碳新篇：女性科学家的能源探索专辑_中国煤炭行业知识服务平台

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碳新篇：女性科学家的能源探索专辑

来源：中国煤炭行业知识服务平台

近些年，“她力量”已撑起科研“半边天”，在煤炭领域做出卓越贡献的女性科学家们，她们的力量为学术领域的海洋激起的不平凡的浪花，于期刊发展的道路上也在贡献自己的力量。

煤炭行业知识服务平台聚焦煤炭行业中的女性科学家，盘点2022—2025年部分女科学家的论文。

行业视野: 其他
类别; 1123个
关键词; 878位
专家; 267篇
论文; 81546IP
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基于正交设计的煤泥压滤过程影响因素研究

作者(Author)：张辰, 马晓敏, 樊玉萍, 董宪姝, 陈茹霞

摘要：随着机械化采煤的大范围推广，原煤中细粒煤泥含量越来越高，经加压过滤机脱水后水分仍很高。采用自主研制的新型加压脱水试验装置，结合正交试验、极差分析和方差分析等方法，研究了压力、入料质量浓度以及粒级组成对煤泥水脱水的影响，并进一步分析了滤饼的压缩成型特性。结果表明：粒级组成对煤泥脱水速率影响最大，入料质量浓度影响次之，压力影响最小，通过滤饼压力-形变关系分析得到了滤饼成型过程的3个阶段，发现压缩脱水阶段与脱水效果密切相关，进一步定义了压缩脱水指数Compression Dehydration Index(CDI),CDI越低，滤饼可压缩性越高，相同压力下滤饼厚度降低幅度越大，水分越低。最优设计参数：压力为0.6 MPa、入料质量浓度为200 g/L和粒级组成0.045～0.125 mm,进入压缩脱水阶段仅需34.5 s,滤饼水分为15.12%,滤饼厚度最低为2.924 mm,滤饼可压缩性强，CDI最小仅为3.59。

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洁净煤技术

2023年第S2期

193

69
紫花苜蓿−黄土复合体抗剪强度时间效应研究

作者(Author)：毛正君, 耿咪咪, 毕银丽, 安宁

摘要：植物根系能提高边坡稳定性和防止水土流失，研究选取紫花苜蓿−黄土复合体为研究对象，通过PVC管人工种植获取紫花苜蓿−黄土复合体试样，并采用三轴压缩试验测定紫花苜蓿−黄土复合体抗剪强度指标并分析其时间效应，对比分析了围压及含水率对紫花苜蓿−黄土复合体抗剪强度的影响作用。结果表明：与素黄土相比，紫花苜蓿−黄土复合体抗剪强度显著提高。随着紫花苜蓿生长期（60、90、120、150 d）的增加，紫花苜蓿−黄土复合体的黏聚力显著增加；在低围压状态下，不固结不排水（UU）试验中不同生长期紫花苜蓿−黄土复合体试样黏聚力较素黄土分别增加了7.02%、18.81%、26.09%和36.41%，固结不排水（CU）试验中不同生长期紫花苜蓿−黄土复合体试样黏聚力较素黄土分别增加了27.62%、50.87%、77.62%和158.14%；在高围压状态下，不固结不排水（UU）试验中紫花苜蓿−黄土复合体试样黏聚力显著高于素黄土且随生长期增加而增大，但固结不排水（CU）试验中无明显规律。此外，对于根系生长较浅的草本植物来说，选择低围压状态进行三轴压缩试验更符合实际情况；同一生长期饱和含水率状态下的紫花苜蓿−黄土复合体抗剪强度指标显著低于天然含水率的，且随着紫花苜蓿生长期增加，饱和含水率状态的黏聚力较天然含水率状态的降低幅度越来越大；采用PVC管人工种植方式制备的紫花苜蓿−黄土复合体试样更加有利于模拟出根-土之间的相互作用。

