一种石油焦与CO2高温气化原位反应特性

采用高温热台显微镜原位研究了气化温度和颗粒粒度对石油焦气化反应的影响,并对比了神府烟煤和石油焦的反应特性。研究发现,石油焦在气化过程中颗粒收缩,表面结构发生变化,反应速率的改变由低温下逐渐减小,到高温下1300℃时先增大后减小。相同转化率下,反应时间随温度的升高而减少,随颗粒粒度的减小而减少。对比神府煤焦和石油焦的气化反应发现,石油焦反应活性低,为神府烟煤焦平均气化反应速率的1/6。     

Traffic System Reliability Comparison Between Digital Driving and Conventional Driving

Driver behavior modeling is becoming increasingly important in the study of traf fic safety and development of cognitive vehicles. An algorithm for dealing with reliability for both digital driving and conventional driving has been develop ed in this paper. Problems of digital driving error classification, digital driv ing error probability quantification and digital driving reliability simulation have been addressed using a comparison research method. Simulation results show that driving reliability analys...     

基于多光谱显微成像的颗粒表面温度分布测量

分别采用彩色相机和多光谱相机构建辐射测温系统,利用黑体炉进行温度模型标定实验,并基于BP神经网络对标定数据进行训练得到测温模型。通过蜡烛火焰的温度测量实验,验证了测温模型的可靠性,且结果显示多光谱成像测温系统的测温精度高于彩色相机测温系统。针对常规辐射成像测温系统空间分辨率不足的问题,采用多光谱相机结合显微镜搭建了显微测温平台,对高温热台内的单石油焦颗粒燃烧过程进行记录,得到了石油焦颗粒表面的温度分布以及随时间的温度变化过程。     

基于晶体生长及形貌的煤灰渣黏温模型

采用高温热台显微镜研究了非牛顿煤灰渣结晶过程的晶体生长规律及形貌特征,获得不同化学组成煤渣晶体的种类转变和长宽比变化等参数。基于实验获得的晶体生长规律,耦合晶体形貌、长宽比及熔渣固相随温度的变化关系式,修正悬浮液的黏度模型,建立了适用于非牛顿熔渣的黏温预测模型,并与实测黏温曲线对比和验证。该模型考虑了主要析出以单斜晶系或三斜晶系特征的长石类、黄长石、钙长石和镁硅钙石等单相和多相晶体形貌特征,并结合煤渣固相分数（范围0≤?≤0.8）和长宽比（1.0~16.0）等参数修正。结果发现,模型对于煤渣酸碱比范围为0.5~3.0,煤渣硅铝含量总和35%~70%（质量）范围,CaO含量低于30%（质量）、MgO含量为0~10%（质量）以及Fe₂O₃含量范围低于16%（质量）的煤渣黏度预测适用性较好。     

基于决策树的驾驶差错恢复行为的建模

驾驶行为模型化是道路交通系统分析中一个十分重要的研究领域.通过定量分析驾驶差错状态恢复行为的特性,依据对驾驶差错状态的识别和改正行为的测度,建立了驾驶恢复度模型;结合对驾驶行为的测试数据与主观判断,运用改进的决策树求得了驾驶差错状态的恢复概率.该研究结果有利于对道路交通系统中驾驶行为特征的进一步认识.     

气流床气化炉水激冷固态熔渣理化特性研究

为了研究水激冷相变后固态熔渣的理化特性规律,在气流床水冷壁气化炉热模实验平台上,以神府煤灰渣、柴油、氧气等作为实验介质,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对不同操作温度下不同粒度的熔渣形态、晶相进行表征及对比分析,并探讨液态熔渣遇水快速冷却时的形态转变机理。研究表明:随操作温度升高,熔渣孔隙率和晶体含量减少,无定形玻璃态物质增多。遇水激冷后熔渣的气孔及热应力变化造成多孔熔渣易发生断裂、破碎行为;粒度较大的熔渣易发生断裂、破碎行为。粒度较大的熔渣主要存在开放性孔,粒度较小的熔渣主要存在封闭性孔。     

