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微波辐射下含水分煤体孔渗特性及表面裂隙演化特征实验研究 被引量：14
1
作者 胡国忠 杨南 +2 位作者 朱健 秦伟 黄金鑫 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期813-822,共10页
可控源微波辐射法因其选择性加热、热效率高、环保等特点,被认为是一种极具发展前景的煤层增透新方法。煤体中的水分作为一种良好的吸波介质,将对煤体的吸收微波能力产生重要影响。为了探索煤体中的水分对微波致裂煤体效果的影响,采用... 可控源微波辐射法因其选择性加热、热效率高、环保等特点,被认为是一种极具发展前景的煤层增透新方法。煤体中的水分作为一种良好的吸波介质,将对煤体的吸收微波能力产生重要影响。为了探索煤体中的水分对微波致裂煤体效果的影响,采用自主研制的微波辐射实验装置和基于核磁共振(NMR)测试的煤体孔隙结构定量表征方法,研究了微波辐射前后煤体的NMR弛豫时间T2图谱的变化规律和煤体表面裂隙分布特征,揭示了微波辐射下不同含水饱和度煤体孔隙的数量、尺度、连通性以及煤体的核磁渗透率和表面裂隙的演化规律。研究表明:无论煤体含水饱和度的高低,微波辐射后煤体微孔的数量与体积减少、煤体中孔和大孔及微裂隙的数量与体积均增加,各类尺寸孔隙之间的连通性得到改善,从而表现为煤体核磁渗透率增大且煤体表面出现原生裂隙扩展、新孔洞裂隙发育、煤体剥离和脱落和新的裂隙网络形成等现象;随着煤体含水饱和度的增加,微波辐射后煤体孔隙的数量、尺度与连通性以及渗透性的变化幅度呈现出"小幅减小—急剧减小—轻微增加"的趋势;微波对煤体的选择性热效应所产生的热应力引起煤体热破裂是煤体渗透性提高的主要原因,而微波辐射下煤体中水分蒸发所产生的蒸气压的劈裂作用对煤体孔隙结构的改造较为有限。 展开更多
关键词 煤层增透 微波辐射 含水煤体 孔隙结构 表面裂隙
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露天矿卡车运输起尘时PM2.5和PM10变化规律研究 被引量：10
2
作者 鲁文岐 周伟 +3 位作者 丁小华 徐光 时旭阳 陆翔 《中国煤炭》 2019年第11期89-93,共5页
粉尘污染一直以来是露天矿的一大难题,露天煤矿起尘环节包括钻孔、爆破、采装、运输、破碎和排土等,其中运输环节是露天矿产尘的重要环节。通过对哈尔乌素露天煤矿卡车运输过程中粉尘浓度和粒径分布的监测,研究了卡车运输过程中PM2.5和P... 粉尘污染一直以来是露天矿的一大难题,露天煤矿起尘环节包括钻孔、爆破、采装、运输、破碎和排土等,其中运输环节是露天矿产尘的重要环节。通过对哈尔乌素露天煤矿卡车运输过程中粉尘浓度和粒径分布的监测,研究了卡车运输过程中PM2.5和PM10粉尘颗粒浓度的变化规律,得出了粉尘比例浓度中PM2.5和PM10占比。研究结果表明,PM2.5在卡车运输过程中起尘比例大约在30%,并和PM10变化规律一致,当运输车辆为重车行驶时所激起的粉尘量普遍大于空车行驶时所激起的粉尘量。 展开更多
关键词 露天煤矿 卡车运输 粉尘浓度 PM2.5 PM10
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解析光电化学氮还原合成氨中局域电子结构和合金化的协同效应
3
作者 郑建云 吕艳红 +4 位作者 黄爱彬 Bernt Johannessen 曹逊 蒋三平 王双印 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第2期141-151,共11页
氨是氮肥等工业的主要原料,因此氨产量居各种化工产品的首位.目前,90%以上的氨通过传统Haber-Bosch法制得,但该反应需要在高温高压下进行,消耗大量能源,同时排放大量CO_(2).基于此,科研人员致力于寻求一种绿色、高效的合成氨替代方法.其... 氨是氮肥等工业的主要原料,因此氨产量居各种化工产品的首位.目前,90%以上的氨通过传统Haber-Bosch法制得,但该反应需要在高温高压下进行,消耗大量能源,同时排放大量CO_(2).基于此,科研人员致力于寻求一种绿色、高效的合成氨替代方法.其中,利用太阳能,通过光电化学氮还原合成氨是最有潜力和竞争力的方法之一,该方法也为有效利用太阳能提供了新途径.目前,虽然光电化学氮还原研究取得了一定进展,但是氨产率和氮转换效率低限制了其经济可行性.