- 范玮;周忠波;李炎辉;
热储能技术可储存可再生能源中的多余能量，解决可再生能源的间歇性和波动性问题，从而提高能源利用效率。结合其技术原理、工作原理概述热储能技术，阐释显热储热、潜热储热、热化学储热该3种技术的不同类型与分类，重点讨论热储存介质选择、热储系统设计与运行控制、热储能系统集成等关键技术，进而分析热储能技术所面临的关键问题和在技术成熟度、经济可行性等方面的挑战，最后提出关于热储能技术的展望，指出未来研究的重点和可能的发展方向。结合储热与储电的经济性分析可知，高温储热技术、多能源集成储能系统、新型储热介质、高效热储转换技术、智能化控制和运营管理、长周期热储技术等为未来发展方向。应针对高温储热需求的新型材料和技术以及高效的热储转换技术进行开发，可满足工业生产和高温热能利用的需求，同时应加强与可再生能源和智能能源网络技术的结合，研究开发智能控制系统和运营管理技术，实现对热储系统的实时监测、优化运行和故障诊断，进一步拓展热储能技术在能源系统中的应用前景。热储能技术的未来发展将继续受益于材料科学、能源转换技术、智能控制等领域的创新，以实现更高效、可持续和经济的能源储存与利用。
2025年01期 v.40;No.258 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K] - 李阳;陈贵锋;王玉超;于潇沣;李硕林;
煤矿用聚氨酯注浆材料作为1种在煤矿开采中广泛应用的有机高分子材料，被广泛应用于注浆加固、堵水以及填充等煤矿安全领域，但现有的聚氨酯注浆材料在井下应用时存在力学性能不足、阻燃效果差、固化温度过高易引发火灾等缺点，迫切需对聚氨酯注浆材料进行改性以提升其在煤矿领域的应用效果。深入探讨聚氨酯注浆材料在井下应用中面临的安全问题，从增强力学性能、提升阻燃效果和降低固化温度3个方面系统总结近年聚氨酯注浆材料的改性方法，并对其未来的改性研究方向进行展望。目前针对聚氨酯注浆材料的改性虽能有效改善单一聚氨酯注浆材料自身性能的缺陷并完善其性能表现，但各类方法均有各自的优缺点。对聚氨酯注浆材料的改性开发研究应聚焦于原料领域，可选取来源广泛、成本低廉的环境友好型原料(如生物质等)制备多元醇，以替代传统石油基多元醇。同时运用化学共聚等高分子材料改性技术，将阻燃元素引入至聚氨酯分子结构中，与添加型阻燃剂形成协同叠加效应以实现双重阻燃，最终达成高强度、高阻燃与低固化温度之间的平衡，助力材料性能提升与应用拓展。
2025年01期 v.40;No.258 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K] - 陈文敏;傅丛;
中国中生代早白垩世炼焦煤矿区资源在国内炼焦煤资源中占据很重要的地位，其炼焦煤矿区主要分布在内蒙古东三盟及东北地区的黑龙江等三省境内，因而有必要对东北地区早白垩世炼焦煤矿区资源的煤质特征进行深入研究。基于中国炼焦煤的地区分布特征，阐述东北地区早白垩世炼焦煤矿区资源的总体分布概况，介绍中生代早白垩世主要炼焦煤矿区的煤质基本特征，主要解析黑龙江省鸡西、鹤岗、双鸭山、七台河矿区的矿井分布概况、煤系煤层及地质储量、矿区煤质特征及利用途径。由于鸡西矿区成煤条件十分复杂多变，因而鸡西矿区炼焦煤的类别以焦煤、1/3焦煤和瘦煤较多，同时还有少量的气煤、长焰煤，其中兴安矿为气煤、荣华矿为长焰煤。鹤岗矿区是黑龙江省早白垩世炼焦煤矿中储量较大的矿区，其胶质层最大厚度和镜质体平均最大反射率低于其他3个矿区，平均硫分较低，将该特低硫分煤用于配煤炼焦时可大幅降低焦炭的硫分。双鸭山矿区煤的平均变质程度低，其各矿井煤的硫分、灰分均较低，岭东矿和岭西矿的煤类以1/3 JM为主，新开矿井多为气煤。七台河矿区煤的变质程度高，类别以焦煤和1/3 JM为主，其200 kg炼焦煤的焦炭质量较佳，其次有个别矿为肥煤和少数瘦煤或不同变质的硬煤。
2025年01期 v.40;No.258 16-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1131K] - 郑祥玉;