基于分子动力学模拟的Fe2O3纳米颗粒烧结机制研究

氧化铁是化工、冶金和能源等领域重要的原料,其在高温下的烧结性对产品性能至关重要。通过分子动力学模拟(MDS)研究了不同温度、粒径与空位缺陷浓度条件下Fe₂O₃纳米颗粒的烧结机制。结果表明,Fe₂O₃纳米颗粒粒径由3 nm增加至5 nm,烧结后收缩率由25.0%降低至10.8%,相对颈部宽度由96.6%降低至49.5%。当温度由900 K升高至1300 K,烧结过程原子扩散系数由1.758×10^-3 nm²/ps增至4.303×10^-3 nm²/ps,增大1.45倍。高温下(1300 K)原子迁移使颗粒部分结构由HCP和BCC结构转变为非晶结构,非晶原子比例为66.7%。含10.0%初始空位缺陷浓度纳米颗粒烧结过程的扩散活化能相比完美晶体(0空位浓度)降低约63.5%,原子迁移性及烧结致密化程度增强。研究结果对氧化铁颗粒高温热处理工艺优化具有指导意义。     

“煤气化的灰化学”专题客座主编致读者

<正>党的二十大报告强调,深入推进能源革命,加强煤炭清洁高效利用。随着我国“碳达峰、碳中和”政策的实施,当前我国各行业尤其是煤化工行业的碳减排任务艰巨。煤炭仍是我国的主体能源,在保障能源安全供应的前提下,煤气化技术是煤炭清洁高效转化利用的关键之一。经过150多年的发展,众多研究人员在煤气化领域进行了艰难探索,煤气化技术在基础研究和工程应用方面取得了系统性成果,以大型煤气化技术为主的煤化工产业已在我国迅速发展,成为支撑我国国民经济发展的重要产业之一。与此同时,气化规模增大及用煤量增加导致气化渣的产生和排放量逐年增加。     

铁元素对煤气化过程矿物转化和熔融特性影响的研究进展

铁是普遍存在于煤中的重要元素，其含量和价态等参数是影响煤气化灰渣理化特性(矿物转化和熔融、结晶、黏温和流变性等)的关键因素。气化炉用煤的种类和操作工况(气氛和温度)等变化影响铁的赋存形态，含铁的煤气化灰渣呈不同理化性质，其研究对指导气化炉的顺畅排渣具有重要意义。综述了近年来学者对铁元素在气化灰渣的赋存形态、铁对煤气化灰渣的熔融特性、降温过程结晶性和黏温特性等研究进展。铁主要以FeO、Fe₂O₃、FeS和FeS₂等形式存在于原煤中，在煤气化过程中转化为含铁的硅铝酸盐类物质，且受气体组分(CO/CO₂/O₂/H₂)、化学组成和温度影响显著。因Fe³⁺具有强极性，难以与其他矿物反应，在氧化性气氛下的灰渣熔融温度较高；而CO、H₂等气体具有较强的还原性，灰渣中的Fe₂O₃被还原为亚铁(Fe²⁺),其熔融温度降低，但还原为金属Fe时，其具有高熔点特性，灰熔融...     

不同气体组分条件下煤灰颗粒熔融特性研究

为掌握气体组分对灰熔融特性的影响规律，探究矿物转变对灰熔融特性的影响，利用高温热台显微镜，对神府煤灰、神华煤灰和神木煤灰在高温CO₂,N₂和空气条件下，以10℃/min, 50℃/min和100℃/min升温速率的熔融过程收缩性进行了原位可视化研究。利用热力学计算等方法研究了不同气体组分条件下实验煤灰熔融过程的矿物质变化。结果表明：升温速率对煤灰熔融过程面积收缩的影响大于气体组分对煤灰熔融过程面积收缩的影响，煤灰收缩性随着升温速率降低而增强；升温速率相同，神府煤灰、神华煤灰和神木煤灰在CO₂条件下的收缩性均强于空气和N₂条件下的收缩性，神府煤灰对CO₂敏感性最强，收缩率为21.70%,而在N₂和空气条件下的收缩率分别为17.12%和16.58%;相同气体组分下，神木煤灰在10℃/min升温速率下收缩率最大，可至32.36%。高温下神木煤灰的收缩主要受钠长石影响，神木煤灰的收缩性强于神府煤灰和神华煤灰的收缩性，原因在于高温下钠长石的收缩性强于钙长石和斜辉石的...