Study on an environmental-friendly and high-efficient fuel cell energy conversion system

The kinds and the distribution of the coal in China are investigated.The results indicated that the 80% coal in China is used by the method of the coal gasification.The possibility of utilization and development of the fuel cell power plant in China is analyzed.A combined cycle generation system is designed.Its net electrical efficiency is about 55%(LHV),which is higher than that of the fire power plant.So it is environmental-friendly and high-efficient generation mode.     

活性焦吸附—曝气生物滤池处理煤气化废水生化出水

采用活性焦吸附—曝气生物滤池（BAF）工艺对煤气化废水生化出水进行深度处理。在活性焦投加量2 g/L、吸附时间2 h、BAF生化停留时间4 h的条件下,总COD去除率为85.4%,最终出水平均COD为45.2 mg/L,满足后续双膜法回用工艺要求（COD≤50 mg/L）。活性焦对致色的大分子有机物具有较好的吸附效果,吸附后废水的色度从300倍降至60倍,同时耗氧速率加快,可生化性提高。活性焦的吸附以物理吸附为主,吸附出水没有急性毒性。三维荧光光谱显示：各单元对于酚类的去除均有贡献,小分子组分中的酚类几乎全被去除。     

保护层开采工作面采空区瓦斯分层治理

为实现保护层开采工作面生产过程中瓦斯不超限,在分析工作面瓦斯来源的基础上,提出了保护层开采工作面竖向分层治理瓦斯的思路。根据相似模拟结果,分析了采空区瓦斯流动范围和流动范围内孔隙率、风阻分布特征。采用数值模拟分析了Y型通风、Y型通风+采空区埋管及Y型通风+采空区埋管+高抽巷+高位钻场3种瓦斯治理方式下采空区瓦斯体积分数场,结果表明:采空区瓦斯体积分数在竖直方向和水平方向均具有典型的递变特征,距工作面越远,距煤层越高,瓦斯体积分数越大;合适位置的煤层顶板高抽巷对抽采来自上邻近层的瓦斯具有较好的效果,试验条件下高抽巷抽采瓦斯量达到了总量的36.4%~63.6%;沿充填墙的采空区埋管不能完全拦截下层采空区进入沿空巷的采空区瓦斯,随沿空巷长度增加,瓦斯体积分数增大,建议沿空巷长度控制在250 m范围内。     

基于熵权模糊模型的土壤重金属生态风险评价

土壤重金属污染评价对于环境保护策略的制定和民众健康的防护具有重要意义。应用熵权、毒性系数和模糊数学构建了熵权模糊法评价模型,并以陕西省彬长煤化工业区为例,对其土壤重金属富集特征和潜在生态风险进行了评估。结果表明,土壤Cd、Co和Pb质量比较高,空间差异明显,建矿时间较长的工业园区土壤重金属潜在生态风险水平较高。熵权评价显示Cd为主要污染因子(权重为0.566)。模糊综合评价显示,研究区55.7%的样点为轻度污染,24.3%的样点为中度污染,无重污染和严重污染隶属样点。研究区污染程度有由轻度污染向中度污染过度的趋势。与传统污染评价指数相比,熵权法和模糊数学模型的联合应用有助于提高风险评价的准确性。     

同时脱硫脱硝固态反应剂研究进展

针对于干法同时控制热力发电厂NO_x和SO_2的排放,综述了近年来研究较广泛的钙基吸收剂、改性活性炭吸收剂、γ-Al_2O_3吸收-催化剂、天然锰矿石反应剂等几种同时脱硫脱硝固态反应剂的结构特性,以及脱硫脱硝效率。根据这几种固态反应剂的研究现状指出了应更进一步对氮氧化物和硫氧化物在同时脱除时的相互影响进行研究,从而提高同时脱硫脱硝效率。     

基于重整化群理论的采空区煤柱群临界失稳概率研究

为对房柱式采空区煤柱群安全稳定性进行客观评价,以概率分析为手段结合重整化群理论,深入研究了煤柱个体与相邻煤柱之间的荷载传递规律及煤柱群-顶板系统临界稳定性。得出结论:重整化群理论可适用于采空区煤柱群稳定性分析,确定煤柱群临界概率范围为0.147≤p*≤0.333;煤柱失稳荷载传递过程中的损失程度可用荷载传递系数α衡量,临界破坏概率p*随着荷载传递系数α的增加而递减;针对不同工况,需通过试验或现场实测获得传递系数α,才能准确的确定煤柱临界概率p*。     

