中央高校基本科研业务费专项资金(2012YH01)
- 作品数：14 被引量：88H指数：5
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- 相关机构：中国矿业大学（北京）中国矿业大学(北京)新奥气化采煤有限公司更多>>
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- 相关领域：矿业工程化学工程机械工程石油与天然气工程更多>>
- 宁夏长焰煤地下气化工艺参数的研究被引量：2
- 2021年
- 为了评价宁夏深部长焰煤地下气化的可行性,对宁夏王洼矿区长焰煤进行了热解实验,通过物料平衡模型和能量平衡模型对长焰煤地下气化参数进行了计算,结果表明,宁夏长焰煤在N_(2)气氛下热解最大失重温度为108℃,反应结束时失重率为33.13%,反应活化能为59.77kJ/mol;在CO_(2)气氛下热解最大失重温度为950℃,反应结束时失重率为66.83%,反应活化能为31.33kJ/moL;随着氧气浓度的提高,煤气有效组分(H_(2)+CO+CH_(4))含量提高、热值提高、气化效率提高、吨煤产气率下降;当采用纯氧-水气化时,煤气有效组分达到68.12%,煤气高热值达到9.93MJ/Nm^(3),冷煤气效率达到73.05%。
- 梁杰李玉龙苏雪超姜啓龙于泽雨金永传
- 关键词：长焰煤地下气化热解
- 基于非稳态渗流传递的煤炭地下气化数值模拟被引量：6
- 2014年
- 为了解煤炭地下气化的发展过程及影响因素,以平面二维地下气化区为模拟对象,研究了水平煤层地下气化过程中渗流传热传质与燃烧气化反应耦合过程的特征,建立多孔介质非稳态渗流传递与化学反应相互作用的二维数学模型。研究了煤焦在不同供氧条件下,火焰工作面移动速度、燃烧区与气化区温度场、产物浓度分布规律及瞬态变化趋势。模拟结果表明,煤燃烧气化反应主要发生在沿渗流气化通道的热渗透作用区域,随着气化过程的进行,气化工作面不断向气化区出口方向推移;在摩尔分数为0.15,0.20,0.33供氧量、富氧-水蒸气工艺条件下,火焰工作面的移动速度分别为0.125,0.174,0.274 m/h;氧化区、还原区在二维温度场中存在清晰的热分界线,随时间的推移,其面积比从0.5增大到2.5,最后还原区的范围逐步扩展到出口;提高供气中氧气浓度,热渗透作用区域内的温度相应升高,煤粒燃烧气化反应期缩短,煤气中H2和CO含量增加;模型计算结果与模型实验数据具有较好的一致性。
- 崔勇梁杰王旋
- 关键词：煤炭地下气化
- 煤炭地下气化过程数值模拟研究进展被引量：7
- 2014年
- 论述了煤炭地下气化过程数值模拟研究的进展及现状,分析了不同物理模型的形式、数学模型的特点及存在的不足,同时对其应用条件与假设进行了对比。最后展望了煤炭地下气化模型今后的研究方向。
- 崔勇梁杰王张卿
- 关键词：煤炭地下气化物理模型数学模型
- 升温速率对桦甸油页岩热解特性及动力学的影响被引量：2
- 2018年
- 以桦甸大成油页岩为原料,采用TG-FTIR联用仪在终温900℃下进行热解试验,考察了油页岩在3种不同升温速率下的热解特性及CO、CO_2和脂肪烃的生成规律,并对油页岩热解动力学过程进行了分段拟合,采用一级反应模型和Doly积分法对热解各阶段动力学参数进行求解。结果表明,随着升温速率的提高,油页岩热解起始温度、峰值温度及热解终止温度均向高温区迁移,脱挥发分的温度范围变宽,油页岩失重峰峰值明显增加,升温速率的提高加速了羰基的分解,快速升温可以使CO提前释放,同时生成大量的CO_2,而脂肪烃的释放强度呈现一定的升高趋势。油页岩热解可分为三个阶段:第一阶段所需的活化能较小,但随着升温速率的提高,活化能增加;第二阶段活化能较高,升温速率为20℃/min时活化能最大;第三阶段活化能处于中等水平,升温速率为20℃/min时活化能最大。