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煤炭科学技术

2023年第11期

213

43
CaCl2+除氟药剂两段法处理焦化浓盐水中氟化物研究

作者(Author)：章丽萍, 姚瑞涵, 赵晓曦, 崔行健, 段梦楠, 王丽芳, 陈加乐, 马泽钰

摘要：我国内蒙古、陕西、山西等部分地区背景氟浓度偏高，致使以煤为原料的焦化行业废水通过膜处理后的浓盐水中含有高浓度的氟离子，结晶分盐是浓盐水实现“零排放”的必要手段，而过高的氟浓度会对浓盐水的处理产生不良影响。为了降低浓盐水中高浓度氟离子对蒸发器的腐蚀及其对分盐纯度的影响，以河北某焦化企业浓盐水为研究对象，基于浓盐水的水质特征以及课题组研发的高效除氟药剂，研究了共存离子SO4 2−、NO3 −、Cl−对除氟药剂效果的影响；采用SEM和EDS表征了除氟药剂及处理后絮体，分析了除氟的机理；探讨了CaCl2、PAC（聚合氯化铝）、除氟药剂一段法处理工艺对实际焦化浓盐水的处理效果；设计并优化了CaCl2+除氟药剂两段法除氟工艺及主要影响参数，分析了不同处理方案的经济成本。研究结果表明：浓盐水中3种主要的共存离子对除氟药剂效果影响的顺序为SO4 2−>NO3 −>Cl−；SEM和EDS分析表明F元素均匀分布于絮体中，可通过除氟药剂的表面吸附、表面络合、表面羟基交换等作用机理高效去除；CaCl2、PAC、除氟药剂一段法中，除氟药剂一段法效果最好，投加量为8 g/L时去除率达到92.3%；CaCl2+除氟药剂的两段除氟工艺能将氟离子质量浓度从238.27 mg/L降至10 mg/L以下；CaCl2投加量6 g/L和除氟药剂投加量2 g/L的方案处理成本最低，处理每吨焦化浓盐水为14.03元。CaCl2+除氟药剂的两段除氟工艺可经济高效地去除焦化浓盐水中高浓度氟离子，为焦化行业废水零排放提供技术参考。

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煤炭科学技术

2023年第11期

132

48
电石渣对煤泥热解过程中硫释放特性及动力学的影响

作者(Author)：赵文鑫, 张圆圆, 李丽锋, 杨凤玲, 程芳琴

摘要：热解是煤泥资源化利用的重要途径,硫的控制是煤泥热解利用的重要环节。为探究电石渣对煤泥热解中硫释放特性的影响,采用非等温热重分析法,利用SetaramSetsys同步热分析仪在N2气氛下研究了煤泥原样及电石渣添加量(电石渣在电石渣煤泥混合物中的质量分数)分别为10%,20%,30%,40%,50%的电石渣煤泥混合物在0℃~1000℃的热解特性,并利用Coats-Redfern积分法对热解过程进行了动力学分析,获得了反应级数、活化能和指前因子等动力学参数。同时采用等温热分析法,利用管式炉固定床反应器,对煤泥原样及电石渣添加量分别为10%,30%,50%电石渣煤泥混合物在550℃,650℃,750℃和850℃下恒温热解的硫释放规律进行研究,并利用Labinao硫释放反应动力学模型分析,获得了样品热解过程硫的释放动力学特征。结果表明:随着电石渣添加量的增加,电石渣煤泥混合物最大质量变化速率明显提高,从0.57%/min显著升高至2.49%/min,电石渣促进煤泥热解挥发分的释放;随着温度升高,硫的释放逐渐升高,样品中无机硫逐渐从FeS2分解为Fe1-xS,添加的电石渣与Fe1-xS反应生成CaS,电石渣的加入使得硫向固相产物转化,但当温度在850℃且电石渣添加量为50%时,硫不利于向固相转化;电石渣添加量为10%的电石渣煤泥混合物反应所需活化能最低,且提高了硫释放所需活化能,硫向固相转化,实验结果与动力学推断一致。

