行山山前平原 GIS 耕地质量 层次分析法 累加法
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