“煤加工与洁净化工技术”专题（《煤炭学报》）

来源：《煤炭学报》

国际能源署(IEA)《全球煤炭市场报告(2018-2023)》预测，尽管未来煤炭对全球能源结构的贡献将略有下降，但当前仍是全球能源系统的核心，我国位居全球煤炭消费第一，煤炭清洁化发展至关重要。2020年政府工作报告指出“保障能源安全，推动煤炭清洁高效利用”，为煤炭行业的高质量发展指明了方向。但总体而言，我国煤炭清洁高效利用仍面临成本高、部分关键技术不成熟、配套设施和相关政策缺失等问题，要实现规模化产业发展还存在诸多阻力和挑战。

因此，面向国家重大战略需求、面向经济主战场、面向世界科技前沿，推进煤炭清洁高效利用，《煤炭学报》编辑部特邀太原理工大学煤科学与技术重点实验室李文英教授担任客座主编，在2021年第4期组织出版“煤加工与洁净化工技术”专题。

行业视野: 煤化工
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粉煤灰合成地聚物及工艺参数的神经网络优化

作者(Author)：梁鼎成, 杨国明, 张香兰, 刘德钱, 刘金昌, 解强

摘要：合成地聚物是循环流化床锅炉粉煤灰高值化利用的有效途径，力学性能是地聚物作为建筑材料使用的重要性能指标，受粉煤灰原料和合成工艺过程诸多因素影响。采用山西朔州王坪电厂循环流化床粉煤灰，利用高分辨率扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和固体核磁共振仪(NMR)探究粉煤灰形成地聚物的演化历程和地聚反应机理，在此基础上考察主要工艺参数对地聚物力学性能的影响，并借助多层前馈神经网络对制备条件进行优化。结果表明，粉煤灰中无定形的硅铝化合物在激发剂的作用下形成硅、铝单体，单体再经水解、缩聚及凝胶化反应聚合为地聚物凝胶，凝胶间相互结合形成更大的凝胶体，此后向凝胶失水、硬化阶段转变，最终生成地聚物，构成地聚物的主要化学键为Si—O—Al。增加激发剂模数、减少液固比、提高激发剂中Na2O质量分数、降低养护温度等能够增加地聚物凝胶质量分数，从而提升力学性能;养护时间和搅拌时间过长，不利于产物力学性能的提升。基于脱模后常温养护7 d的地聚物实验数据，构建了结构为6-8-1的力学性能预测模型、进行神经网络优化，模型具有较好的训练精度和泛化能力，训练误差和测试误差分别为0.98%和3.85%。以高力学性能地聚物为目标，得到的优化工艺参数为激发剂模数1.6、液固比0.8、Na2O质量分数9%、养护温度20 ℃、养护时间24 h、搅拌时间20 min。

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煤炭学报

2021年第04期

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