这主要归因于四个方面:(1)牢固的氮氮三键使得氮气难以活化;(2)复杂的多步和多电子反应使得动力学迟缓;(3)析氢竞争反应降低了太阳能-氨的转换效率;(4)氮气在水溶液中的溶解度低导致吸附在光电阴极表面的氮气较少.为解决上述问题,本文通过溅射法在B掺杂的p型(100)晶向硅片上共沉积Au,Co和Pd,然后在600℃下和空气中快速退火,制得由助催化剂/保护层/光吸收层组成的层级硅基光电阴极,并用于氮还原合成氨.成分和结构表征结果表明,层级硅基光电阴极由p型硅光吸收层、二氧化硅保护薄层和AuCoPd合金纳米颗粒助催化剂组成,该电极可表示为AuCoPd-CoOx/SiO_(2)/Si,简称ACP电阴极.角分辨X射线光电子能谱和同步辐射X射线吸收光谱结果表明,形成了局域电子结构AuCoPd合金纳米颗粒,并可分析出Au离子和Pd离子在纳米颗粒上的比例和分布.变压光电化学实验结果表明,ACP光电阴极表现出较好的氮还原合成氨性能,在3 MPa下氨产率达到22.2±0.4μg·h^(-1)·cm^(-2),法拉第效率达到22.9%.同时,ACP光电阴极的光电化学氮还原行为遵循勒夏特列(化学平衡移动)原理:随着反应压强增加,氨产率、法拉第效率和起始光电压均随之增大.原位X射线光电子能谱和原位同步辐射X射线吸收光谱结果表明,Au离子和Pd离子为氮还原反应的活性位点,为氮气� 展开更多
关键词 光电化学氮固定 电子局域结构 合金化 加压反应 协同机理
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基于有效分子自由程的纳米孔隙气体传输模型 被引量：1
4
作者 刘彦伟 贾浩杰 +5 位作者 左伟芹 韩红凯 常平 苗健 魏建平 徐鹏 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期90-99,共10页
煤体纳米孔隙内气体传输模型是低渗煤层瓦斯运移规律中尚未解决的关键科学问题之一,前人所建模型很少考虑微观边界限制对纳米孔隙通道内气体分子自由程的影响.论文根据气体动力学理论,修正了纳米尺度孔道内气体动力黏度及气体分子平均... 煤体纳米孔隙内气体传输模型是低渗煤层瓦斯运移规律中尚未解决的关键科学问题之一,前人所建模型很少考虑微观边界限制对纳米孔隙通道内气体分子自由程的影响.论文根据气体动力学理论,修正了纳米尺度孔道内气体动力黏度及气体分子平均自由程,进而修正了Knudsen数;将修正的Knudsen数结合前人模型,建立了考虑微观边界限制的纳米孔隙气体传输模型,并推导出了等效视渗透率模型.采用场发射扫描电子显微镜和MATLAB最大稳定极值区域算法,量化表征了阳极氧化铝薄膜纳米孔的孔隙结构;使用PMI微渗透率测试仪,开展了不同稀薄程度气体的薄膜穿透实验,验证了考虑微观边界限制的纳米孔隙气体传输模型.结果表明:受微观边界限制影响,纳米孔隙内气体分子平均自由程和有效Knudsen数均会减小;与传统模型相比,新建考虑微观边界限制的纳米孔隙气体传输模型与实验结果更为相近,且适用于描述多尺度孔隙内气体流动规律. 展开更多
关键词 微观边界限制 气体分子平均自由程 视渗透率模型 最大稳定极值区域算法 阳极氧化铝薄膜实验
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基于钾明矾结晶热解的粉煤灰酸法生产氧化铝 被引量：7
5
作者 王鹏 刘慧勇 +2 位作者 黄海 旷戈 李欢 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期509-519,共11页
针对当前由粉煤灰制备氧化铝成本高、除杂难度大等问题,提出了以富铝粉煤灰为原料的硫酸加压浸取、钾明矾结晶净化、钾明矾热解生产氧化铝的新技术路线,并对关键环节进行了热力学分析和试验验证。结果表明:该技术路线可实现低物料消耗... 针对当前由粉煤灰制备氧化铝成本高、除杂难度大等问题,提出了以富铝粉煤灰为原料的硫酸加压浸取、钾明矾结晶净化、钾明矾热解生产氧化铝的新技术路线,并对关键环节进行了热力学分析和试验验证。结果表明:该技术路线可实现低物料消耗、低能耗浸出,高效地解决从复杂硫酸盐溶液中分离铝的问题,并实现了反应过程所需硫酸、硫酸钾以及过量硫酸的循环利用。通过与传统拜耳法生产氧化铝工艺对比,本文所述技术路线理论能耗和物料消耗更低、原料来源更广泛,展现了高硅富铝粉煤灰酸法生产氧化铝新工艺的广阔应用前景。 展开更多
关键词 粉煤灰 酸法 钾明矾 热解 氧化铝
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