旋流燃烧器的运行工况调整为煤粉工业锅炉燃烧组织优化的研究重点，即多通道旋流燃烧器中旋流数对其燃烧特性的影响研究可为燃烧器实际运行工况调整以及全工况模拟研究提供理论分析和实际数据支撑。借助燃烧测试平台，采用探入式高温热电偶、烟气气体分析仪和工业高速摄像机3种测量技术分别对该旋流燃烧器预燃室结构内燃烧烟气的温度分布、气体各组分浓度分布及预燃室结构外形成的煤粉火焰进行测量，探究该燃烧器的煤粉组织燃烧过程及不同旋流数的影响。试验结果表明：预燃室内中心轴线区域形成高温低氧强还原性气氛区域，有利于煤粉燃烧初期的着火稳燃及抑制氮氧化物生成；预燃室内壁面处形成低温空气层，有利于该结构长期稳定运行；预燃室外稳定的火焰形态及较长的火焰行程有利于煤粉后续燃尽。在内二次风旋流数逐渐降低的过程中，高温区域温度峰值变化较小，低氧区域范围及还原性气氛强度逐渐减弱，火焰的长度均值降低、最大值和波动度增加，预燃室出口处发散角度和直径呈现先降低后增加的变化趋势。在内二次风旋流数为1.67的工况下，温度峰值及边壁温度变化幅度最小，低氧区域范围和还原性气氛强度较好，火焰行程较长且直径及发散角度适中，有利于保持煤粉燃烧初期的着火稳燃能力以及后续煤粉燃尽效果，同时抑制氮氧化物生成，为运行状况下的合理工况。
2025年01期 v.40;No.258 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1595K] - 刘亮平;张凯;张嘉辰;郭宏伟;马涛;李晨宇;
煤矿矿井水由于流经采煤巷道和工作面而具有较高的溶解性有机物，但仍易受煤、机油等的污染，需采用臭氧氧化技术以实现去除矿井水石油类的同时兼顾去除水中的溶解性有机物。结合臭氧氧化实验工艺流程，通过调整臭氧与废水的接触氧化时间，按照长时少次、短时多次、取样测试3个阶段进行臭氧接触氧化处理后出水COD_(Cr)和石油类物质的含量及去除率的相关分析。结果表明：接触反应时间对臭氧氧化矿井水中石油类物质效果影响十分显著，接触反应时间越长则水中的油类污染物就越低、处理效果越佳，但从经济性角度考量则不能无限制的延长作用时间；当臭氧量为40 mg/L、反应水量为0.5 m~3/h时，最佳反应接触时间为40 min,石油类和溶解性有机物去除率最高，分别为29.63%和19.91%,即该反应时间下石油类物质和COD_(Cr)能同时达到最佳的反应效率和去除效果；有效接触反应时间控制在40～60 min即可使矿井水中微量油含量低于0.4 mg/L,达到处理标准。
2025年01期 v.40;No.258 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K] - 王旭;甘秀石;候士彬;周琦;王岩;武吉;王超;朱庆庙;赵振兴;刘福军;裴贤丰;赵奇;
研究典型焦煤在热解和成焦过程中的流动性和形貌变化规律，对于揭示炼焦煤成焦机制具有重要意义。利用煤岩学分析方法研究4种焦煤在镜质体反射率及其分布规律、显微组成等方面的差异性，利用吉氏流动度研究热解温度对炼焦煤胶质体流动性的影响，利用坩埚焦实验和电镜研究热解温度对热解固体产物表面形貌的影响。结果表明：4种焦煤的基础煤质特性有较大差异，常规指标与焦炭质量的相关性不太显著；JM-4镜质组含量最低，其与JM-2同属于低镜质组煤，JM-1和JM-3属于中镜质组煤；JM-2和JM-3对应胶质体的流动性随着温度的升高增长迅速，且胶质体的流动性大小基本一致，而相同温度下JM-1对应的流动性最小；随着热解温度的提高，JM-1所得热解产物的孔隙率呈现先增加后减小的趋势，在胶质体达到最大流动度时所对应的颗粒孔隙率最高。
2025年01期 v.40;No.258 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K] - 王占朝;
