聂百胜，男，山西平陆人，博士，教授，博士生导师，国家级高层次人才，全国科技创新领军人才联盟理事。

主持完成国家自然基金仪器专项、"十五、十一五、十三五"重点研发专项、教育部重点项目等纵向课题30余项。获长江学者特聘教授、万人计划科技创新领军人才、英国皇家工程院 “Leaders of Innovative Fellow”学者、Elsevier全球前2%终身影响力顶尖科学家、中国青年科技奖、“推进人才计划”中青年科技创新领军人才、教育部新世纪优秀人才等荣誉称号，担任International Journal of Minerals Metallurgy and Material、International Journal of Mining, Reclamation and Environment、CIM Journal、《矿业安全与环保》等期刊编委。科研成果获国家科技进步二等奖2项（第2、4）、重庆市自然科学一等奖1项（第1）等省部级及协会一、二等奖14项。授权国家发明专利32项、其中国际专利5项，出版专著和教材8部，发表SCI论文120余篇、EI论文150余篇。

主要内容

为了深入研究煤粉掺混对乏风瓦斯蓄热氧化过程的影响规律，分析反应过程中的影响因素，通过乏风瓦斯掺混煤粉蓄热氧化实验，研究煤粉及相关工况参数的变化对蓄热氧化反应转化率和温度场的影响。研究成果对减少乏风瓦斯排放、维护生态环境可持续发展具有重要意义。

1.   实验方法

1.1   实验系统

图  1  乏风瓦斯蓄热氧化实验系统

1.2   实验样品

图  2  实验煤样

表  1  煤样基本工业参数

1.3   实验步骤

表  2  不同实验对应的工况参数

2.   实验结果

2.1   煤粉种类对反应的影响

图  3  掺混煤粉种类对转化率的影响

2.2   乏风瓦斯浓度对反应的影响

图  4  乏风瓦斯浓度对转化率的影响

图  5  不同乏风瓦斯浓度条件下蓄热氧化过程温度场变化

2.3   进气流量对反应的影响

图  6  不同进气流量对转化率的影响

图  7  不同进气流量条件下蓄热氧化过程温度场变化

2.4   初始温度对反应的影响

图  8  不同初始温度对转化率的影响

图  9  不同初始温度条件下蓄热氧化过程温度场变化

3.  灰色关联度分析

表  3  灰色关联度分析结果

4. 结论

1) 在初始温度为800 ℃、进气流量为1.0 m3/h、乏风瓦斯浓度为0.6%，掺混煤粉为1#、2#、3#煤粉，煤粉添加量分别为0.138、0.140、0.145 g/min条件下，该浓度的乏风瓦斯最大转化率分别为45.00%、42.86%、41.43%。反应的稳定持续时间依次缩短，1#煤粉的放热量最高，对反应的促进效果最好。

2) 在初始温度为800 ℃、进气流量为1.0 m3/h、乏风瓦斯浓度为0.5%条件下，该浓度乏风瓦斯转化率最大为28%；乏风瓦斯浓度为0.6%时，该浓度乏风瓦斯最大转化率为30%。其余条件不变，掺混1#煤粉，煤粉添加量为0.138 g/min，乏风瓦斯浓度为0.5%时，最大转化率为36%；乏风瓦斯浓度为0.6%时，最大转化率为45%。对比不添加煤粉时，转化率提升幅度分别为28.6%、50.0%。

3) 在初始温度为800 ℃，进气流量分别为1.0、1.5、2.0 m3/h，乏风瓦斯浓度为0.6%，掺混1#煤粉，煤粉添加量为0.138 g/min条件下，该浓度的乏风瓦斯最大转化率依次为45.00%、52.86%、41.43%。进气流量越大，反应最大转化率则是先增大后减小。反应稳定阶段的持续时间随着进气流量的增大而缩短。

4) 初始温度对反应转化率变化的贡献程度最大，初始温度越高，反应最大转化率也越大；煤中灰分含量对反应转化率变化的贡献程度最小。