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《洁净煤技术》2023年文章TOP30 | 论文推荐

来源：洁净煤技术

专题来自于《洁净煤技术》2023年，共30篇研究成果。

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洁净煤技术

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30篇

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  • 煤灰和生物质灰组成及灰熔融温度预测

    作者(Author)： 黄奎霖, 韩奎华, 齐建荟

    摘要：炉内结渣是影响火电机组和气化工艺可靠运行的关键因素之一，准确及时测量灰熔融温度可提高火电机组和气化炉运行的安全性和经济性。但灰熔融温度测量过程中存在诸多不确定因素，建立灰熔融温度预测方法不仅能验证试验数据可靠性，也可在一定程度上代替繁琐复杂的试验。论述了煤灰和生物质灰的组成、分类方法及异同点，综述了不同氧化物对灰熔融性的影响。阐述了经验公式、机器学习模型、多元相图这3种主要煤和生物质灰熔融温度预测方法，并分析了各类方法的优缺点和适用范围。认为经验公式更适合品种单一且数量较少的煤灰数据集，但不适用于生物质灰熔融温度预测。机器学习模型对煤灰和生物质灰预测效果优良，但建模难度更大，所需训练样本数据更多。基于相图预测灰熔融温度受限于灰熔融性测试方法，预测效果并不优于经验公式和机器学习模型，但对4种典型煤种有较好的预测精度，而生物质灰相较煤灰而言特殊样本更多，能否用于生物质灰熔融温度预测需进一步研究。今后可考虑构建K近邻回归、随机森林等解决回归问题突出的模型，扩充生物质数据库样本，提升预测模型的精度和泛化能力。
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    洁净煤技术
    2023年第02期
    238
    172
  • 350MW超临界循环流化床锅炉水冷壁流量分配及壁温计算

    作者(Author)： 唐斌, 顾君苹, 张缦, 杨海瑞, 吕俊复

    摘要：以一台350 MW超临界循环流化床锅炉的水冷壁为对象,经合理简化后划分计算回路。通过将集箱抽象为压力节点,并根据回路和节点遵循的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程,建立了超临界循环流化床锅炉水动力计算的数学模型,并对该炉的水动力特性进行了计算分析。计算结果表明,该锅炉左右侧墙中部的流量与前墙和后墙相比偏小,但在BMCR,75%THA,50%THA,30%BMCR的负荷下能够安全、可靠地工作,高度方向最高壁温不超过450℃,10%横向热偏差下的相邻回路横向壁温偏差最大不超过50℃。
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    煤炭学报
    2016年第10期
    1595
    547
  • 固体氧化物电解池材料发展现状与展望

    作者(Author)： 王傲雪, 郭琳, 郑金玉, 米万良, 张盼盼, 杨志宾

    摘要：氢气具有能量密度高、清洁无污染的优点，被认为是符合低碳发展的战略能源。利用风、光、水等可再生电能转换成化学能的方式进行电解制氢已成为主要的绿色制氢方式。目前电解水技术主要包括碱水电解技术(AWE)、质子交换膜电解水技术(PEM)和固体氧化物电解水技术(SOEC)等，其中SOEC效率高、无需使用贵金属催化剂，是高效大规模制氢的首选。SOEC在高温下运行，要求所用材料在高温下具有高导电性和稳定性等特点，同时不同部件所用材料应与热膨胀系数匹配、具有良好相容性，因此从材料方面总结了SOEC阴极、阳极、电解质3种关键部件的材料研究现状。目前阴极材料主要为金属陶瓷和钙钛矿型陶瓷2类材料，阴极高温高湿环境易导致金属陶瓷类材料失活，在长期运行中存在金属的氧化、损失、团聚等问题，因此讨论了制备复合电极、增加阻挡层、制备精细多孔结构等提高金属陶瓷材料稳定性的方法，简述了钙钛矿型陶瓷类材料存在的低催化活性等问题，并介绍了如掺杂过渡、金属原位溶出、负载活性金属纳米粒子等方法以提高材料性能；阳极材料主要为钙钛矿类材料，主要阐述了阳极运行中性能下降的因素，如长期运行过程中分层、裂纹等问题导致阳极材料长期稳定性较差，并讨论了增加阻挡层、循环操作、制备具有高电导率和催化活性的钙钛矿材料等方法，提高阳极稳定性；电解质材料主要由萤石型或钙钛矿类材料组成，重点介绍了制备高电导率材料、薄膜化工艺2种方案降低其阻抗。并对SOEC商业化现状进行介绍，SOEC目前还处于起步阶段，但随研究不断深入，其性能逐步提升，美国、欧盟等发达国家均在积极布局SOEC的商业化应用。最后结合材料发展现状对SOEC的商业化应用前景进行了讨论与展望。
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    洁净煤技术
    2023年第03期
    299
    193
  • 酸洗改性对USY分子筛结构及煤催化热解性能的影响