- 梁鲲梁杰史龙玺马高峰王莉王军梁鹏
- 关键词：油页岩升温速率热解特性热解产物动力学
- 煤炭地下气化炉型及工艺被引量：26
- 2013年
- 为探讨不同煤层条件下地下气化炉结构及气化工艺,在模型试验和现场试验的基础上研究了煤炭地下气化有井式和无井式气化炉结构及其工艺参数,形成了有井式"长通道、大断面、两阶段"气化工艺和无井式渗透式气化方法。试验结果表明:空气气化时可获得热值在4.18 MJ/Nm3以上的煤气;富氧气化时,当富氧体积分数由30%上升到80%时,煤气中有效组分(H2+CO+CH4)体积分数由30%上升到60%;两阶段气化第2阶段可生产H2组分体积分数在40%、热值在11.45 MJ/Nm3以上的煤气。无井式渗透式气化通道贯通参数为:当供风压力0.75 MPa、供风流量600 Nm3/h时,贯通速度为0.34 m/d,通道当量直径0.39 m,正向供风气化和反向供风气化能获得相同质量的煤气。
- 梁杰崔勇王张卿席建奋
- 关键词：煤炭地下气化富氧气化
- 油页岩与褐煤地下共气化模型试验
- 2012年
- 为了打开劣质能源资源的利用途径，进行了油页岩和褐煤热解干馏以及地下共气化试验。热：瞬时，两者均在400℃开始有大量气体析出，在500℃-600℃达到最大，析出气以氢气和甲烷为主，并含微量的C2和C3的烷烯烃等；地下共气化时，气化剂从空气到富氧空气能够使煤气的有效组分含量大幅提升，但气化剂Ф（O2）在30％-50％变化时，得到的煤气的有效组分含量并没有太大差异，因此以Ф（O2）为40％的富氧气化时的煤气组分较为经济，此时煤气中有效组分体积分数约为40．79％，热值约5300kJ/m^3，沿气化通道方向，页岩层先后出现气体析出峰值，页岩层析出气体中烷烯烃组分的体积分数C3〉C3〉C4，且其均在1％以下；经历高温燃烧气化后，黄褐色、致密的油页岩变成疏松、分层开裂明显的岩块。
- 赵丽梅梁杰
- 关键词：褐煤油页岩热解
- 煤炭地下气化残留物中微量元素分布及富集特性被引量：6
- 2018年
- 煤炭地下气化是把残留物保留在地下的煤炭原位开采技术。本文通过地下气化富氧-水气化工艺模型实验,对不同工艺条件下气化区残留物进行网格采样,并通过离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光形态分析仪对残留物中的Zn、Cu、As、Pb、Cr、Ni和Hg进行定量分析,最后采用迁移率和相对富集系数对微量元素进行迁移富集特性评价。结果表明,残留物中微量元素的总量随着工艺条件中氧气浓度的增加而减少。在氧化区中Cr、Ni含量最高,Cu、Pb在三区的残留量很少,Zn在三区的残留量最多,随着氧浓度的升高,在三区的残留物呈明显的递减趋势,易于在还原区内残留;As在三区都有富集的趋势,随着氧气浓度的升高,在三区残留物的残留量有递增的趋势;由于出口气温度较高,Hg在三区的残留量最少,没有明显的规律性。气化通道残留物中微量元素Hg、As、Zn、Cr的平均含量比原煤中的含量多,而Ni、Cu、Pb比原煤中的含量少。从相对富集系数与平均残留率综合分析,Cr、Ni、Zn、As、Hg的平均相对富集系数小于1,Zn、As、Hg的残留物大于100%;Cr、Ni残留率在50%~100%。Cu和Pb三区的相对富集系数小于1,残留率小于50%。
- 李玉龙梁栋宇盛训超王张卿王张卿
- 关键词：煤炭地下气化微量元素
- 煤炭地下气化双层注气管传热特性研究被引量：2
- 2021年