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煤炭转化

2023年第06期

107

27
Apparent activation energy of mineral in open pit mine based upon the evolution of active functional

作者(Author)： Shipng Lu, Jingyu Zhao, Jiajia Song, Jiaming Chang, Chi-Min Shu

摘要：This study aimed to investigate the mechanism of mineral spontaneous combustion in an open pit. On the study of coal and mineral mixture in open pit mines, as well as through the specific surface area and Search Engine Marketing (SEM) experiments, the specific surface area and aperture characteristics of distribution of open pit coal sample and pit mineral mixture samples were analyzed. Thermal analysis experiments were used to divide the oxidation process was divided into three stages, and the thermal behavior characteristics of experimental samples were characterized. On the basis of the stage division, we explored the transfer law of the key active functional groups of the experimental samples. The apparent activation energy calculation of the key active groups, performed by combining the Achar differential method with the Coats–Redfern integral method, microstructural and oxidation kinetic properties were revealed. The resulted showed that the mixed sample had high ash, the fixed carbon content was reduced, the specific surface area was far lower than the raw coal, the large aperture distribution was slightly higher than the medium hole, the micropore was exceptionally low, the gas adsorption capacity was weaker than the raw coal, the pit coal sample had the exceedingly more active functional groups, easy to react with oxygen, more likely to occur naturally, and its harm was relatively large. The mixed sample contained the highest C–O–C functional group absorbance. The functional groups were mainly influenced by the self-OH content, alkyl side chain, and fatty hydrocarbon in the sample. The main functional groups of the four-like mixture had the highest apparent activation energy, and the two reactions were higher in the low-temperature oxidation phase.

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国际煤炭科学技术学报（英文）

2023年第11期

22

1
基于分形特征的煤泥滤饼孔渗关系模型研究

作者(Author)：冯泽宇, 董宪姝, 陈茹霞

摘要：建立滤饼复杂微观孔隙结构特征与宏观渗流行为的相关关系是解决煤泥脱水困难的重要基础。为了真实、精确、直观地表征滤饼孔隙结构特征并建立其孔−渗关系模型，选取煤泥复杂组分中的精煤、石英、高岭石和蒙脱石4种主要矿物为研究对象，分别对其进行加压过滤试验并对其滤饼样品进行CT扫描成像，构建三维数字滤饼并提取孔隙网络模型，最终实现了滤饼孔隙结构的三维显示和定量表征，深入对比分析了经典KC方程和双重分形渗透率模型在滤饼渗透率计算方面的局限性，基于分形理论、Hagen-Poiseulle定律和Darcy定律，结合低场核磁共振技术引入束缚水饱和度和孔隙形状分形维数，对现有分形渗透率模型进行修正，建立了滤饼微观渗透率预测模型，结果表明：煤泥滤饼中矿物成分非常复杂，各个矿物所形成的滤饼具有明显的特征差异，精煤和石英脱水效果最佳，精煤滤饼的孔径分布以大孔为主，但内部存在一定量的孤立小孔，连通性一般，孔隙迂曲度最低，石英滤饼孔隙率最大，连通性最高，但迂曲度较大；蒙脱石和高岭石所形成的滤饼，孔隙数量极少，而且多由10 μm以下的细孔所组成，迂曲度较大，连通性也较差，脱水十分困难；煤泥滤饼以狭窄条状分布为主，且孔径较小，总体孔隙率较低，连通性差，迂曲度高，脱水困难。滤饼微观渗透率预测模型对石英和精煤滤饼渗透率预测精度高，相对误差分别为1.34%和1.15%，对于复杂组分的煤泥滤饼以及高岭石滤饼，其渗透率预测误差能够控制在5%之内，而且蒙脱石滤饼渗透率的计算误差也可降低至13.42%。