气煤、长焰煤等弱黏结性煤的惰性组分在炼焦过程中起到骨架的作用，其颗粒的大小影响焦炭的结合面位置及尺寸，因而影响焦炭的质量，因此炼焦煤的粒度是影响焦炭质量的关键因素。为了研究气煤和长焰煤在炼焦配煤过程中的最佳粒度分布范围，采用破碎设备分别将禾草沟的气煤和榆林的长焰煤破碎到<0.50、0.50～2.00 mm粒度范围内，与主焦煤按相同的配比组成5种配合煤，分别在相同的实验条件下进行40 kg小焦炉炼焦试验，并对各方案下的焦炭机械强度和热态强度进行分析。结果表明：配合煤中的长焰煤和气煤在破碎过程中粒径应控制在0.50～2.00 mm,可以改善焦炭机械强度及热态强度；而当气煤和长焰煤过破后，特别是当粒径破碎后到0.50 mm以下时，会引起焦炭机械强度及热态强度的劣化。对于气煤和长焰煤等需进行预破碎的煤种，应对破碎设备的工艺参数进行优化和改进，从而保证破碎后的粒度分布集中在0.50～2.00 mm。
2025年01期 v.40;No.258 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1163K] - 赵波;魏宁;张菲;
燃煤导致的汞排放会对环境、人身造成损害，煤炭燃烧前的脱汞处理是减少汞元素对环境污染的重要途径，因而分析研究陕西煤中汞元素的含量分布及赋存状态可为陕西省内矿区环境治理提供数据支持，对有效减少煤中汞元素对环境的污染及可能导致的人身危害具有重要意义。采取陕西省206家煤炭生产企业347批次样品，采用GB/T 16659—2008《冷原子吸收分光光度法》测定煤样中汞含量，通过对检测数据的统计分析以研究陕西煤中汞含量及赋存状态。陕西煤中汞含量分布区间为0～0.735μg/g,平均值为0.059μg/g;通过对陕西煤中汞与全硫、灰分、砷、氟、氯、磷的相关性进行统计分析表明，陕西煤中汞元素主要以黄铁矿的形态赋存，与砷元素、氟元素均具有较低的相关关系，与磷元素、氯元素均不相关。
2025年01期 v.40;No.258 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1271K] - 薛丹秀;
原料煤的性质对煤炭液化的反应性具有重要的影响，系统研究神东煤及其显微组分的液化反应性，对于指导液化用煤的选择以及优化液化条件具有重要的实际意义。通过离心分离实现神东煤岩显微组分的高纯度分离，研究显微组分富集物的基本特性，并利用高压釜实验对比神东原煤、镜质组富集物和惰质组富集物的液化反应性，结果发现：当镜质组和惰质组的离心分离密度级分别为1.322～1.328 g/cm~3和1.372～1.380 g/cm~3时，可分别获得镜质组含量97.5%、惰质组含量96.8%的显微组分富集物；在液化反应过程中，各显微组分之间可能存在协同作用；氢有效利用率可较好地表征煤的加氢液化反应性；神东原煤的沥青烯产率最高，镜质组富集物的水产率最高，惰质组富集物的气产率最高；原煤的液化反应性和氢有效利用率最高，其次为镜质组富集物，惰质组富集物最低。
2025年01期 v.40;No.258 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1118K] - 韦祎;肖鹏飞;周思旭;柯文明;陆茂荣;孙尊强;
部分电厂在进行燃料智能化改造时无法进行原煤样输送的智能化改造，仍采用人工搬运方式进行原煤样的传输因而面临着煤样转运时间长、效率低、转运过程不可控、样品安全性与保密性不高等问题，需通过研究智能轨道小车及其配套系统以实现空间受限布局复杂情况下的原煤样品的自动传输。介绍智能轨道车输送系统设计及其系统应用，结合其系统组成重点阐述智能轨道车的构架、站点装卸车模块、轨道模块等系统结构，并示例智能轨道车输送系统中完整的样桶输送工作流程。基于智能轨道车的原煤样输送系统在燃料智能化领域中的应用研究表明：采用智能轨道车进行原煤样的传输，全程无人参与，可实现24 h连续作业；通过开发的调度系统可实现多车、多站点、多路径的智能化运行；智能轨道车依据需求自行调度，响应快、对接时间短，转运效率高，可实现原煤样品在采样系统与制样系统之间的安全、快速的自动传输，避免人与样品接触并真正实现无人化作业。
2025年01期 v.40;No.258 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K] - 马飞跃;郑忆南;丁建;