- 强制氧化点火技术是在地面将空气或富氧气体加热到一定温度后,通过双层注气管的内管输送到地下煤层,对煤层进行强制氧化直至煤层着火。为获得煤炭地下气化强制氧化点火技术的工艺参数,对双层注气管装置的传热特性进行试验研究,获得了2种不同介质在不同注气条件下的流体温度参数,分析了双层注气管内空气和氧气介质的传热过程,计算了不同条件下对应的双层注气管内管传热局部热损失及换热系数,基于傅里叶传热理论建立了二维圆柱体系下圆管内充分发展的稳定流动时流体温度的计算模型,得出了1000 m的双层注气管的流体温度参数。结果表明,氧气的温度上升速率明显比空气快,并且达到稳定状态时的温度也更高;随着流体流速的增加,注气管出口流体温度随之升高;局部换热系数逐渐降低并在过渡流区域逐渐稳定趋于定值,其中空气约为42.229 W/(m^(2)·℃),氧气约为41.384 W/(m^(2)·℃);局部热损失随着距离的延伸逐渐减小,其中热空气的稳定热损值为3.28 J/s,热氧气的稳定热损值为2.68 J/s;试验温度分布值与理论温度计算模型结果的相对误差小于2%,基于建立的温度计算模型得出当双层注气管距离达到1000 m时空气出口温度约为104.52℃,氧气出口温度约为114.36℃。上述结果可以为强制氧化点火技术的工程应用提供借鉴。
- 陈晨晨梁杰王翠兰金永传王皓正单佩金白煜
- 关键词：热损失换热系数
- 和顺无烟煤地下气化模型试验研究被引量：3
- 2017年
- 为了获得和顺深部无烟煤地下气化工艺参数,进行了和顺无烟煤地下气化模型试验,研究了煤气有效组分、温度场及顶板应力场的变化规律,结果表明,随着氧气浓度的提高,煤气中有效组分含量、热值、煤气产量与气化剂流量的比、冷煤气效率增加,煤气产率下降;当氧气浓度大于80%时,有效气体含量大于60%,冷煤气效率达到65%以上,80%的氧气浓度是无烟煤地下气化合理的氧气浓度;气化工作面横向和纵向速率扩展速率比为(1.19~1.31)∶1;顶板岩层在通道方向上随气化工作面的推进发生应力集中,应力集中系数为1.2~1.5。
- 周松梁杰
- 关键词：无烟煤地下气化工艺参数温度场
- 煤炭地下气化污染物富集和迁移规律——以王村矿煤矿为例
- 2022年
- 为了解煤炭地下气过程中污染物的富集和迁移规律,作为评估地下气化方法对生态环境造成影响的依据之一,对王村煤矿贫瘦煤地下气化进行了模型试验,搭建了气化模型试验台,模拟实际地下气化过程。对于污染物析出规律的研究,利用重铬酸盐法、纳氏试剂分光光度法、直接分光光度法测定了不同氧气浓度下COD、氨氮、挥发酚的浓度,结果表明,当氧气体积分数大于60%时,污染物析出随着氧气体积分数的增加而明显降低,在80%富氧浓度时,气化区特征污染物挥发酚质量浓度为105 mg/L、氨氮质量浓度为2.09×10^(3)mg/L、COD质量浓度为1.11×10^(4)mg/L;对于污染物迁移规律的研究,首先利用RTR-1000高温高压综合岩石测试系统测定了不同温度下水在底板岩层的渗透系数,结果表明,常温状态下水在底板岩层渗透系数为4.4169×10^(-8)cm/s,100℃条件下渗透系数为5.0238×10^(-7)cm/s;常温至500℃条件下气体在底板岩层渗透系数在1.373×10^(-9)~1.059×10^(-8)cm/s。之后将之前得到的实验数据及地质、煤质参数作为边界条件和参数,利用Visual Modflow 4.1对污染物迁移进行了模拟,模拟计算年限为50 a,结果表明污染物迁移主要发生在气化结束10 a内,污染物迁移最大面积为3515.73 m^(2),水平面横向最大迁移距离为10.3 m,纵向扩散距离为5.4 m,垂直方向上污染物向底板的最大渗透深度为1.37 m。
- 王皓正梁杰臧志飞陈世琳赵泽赵歌
- 关键词：煤炭地下气化煤炭利用