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煤炭科学技术

2023年第10期

82

21
基于撞击流调控的煤泥水混合过程强化研究

作者(Author)：唐海龙, 樊玉萍, 马晓敏, 董宪姝, 常明

摘要：煤泥水中一般含有大量高分散性悬浮颗粒，固液分离难度大。通过调控湍流来强化流体混合和颗粒碰撞是实现固液分离的有效途径。颗粒碰撞絮凝大多发生在湍流环境中，细微颗粒的运动受湍流最小涡尺度影响较大。研究借助撞击流对湍流涡进行调控以强化两种不同密度悬浮液混合及悬浮液中细微颗粒的碰撞。利用两种不同的解算模型对混料桶中悬浮液混合状况及颗粒的分布进行了三维仿真，进入混料桶的水相被视为连续相，固体颗粒被视为连续相（悬浮液）或二次离散相（颗粒），分析了不同入料密度下不同流速比对混料桶内湍流特征参数及颗粒分布的影响。结果表明：相互垂直碰撞的射流形成的撞击流可诱导产生发卡涡、展向涡和轴向涡等湍流宏观涡。颗粒在湍流宏观涡中移动的速度顺序为：大粒度大密度>大粒度小密度>小粒度大密度>小粒度小密度。涡−涡之间、涡−主流之间的交互作用显著提高湍流动能、降低涡尺度，最终形成的最小尺度涡有利于颗粒聚集碰撞；混料桶内流场中产生的最小涡尺度主要以小于平均最小涡尺度的涡为主。上−侧入料流速比vup∶vside从1.258∶1.87增大至1.882∶1.258，最小涡尺度呈现增大趋势，与入料密度无关。当流速比相近，仅流速增大时，最小涡尺度减小。适当增大上−侧入料流速比有助于流体混合及颗粒聚集碰撞，且上−侧入料流速比在1.40～1.50时，混合密度、表观黏度、颗粒聚集均达到最优效果。此外，在同一流速比时，上入料口入料密度大于侧入料口入料密度的情况下，混合均匀性和混合强度均优于上入料口入料密度小于侧入料口入料密度的情况，更有利于流体混合及颗粒碰撞。研究通过对流体水力条件的调控促进混料桶中煤泥水混合及细微颗粒凝聚，为液液混合和固液分离过程强化方式提供了一种新的思路。

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煤炭科学技术

2023年第10期

128

60
矿物表面粗糙度对颗粒–气泡相互作用影响的研究进展

作者(Author)：卜祥宁, 童正, 孙玉金, 谢广元, 董宪姝

摘要：矿物表面粗糙度是影响浮选效果的重要因素。表面粗糙度会影响矿物的疏水性、药剂的吸附以及颗粒–气泡间液膜的破裂，对颗粒–气泡相互作用过程产生显著影响。然而，目前缺乏关于粗糙度影响颗粒–气泡相互作用过程相关研究工作的系统评述。为此，首先梳理了表面粗糙化修饰技术及粗糙度测试方法。其次，从浮选动力学、接触角、三相接触线形成时间、颗粒–气泡相互作用力4个方面系统地论述了粗糙度对颗粒–气泡相互作用过程的影响，明确了粗糙度尺度这一概念对于颗粒–气泡相互作用研究的重要性；基于粗糙度尺度与矿物表面疏水性在颗粒–气泡相互作用过程中的耦合机制，提出了矿物表面润湿状态在粗糙表面与气泡相互作用过程的重要性，并分析讨论了目前粗糙度对接触角、浮选效果的影响研究结论不一致的原因。最后，通过批判性分析和综述文献研究结果得出结论，并对未来的研究发展方向进行了展望。有助于更好地理解矿物表面粗糙度对浮选过程的影响，可以为调控矿物表面粗糙度创造有利的浮选条件，提高浮选的效率和选择性提供理论支撑。

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煤炭学报

2023年第11期

334

49