    作者(Author)： 吴卓卓, 杨志远, 鞠晓茜, 李银艳, 段欣博, 周安宁

    摘要：煤热解获得轻质芳烃（如苯、甲苯、二甲苯等）对煤化工洁净高效生产具有重要意义。以商业USY分子筛为母体，考察酸种类、酸浓度对USY分子筛结构及煤催化热解性能的影响，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、氮气吸脱附等表征手段分析改性USY分子筛的织构、形貌，研究了酸处理对USY分子筛结构的影响；利用Py-GC/MS探讨了改性USY分子筛对神府煤催化热解产物的影响。结果表明：USY分子筛的结晶度随酸浓度的增加而降低，在保证USY分子筛晶体结构良好的条件下，盐酸的最大浸渍浓度为0.4 mol/L，硫酸和磷酸浓度为0.2 mol/L。盐酸改性可提高USY分子筛的平均孔径和介孔孔容。酸洗改性USY分子筛有利于煤催化热解轻芳烃的生成，尤其是对萘系生成具有较好的选择性。HCl-USY-0.4催化效果最好，催化热解产物中苯系、甲苯、二甲苯、萘系相对含量分别为11.39%、9.36%、11.68%、31.27%。
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    洁净煤技术
    2023年第05期
    253
    198
  • 水煤浆制备工艺现状及发展趋势

    作者(Author)： 张国庆, 杜善周, 黄涌波, 张代鑫, 韦鲁滨, 黄中

    摘要：制备工艺是决定水煤浆浆体性能的重要因素，影响其储运和使用。综述了近年来水煤浆制备工艺的最新研究进展，包括不同种类水煤浆的制备工艺及制备环节中药剂制度、粒度级配方式的使用，按制浆原料的不同将水煤浆分为传统水煤浆和环保水煤浆，其中传统水煤浆是指制浆原料以煤基成分为主，如精煤水煤浆、低阶煤水煤浆和煤泥水煤浆，环保水煤浆则是在制浆原料上掺配了如生物质、工业废液和固体废弃物等，既可充分利用废弃物热值，又能降低处置成本，是资源化综合利用废弃物的新途径。分析对比了常规锅炉、循环流化床锅炉以及气化炉等应用场景对水煤浆的性能要求，其中常规锅炉要求水煤浆的黏度低、粒度细，制备工艺上通常采用单段磨矿工艺，循环流化床锅炉因其独特的悬浮流化燃烧方式，对水煤浆粒度和黏度的要求不高，可通过不排渣的运行方式，减少大密度床料的消耗，提高对制浆原煤的灰分含量以及灰熔融温度的包容性，气化对水煤浆的性能要求比燃烧更高，其中气化炉要求水煤浆的浆体浓度高、反应活性好，且为保证较好的雾化效果，气化水煤浆要求水煤浆颗粒的细粒度、低浆体黏度；对水煤浆制备技术的发展趋势进行了展望，提出探索低阶煤改性提质方法、超细颗粒对浆体特性的影响、拓展可掺配制浆废弃物种类等技术方向。
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    洁净煤技术
    2023年第05期
    370
    248
  • 我国新能源风光发电制氢成本动态测算