动扩散系数新模型下不同粒径构造煤的瓦斯扩散特征

为揭示不同粒径构造煤的瓦斯扩散特征,采用瓦斯解吸仪分别在井下现场和实验室内开展了原煤样和不同粒径的构造煤瓦斯扩散实验,并采用低温氮吸附法测定其孔径分布,采用动扩散系数新扩散模型计算各类扩散实验的初始扩散系数D0及其衰减系数β、有效初始扩散系数De0和有效动扩散系数De(t)。结果表明:各类粒径构造煤的瓦斯扩散率初期增长较快,但衰减迅速。同时刻下,粒径越大,D0越大,β越小,构造煤中孔隙由表及里孔径逐渐缩小,正是这种孔径特征控制了D0和β的大小。同时,粒径越大De0和De(t)越小。与之相反,井下构造煤原煤样具有更小的粒径,致使原煤样的瓦斯扩散速度更快,因此构造煤具有更严重的突出危险性。     

中国煤矿工人心理健康状况的元分析

为研究我国煤矿工人心理健康状况年代变化趋势,结合传统元分析与横断历史研究方法,选取2007-2014年基于症状自评量表（SCL-90）所得36组数据,分析25 546名煤矿工人在该量表9个因子得分均值的变化规律。结果表明:除“精神病性”外,煤矿工人SCL-90各因子得分均值与年代均呈负相关（-0.85~-0.02）,其中“焦虑”、“敌对”与年代呈高度负相关,“躯体化”、“人际关系敏感”、“抑郁”与年代显著负相关;2007-2014年期间,煤矿工人的心理问题逐渐减少,心理健康水平稳步上升;与成人男性常模相比,煤矿工人在“躯体化”、“恐怖”方面的心理问题较突出;比较井下矿工与地面矿工在SCL-90得分均值发现井下矿工的心理健康水平明显低于地面矿工;分析2007-2014年间历年煤矿事故发生次数与煤矿工人SCL-90各因子得分发现,煤矿事故数越大,煤矿工人的总体心理健康水平越低。研究结果为煤矿工人安全管理措施及心理健康提升方案的制定提供量化依据。     

颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸模型及扩散参数反演研究

为研究颗粒煤瓦斯解吸规律,基于Fick定律建立了颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸 模型,完成了颗粒煤瓦斯解吸模型的数值试验。引入了非负约束最小二乘法反演算法（ NNLS）,通过试验数据反演得出颗粒煤的扩散参数的B谱,从而确定出颗粒煤瓦斯扩散 系数D的准确范围。研究结果表明:颗粒煤瓦斯解吸符合Fick扩散定律,颗粒煤的多扩 散系数瓦斯解吸模型能很好地解决单一扩散系数模型的扩散系数随时间衰减的问题,准 确反映了颗粒煤瓦斯解吸规律,单一扩散系数瓦斯解吸模型只是多扩散系数瓦斯解吸模 型的一个特例;NNLS是一种有效的反演算法,利用NNLS方法可以准确反演出颗粒煤瓦斯 解吸过程中的扩散参数的B谱,通过B谱可方便计算出颗粒煤的瓦斯扩散系数。     

烟气注入采空区封存的可行性与安全性分析

采用自制的煤大样量吸附实验装置测定了常温常压条件下煤对每种烟道气体成分 的饱和吸附量,并根据电厂烟气流量与工作面配风量的计算对井下注入烟气的安全性进 行了分析。实验数据结果显示,煤是一种多孔性物质,将电厂烟气注入井下采空区,每 吨煤可封存烟气中CO2约1.2 m3, N2约0.26 m3,其中烟气中SO2和NO2可全部被煤样封 存,揭示了利用烟气替代传统N2及CO2预防煤炭自燃的可行性;根据对电厂烟气流量及 回采工作面配风量的计算发现,在假定注入采空区的烟气与煤、岩没有任何吸附的情况 下,按照规定流量注入烟气未造成工作面回风巷中CO2、SO2气体浓度超标,NO2则超出 规定允许最高浓度,因此应对注入井下的烟气进行进一步脱硝处理。