钢铁企业的煤质分析主要包括进厂煤和厂内各类工程煤的取样、制样以及物理、化学性能分析检测，目前冶金行业需强化对使用的煤炭种类、煤质分析项目、检测标准的关注度，因而对钢铁企业常见煤质分析项目及检测标准进行系统整理及评述具有现实意义。对炼焦煤、高炉喷吹煤、烧结用煤及电厂用煤四类进厂煤以及原料分厂、烧结分厂、焦化分厂、高炉分厂和电厂等厂内工程煤的种类及其典型分析项目进行梳理，对煤炭取制样和分析标准进行逐项评述，对各类国家标准的试验原理、与ISO/ASTM标准的对应关系、主要指标、试样粒度要求、试样质量要求进行汇总，以期为钢铁企业工程设计人员及试验室操作人员提供借鉴。最后提出需确认各类分析方法的有效性、准确统一某些指标的定义、尽快制定全自动煤制样及分析系统标准等建议。
2025年01期 v.40;No.258 67-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K] - 姜超;
煤炭样品制备是将大批量、大粒度煤样通过专用设备使煤样达到分析或试验状态的必经过程，而制样设备良好的精密度与可接受的偏倚是分析样品具有代表性的前置条件，因而煤炭智能制样系统的性能评价试验研究有助于保障煤样的代表性。介绍1种煤炭智能制样系统的主要结构组成与技术参数，依据相关国家标准对该制样系统进行制样精密度核验、偏倚试验研究及结果统计分析与性能评价。结果表明，连续2组10对双份试样的标准差均小于■，说明该制样系统精密度符合标准要求；在干基灰分可接受范围为-0.20%～0.20%的情况下，制样系统未检测出偏倚，置信区间满足可接受范围的要求，制样系统可接受为无偏倚。
2025年01期 v.40;No.258 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1072K] - 富坤;李燕燕;陈思涵;
采用吸附解析—热导法测定煤中碳、氢、氮含量，具有自动化程度高、测定周期短的特点，在一定程度上可弥补经典方法的操作步骤较为复杂、测定周期长及对操作人员要求较高之不足。为深入阐述吸附解析-热导法测定煤中碳氢氮含量的原理，从进样和通氧系统、燃烧和还原系统、分离系统及检测系统剖析德国vario Macro cube型元素分析仪的基本结构，并阐述热导检测器原理，以图示和化学方程式的方式对吸附解析—热导法测定煤中碳、氢和氮元素含量的应用进行解析。从反应管试剂装填、仪器清理、气密性检查、空白实验、试样称量、仪器标定、漂移校正等方面阐述吸附解析—热导法测定煤中碳氢氮含量时需注意的事项，以帮助煤质检验人员深入了解与掌握元素分析仪的操作，保证煤中碳氢氮含量的准确测定。
2025年01期 v.40;No.258 84-89+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1262K] - 王建;殷志源;吴碧海;徐俊;
准确测定煤中全硫含量对于了解煤炭的性质和指导生产应用均具有重要意义，因而需对库仑法测定煤中全硫的影响因素进行总结归纳。基于库仑法测定煤中全硫含量的原理，通过分析影响测定结果准确性的主要因素，选择受仪器状态和人员操作影响较大的抽气流量、三氧化钨铺撒效果、称样质量3个因子，每个因子设置3个水平，采用L_9(3~4)表进行正交试验设计并试验。试验前对设备进行全面维护和曲线标定，确保设备稳定可靠，选择硫含量在标定范围内的低、中、高3种有证煤标准样品进行正交试验，利用方差分析技术对结果进行统计分析。结果表明，样品质量在(50±5)mg范围内，在显著性水平95%下样品质量对结果影响不显著；随着煤样中全硫含量的增大，在显著性水平95%下抽气流量与三氧化钨铺设效果对结果影响逐渐显著，从而为采用库仑法测定煤中全硫的实践应用提供经验指导，同时为智能库仑测硫仪的研发与改进提供参考。
2025年01期 v.40;No.258 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1096K] 下载本期数据