2012cb214900-g低品質(zhì)煤大規(guī)模提質(zhì)利用的基礎(chǔ)研究

1、項目名稱：低品質(zhì)煤大規(guī)模提質(zhì)利用的基礎(chǔ)研究低品質(zhì)煤大規(guī)模提質(zhì)利用的基礎(chǔ)研究首席科學(xué)家：劉炯天劉炯天中國礦業(yè)大學(xué)中國礦業(yè)大學(xué)起止年限：2012.12016.82012.12016.8依托部門：江蘇省科技廳江蘇省科技廳能量和不同環(huán)境條件下脫水過程的熱力學(xué)特征，從而為構(gòu)建煤低能耗脫水的技術(shù)原型提供科學(xué)理論支持。煤微波輻照下脫硫是基于微波的穿透性和微觀靶向能量作用。對煤及其含硫組分的微觀化學(xué)結(jié)構(gòu)、介電性質(zhì)及其差異性和表征方法的研究是煤微波脫硫的

2、基礎(chǔ)；研究微波頻率、功率和耦合諧振方式等條件與硫組分解離效應(yīng)的匹配，可為微波輻照下煤中硫組分的降解脫除提供科學(xué)理論和方法指導(dǎo)。分離過程涉及不同尺度的相界面，相界面能的有效調(diào)控是低品質(zhì)煤高效提質(zhì)的基礎(chǔ)。煤脫水后界面能的改變是引起提質(zhì)煤界面不穩(wěn)定性的重要因素，因此需要研究煤在不同能量場作用下表面含氧官能團的脫除機制，揭示導(dǎo)致界面不穩(wěn)定的不飽和力場和價鍵形式，從而為有效降低提質(zhì)煤的界面能，解決提質(zhì)煤貯存和運輸過程中穩(wěn)定性問題提供理論基礎(chǔ)。微細

3、粒煤的浮選是低品質(zhì)煤的深度脫硫降灰的重要方法，礦物（煤）－水界面能的調(diào)控是影響浮選行為與效果的關(guān)鍵因素，因此，應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)研究煤與礦物的潤濕性差異、煤－水－藥劑的界面作用及其調(diào)控機制，以便為提高微細粒煤礦化效果、強化浮選過程提供科學(xué)基礎(chǔ)。關(guān)鍵科學(xué)問題三：低品質(zhì)煤大規(guī)模提質(zhì)利用的流態(tài)化基礎(chǔ)與過程動力學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問題三：低品質(zhì)煤大規(guī)模提質(zhì)利用的流態(tài)化基礎(chǔ)與過程動力學(xué)傳統(tǒng)的流態(tài)化基礎(chǔ)與過程動力學(xué)在動力工程和化學(xué)工程等領(lǐng)域研究較多，主要集中在氣固或多

4、相流態(tài)化的流型及與之關(guān)聯(lián)的物性和結(jié)構(gòu)參數(shù)方面，對形成穩(wěn)定的氣固兩相流為分離介質(zhì)的分選流態(tài)化研究很少，具有寬尺度多組分特性的煤炭在流態(tài)化中的精確分離是研究的熱點和難點。因此，應(yīng)該研究寬尺度氣固流態(tài)化系統(tǒng)穩(wěn)定的動力學(xué)基礎(chǔ)及分離過程，特別是煤炭提質(zhì)的寬尺度多相流動規(guī)律及相間的相互作用機理，顆粒表面化學(xué)動力學(xué)與顆粒動力學(xué)，煤炭分離提質(zhì)的流態(tài)化和能量高效傳遞。低品質(zhì)煤炭深度脫硫降灰的核心在于煤中微細礦物的高效脫除，難點是煤與礦物分離過程的非均衡性

5、以及微細礦物的微尺度效應(yīng)。因此，應(yīng)該研究煤中微細礦物在分選過程中的界面行為與礦化特性，不同流態(tài)條件下微細礦物的能量作用機制、礦化反應(yīng)規(guī)律及高效礦化機理，特別是與礦物的非線性物性匹配的多流態(tài)梯級強化非均衡過程動力學(xué)，基于非均衡過程的分選動力學(xué)等。低品質(zhì)煤提質(zhì)前后雜質(zhì)賦存和物理化學(xué)特性發(fā)生了顯著變化。因此，應(yīng)該研究提質(zhì)煤孔隙結(jié)構(gòu)、含氧官能團、礦物成分、表面性質(zhì)變化對其高效燃燒反應(yīng)特性的影響機理，灰熔融特性變化及調(diào)控規(guī)律，雜質(zhì)元素在燃燒等過程