    作者(Author)： 孙旭东, 成雪蕾, 王树萌, 王佳伟, 赵玉莹, 张博

    摘要：新能源发电制氢技术不断成熟,制氢成本直接影响氢能产业商业化推广与应用｡针对电解水制氢技术方案投入与运营成本变化,基于新能源产业风光发电成本视角构建了碱性(ALK)电解槽+风电､质子交换膜(PEM)电解槽+风电､碱性(ALK)电解槽+光伏发电､质子交换膜(PEM)电解槽+光伏发电4种电解水制氢组合方案的成本动态测算模型,并通过敏感性分析研究了相关因素对制氢成本的影响｡结果表明:4组方案制氢成本在研究期内(2017—2020年)分别降低了13.95%､29.22%､19.55%和31.03%,2020年制氢成本分别为17.90､28.27､21.54和32.23元/kg,而能耗和发电成本是降低4种方案制氢成本最具潜力的影响因素｡同时,对比分析了其他电源及传统化石能源制氢等不同制氢技术工艺的经济性,不同制氢情景下,制氢成本由低到高分别为煤制氢､工业副产氢､天然气制氢､煤制氢+碳捕获收集(CCS)､ALK风电制氢､甲醇制氢､ALK 光伏制氢､ALK谷电制氢､PEM光伏制氢和PEM谷电制氢｡ 
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    洁净煤技术
    2023年第06期
    585
    258
  • 基于MIC-CFS-LSTM的SCR出口NOx浓度动态预测

    作者(Author)： 吴康洛, 黄俊, 李峥辉, 阮斌, 罗圣, 卢志民, 姚顺春

    摘要：针对燃煤机组选择性催化还原(SCR)系统出口氮氧化物（NOx）预测模型精度不高的问题，提出一种基于最大信息系数（MIC）和长短期记忆（LSTM）神经网络的预测模型方法。首先采用MIC估计各变量的延迟时间，对数据进行时延重构；然后采用重构后数据的MIC值作为评价各输入变量和输出变量间相关性大小的指标，并结合基于关联性的特征选择算法（CFS）进行输入变量筛选；最后基于时延重构和变量筛选后的数据，采用LSTM神经网络建立了SCR出口氮氧化物浓度动态预测模型。该模型被用于广东某320 MW燃煤机组实际运行数据分析。结果表明，经时延重构和变量筛选后所建立的LSTM预测模型具有较高精度，优于深度神经网络（DNN）模型和径向基函数（RBF）神经网络模型，平均绝对百分比误差达2.58%，均方根误差达2.02，可满足现场运用要求。
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    洁净煤技术
    2023年第06期
    280
    222
  • 富油煤原位热解对流加热过程传热规律数值模拟

    作者(Author)： 毛崎森, 王长安, 侯育杰, 陈美静, 宁星, 邓磊, 车得福

    摘要：富油煤是集煤、油、气属性于一体的煤炭资源,主要赋存于中低阶煤类中,具有高焦油产率的特点。富油煤的原位热解是将煤层不经开采直接于地下加热方式热解产出小分子油气的一种技术,从而达到高效、清洁利用富油煤资源的目的。为明确多因素在注气体原位热解传热过程中的影响规律,探索加热过程中制约热解效果的矛盾关系,通过Fluent数值模拟方法,构建了煤层、加热井及生产井为一体的三维模型,研究了加热介质、流体流速、流体温度、裂缝分布等因素对整体煤层温度场分布的影响规律。数值模拟结果表明:不同加热介质对煤层温度提升的效果差异不显著,与水蒸气和氮气相比,CO2作为加热介质的效果相对较好。在单一裂缝的加热条件下,采用不同流速,有效加热区域的占比难以提升至25%以上,煤层平均温度均低于380℃。提升加热介质的温度对整体升温速率提升较显著,每提升加热介质温度50℃,可提高有效加热区域8%,提升煤层平均温度29℃。在3条裂缝加热条件下,加热速率较单井模式下大幅提高,可在2a内将整个煤层温度提升至100%有效加热范围。多条横裂缝中的流体分布不均匀情况可通过添加纵裂缝的方式改善。通过探究不同因素对富油煤热解过程热能传导与利用的影响,强化富油煤加热过程中传热及提升热能利用效率。
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    洁净煤技术
    2023年第08期
    282
    132
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