蒙脱石分散体系中用Zeta电位修正静电作用能的计算

针对扩展DLVO理论的静电作用能计算中表面电位难以测定,讨论以Zeta电位代替表面电位进行静电作用能计算的可行性。计算了蒙脱石表面电位,运用扩展的DLVO理论分别用Zeta电位和表面电位计算蒙脱石悬浮液的临界硬度,并通过蒙脱石悬浮液的临界硬度试验进行验证。试验结果表明:(1)悬浮液中蒙脱石颗粒表面与滑动面之间的水和电解质离子起到屏蔽表面电位的作用,表面电位计算的静电势能并不能反映颗粒间的静电作用;用Zeta电位代替表面电位计算颗粒间静电作用能,与实验结果更相符;(2)颗粒间滑动层开始接触时,水化作用能开始增大,电解质离子不仅减小了颗粒间的静电斥力,还减小了滑动层厚度,使水化作用距离缩短,颗粒更容易接近从而发生凝聚;(3)随电解质浓度的增加,蒙脱石颗粒Zeta电位和表面电位的绝对值均表现为减小的趋势,且表面电位的变动幅度要远高于Zeta电位的变动;双电层与滑动层厚度均呈指数减小。     

煤泥絮体特征参数提取及其动态变化规律

针对煤泥絮体图像处理时存在的模糊絮体识别困难问题,提出一种基于絮体清晰度自动剔除模糊絮体提取絮体特征参数的方法。对比常规阈值分割法和应用图像处理软件手动处理法得出,该方法可快速、准确提取絮体特征参数。通过试验,研究了不同搅拌转速和不同絮凝剂用量下煤泥絮体特征参数随絮凝过程的动态变化规律。结果表明:煤泥水絮凝过程可以分为三个阶段,即絮体快速长大阶段、破碎阶段及动态平衡阶段;搅拌转速越大,絮体快速长大阶段用时越短,平衡阶段对应的絮体当量直径均值越小;在絮凝剂用量为3 mg/L时,搅拌转速为152 r/min条件下形成的煤泥絮体分形维数最小(1.89±0.01),搅拌转速为217 r/min条件下形成絮体分形维数最大(2.17±0.03);在搅拌转速为152 r/min时,随着絮凝剂用量增大,煤泥絮体当量直径均值在絮凝剂用量为4 mg/L时达到最大值,煤泥絮体分形维数值由1.81±0.01增大到2.01±0.03。     

煤炭开发过程碳排放特征及碳中和发展的技术途径

理清煤炭开发过程碳排放特征,是推动煤炭开发过程碳达峰碳中和的前提和基础。基于煤炭开发全生命周期碳排放清单分析方法,重点从生产用能、瓦斯排放及矿后活动三个环节,建立了煤炭开发过程碳排放计算模型,测算了煤炭开发过程碳排放量,并分析了不同环节碳排放特征,提出了煤炭开发过程碳减排技术途径。研究表明：(1)生产用能碳排放强度呈下降趋势,由2010年81.5 kgCO2/t,先快速降低到2015年的66.5 kgCO2/t,而后缓慢降低到2020年的65.4 kgCO2/t;(2)瓦斯排放（碳排放）强度呈快速下降趋势,由2010年的123.7 kgCO2/t降低到2020年的67.6 kgCO2/t;(3)矿后活动碳排放强度呈缓慢降低趋势,由2010年的21.5 kgCO2/t,逐渐降至2020年的18.0 kgCO2/t。基于碳排放量和排放特征分析,提出了煤炭开发过程实现碳中和的五大技术途径,即大力推广应用煤炭开发节能提效技术,减少煤炭开发过程能源消耗带来的碳排放;持续攻关煤矿瓦斯抽采利用技术,减少煤炭开发过程甲烷排放;加快探索煤炭开发颠覆性技术,从原理上改变碳排放特性;有序研发和示范煤矿区煤与新能源耦合利用技术,降低单位产品碳排放强度;尽早谋划煤矿区二氧化碳捕集、利用与固化、封存技术,形成煤炭行业独有的碳中和实现途径。     

我国煤炭行业发展方式变革方向与路径研究

分析了煤炭行业发展方式变革的主要驱动力与未来发展方向，研究了煤炭行业发展方式变革的主要路径。研究认为，煤炭行业由原来的需求拉动、要素驱动变成需求和要素倒逼，并且经济社会赋予了煤炭“平时调峰、战略储备、兜底保障”等新定位，这是煤炭行业变革的主要驱动力之一；煤炭行业发展方式变革的主要方向为煤炭全产业链自身优化发展、煤及共伴生资源开发立体化发展、煤与可再生能源深度融合发展；而主要变革路径包括构建智能绿色开发体系、健全定制化精准供应体系、形成清洁低碳利用模式、建立矿区立体化开发格局、煤炭与可再生能源组合发展。