洁净煤技术应用现状综述

我国是煤炭生产和消费大国 ,大力开发应用适合我国国情的煤炭地下气化技术、工业型煤技术、水煤浆气化技术、煤液化技术、洁净煤联合循环发电技术、煤系废弃物的综合利用技术等洁净煤技术 ,对提高煤炭利用率 ,改善环境状况 ,实现能源工业 (也包括化工及其它相关行业 )的可持续发展 ,有重要意义并具有广阔的发展前景。     

蛭石尾砂在燃煤固硫除尘中的利用

在对新疆且干布拉克蛭石矿尾矿进行矿物学研究的基础上，进行了高温膨胀实验、结果表明，蛭石尾砂的膨胀倍数因粒度的增大、时间的延长而提高，较为理想的膨胀温度在950～1050℃之间，利用碳酸钙为固硫剂、膨胀土为粘结剂，蛭石尾矿为膨胀添加剂对肥城烟煤进行高温燃煤固硫实验。结果表明，蛭石尾砂能较大幅度地提高肥城烟煤的固硫率，经XRD、SEM和EDX等分析表明，燃煤灰渣的主要固硫物相为硫酸钙，且因燃烧条件、添加剂和燃煤种类的差异而以不同的形态存在。蛭石尾砂对燃煤固硫促进机理可解释为营造型煤内部氧化气氛，抑制新物相硫酸钙的分解。     

煤体静载破坏微震、电磁辐射及裂纹扩展特征研究

为研究型煤在单轴压缩破裂过程中产生的微震、电磁辐射信号与裂纹演化特征的对应关系,利用自主设计的低噪声静态加载试验系统,对0～0.25、0.25～0.5、0.5～1.0、1～2 mm共4种不同粒度的型煤进行了单轴压缩破坏试验,同步采集了煤样破坏过程中的微震、电磁辐射信号及破坏视频图像,提出了一种煤体裂纹快速提取方法并计算了型煤裂纹面积的变化规律。研究结果表明：型煤在单轴压缩过程中产生的微震、电磁辐射信号及裂纹面积在时域上具有良好的同步性。型煤破坏过程中裂纹面积随时间变化曲线可分为4个阶段。第1阶段为压实阶段,煤样所受应力值较小,其表面的裂纹面积以极为缓慢的速率增加。第2阶段为初始破裂阶段,随着应力的增加和内部弹性势能的积聚,型煤表面裂纹面积的增加速率较压实阶段有明显提高,伴随产生许多细小裂纹。第3阶段为加速破裂阶段,随着应力继续增加以及材料内部积聚弹性能的释放,试样变形过程加速,导致裂纹面积增速进一步增大。第4阶段为卸压阶段,试样的裂纹面积达到最大值,承载能力急剧降低,发生失稳破坏。     

民用燃煤烟尘特征及环境矿物材料固硫剂开发

通过对北京某地区居民炊事用型煤和散装烟煤煤岩和元素分析 ,表明烟煤和型煤含碳量分别为 70 %和 5 9% ,烟煤中可燃性高变质活性组分为 87% ,而型煤有较高的粘土成分 ,约达 2 0 %。对它们燃烧产生的烟尘进行物相分析、组分定量、粒度测试、显微形貌和微观结构等矿物学研究 ,表明型煤和烟煤的烟尘均含有较高碳质组分 ,分别占 2 5 %和 2 8% ;烟煤烟尘只有型煤烟尘含更高的烧蚀残渣 ,两者的粘土 (包括石英等矿物 )类组分均相当多 ,约占 5 0 % ;烟尘平均粒径都很小 ,型煤烟尘只有烟煤烟尘的 1/ 4左右 ,约为 6 5 μm ,而比表面积大 2倍多 ;烟煤烟尘呈碎屑状 ,型煤烟尘为粉末状 ;烟尘中均含有较多的均质体 ,并有铁质侵染现象 ;石英小颗粒在烟尘中大量存在。为促使燃煤充分燃烧 ,达到固硫、助燃和降尘的目的 ,本实验室开发研制了效果良好的民用燃煤环境矿物材料固硫添加剂 ,并对山东肥城高硫烟煤进行了型煤固硫实验 ,在 85 0℃ ,95 0℃和 10 5 0℃燃烧条件下固硫率高于目前国内同类水平 ,固硫率达 70 % 80 %。     

突出煤和非突出煤全应力-应变瓦斯渗流试验研究

以突出煤和非突出煤的型煤为研究对象,设计两种型煤全应力-应变瓦斯渗流试验方案,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验系统,对比研究了两种型煤全应力-应变瓦斯渗流规律。结果表明,在应力-应变全过程中突出煤和非突出煤的煤样变形和瓦斯流量变化规律基本一致,即两种型煤在应力-应变全过程中瓦斯流量与煤样损伤变形的进程密切相关;瓦斯流量随着煤样的体积压缩而变小,且在煤样体积被压缩至最小时瓦斯流量降为最低值,煤样开始扩容后瓦斯流量转为增大;瓦斯流量随围压的增大而减小,且围压越大,瓦斯流量随应变变化的幅度越小。煤性对煤层瓦斯渗透性有明显影响,其渗透性可作为判断煤与瓦斯突出危险程度的一个重要指标     

围压作用下型煤蠕变特性及本构关系研究

对松藻煤电集团打通一矿7号软煤层制备的型煤围压作用下不同载荷水平进行了煤岩蠕变试验研究。通过改变蠕变载荷,得到了不同蠕变载荷作用下完整的蠕变3阶段曲线和各蠕变阶段的蠕变特征。根据试验分析结果,得到围压作用下煤岩蠕变规律和各蠕变阶段的蠕变参数。研究表明,随着蠕变载荷的增加,起始蠕变量和加速蠕变阶段的蠕变加速度均呈增加趋势,而过渡蠕变阶段和稳定蠕变阶段的持续时间与蠕变载荷关系不明显。黏弹塑性本构模型能够较好地反映围压作用下煤样的蠕变本构关系,通过计算得到了相关蠕变模型的参数。