- 应哲赟;
焦炭溶损性能为衡量焦炭与CO_2反应程度的关键指标，其对提高高炉生产效率及降低生产成本均产生影响，因而综述焦炭溶损反应机理及调控技术研究进展具有现实意义，可为焦炭溶损性能的深入研究和高炉炼铁的节能减排提供理论依据和技术支撑。介绍焦炭溶损率、焦炭溶损强度等参数的国标测试方法，重点探讨焦炭溶损反应机理、溶损性能影响因素以及降低其溶损性能的调控技术措施，基于随机孔模型(RPM)和未反应核模型(URCM)等宏观动力学模型并结合分子动力学模拟(MD)以深入分析焦炭与CO_2反应的溶损机理。随机孔模型揭示反应速率与孔隙内表面积的关联，未反应核模型可明晰大颗粒体系反应中扩散与界面反应的控制机制，分子层面模拟发现焦炭石墨化度越高则溶损反应越难。影响焦炭溶损性能的关键因素包括煤样原料特性、焦炭制备工艺和高炉操作条件等，煤种选择、灰分组成、炭化温度及高炉气氛对溶损反应具有显著影响。降低溶损性能的调控技术措施主要包括优化焦炭质量、控制高炉操作参数、改善炉料结构及加强焦炭预处理等，未来研究将侧重于微观结构层面的焦炭溶损机理研究、焦炭溶损性能在线检测技术开发以及开发绿色低碳炼焦技术等方向。
2025年05期 v.40;No.262 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1266K] - 赵鹏;胡迪;黄澎;赵勇;
煤气化焦油渣的高效环保资源化利用为目前煤化工危险废物领域的研究热点，对其缺乏大规模的处置技术，因而有必要对煤气化焦油渣的理化特性进行全面研究，以期为其高效利用提供理论依据。采用GC/MS、索氏热萃、热重分析等手段对煤气化焦油渣的物理性质及毒性物质等进行全面的解析，重点探究煤气化焦油渣的物理特性、组成特性、炭化学反应特性、毒性特征等理化特性，并探讨其热解失重规律。结果表明：煤气化焦油渣的固定碳近40%和挥发分近50%,具有高发热量、特低灰和特低硫的特点，与焦化焦油渣和热解焦油渣的物理特性相似，可为后续研发利用提供借鉴；煤气化焦油渣中甲苯、萘、芴、菲、芘、荧蒽等多种多环芳烃类致癌物质总含量高达70%,此为煤气化焦油渣成为危险废物的根源；煤气化焦油渣在热解过程中150～660℃温度下发生活泼热分解反应，热解速率快，挥发分释放更剧烈；气化焦油渣中含近40%的重油，其中<350℃的轻质馏分占比15%左右，其元素含量与煤焦油轻质馏分近似，还含有40%左右的煤粉和焦粉，600℃处理后产生较多的活化点位，煤气化焦油渣热回收<350℃的轻质油经过一定条件的加氢可制备燃料油品，且煤气化焦油渣在活性炭制备方面也具有较大的应用潜力。
2025年05期 v.40;No.262 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K] - 孔碧华;
针对高温热处理对活性炭电化学性能的影响规律进行研究，可改进电极材料制备工艺以提升其能量密度，为促进其大规模应用提供技术支撑。以褐煤基无灰煤为原料，利用氢氧化钾活化制备无灰煤基活性炭，并以硝酸和氨水分别作为氮源，采用液相浸渍-高温热处理工艺对活性炭进行改性处理，并制成超级电容器电极材料。实验采用低温氮气吸附、傅里叶红外光谱（FTIR）等方法对活性炭结构性能进行表征，通过恒流充放电、循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）等方法对活性炭电化学性能进行测试，对比高温热处理前后对活性炭表面结构与性质的差异及其对电化学性能的影响。研究表明，高温热处理后的活性炭石墨化程度增加，孔结构更加集中；表面官能团向石墨层内部转移，2种改性剂经热处理后的官能团变化明显，在高温热处理的条件下，HNO_3改性主要增加了—COO—、C■O及C—OH等含氧官能团，而氨水则主要增加N-Q结构，C■O和C—OH有所减小，同时含氮基团的增加会对含氧基团的掺入起到一定的抑制作用。C■O和C—OH的存在会对材料的扩散内阻产生不利影响。用HNO_3改性后的无灰煤基活性炭在50 mA/g的电流密度下，比电容可达到270 F/g，能量密度为24.38 Wh/kg，表现出更好的结构特性和电化学性能。
2025年05期 v.40;No.262 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] - 田陆峰;
对高效混凝沉淀技术在煤化工生产废水中的应用处理效果进行研究，有助于评估不同混凝剂种类与投加量对处理效能的优化作用，同时可推进探究该技术对废水中化学需氧量(COD)、总磷及氨氮(NH_3-N)去除率的影响。采用聚丙烯酰胺(PAM)作为混凝剂，设置5、10、15、20 mg/L等不同使用量梯度，并结合聚合氯化铝(PAC)辅助混凝，对煤化工生产废水进行高效混凝沉淀处理。通过定期监测处理前后废水中COD、总磷及NH_3-N的浓度变化，结合沉淀效率与出水水质指标，系统评估处理效能。当PAC投加量从10 mg/L增加到80 mg/L时，COD去除率从34.7%提升至67.3%。PAC投加量在40～80 mg/L范围内时，COD去除率的增长趋势逐渐放缓。当PAM投加量从0增加至5.5 mg/L时，COD去除率从1.3%提升至58.0%,且相同投药量下，PAM的COD去除率高于PAC。对于总磷和NH_3-N的去除，PAM表现出比PAC更为优异的效果。在PAM投药量为5.5 mg/L时，总磷和氨氮的去除率分别为76.00%和67.50%。高效混凝沉淀技术结合适宜的混凝剂种类与投加量，可显著提高煤化工生产废水的处理效能，其中PAM的去除效果优于PACQ,且PAM的沉淀效果更稳定。
2025年05期 v.40;No.262 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K] - 张凝凝;
针对贵州省炼焦煤炭资源分布及煤质特征进行系统研究，可为贵州省及西南地区的焦化产业高质量发展奠定理论基础。以贵州省炼焦煤为研究对象，结合贵州省煤炭资源分布，对贵州省炼焦煤的资源分布和主要煤质特征开展研究。结果表明：贵州省的炼焦煤炭资源主要集中在盘江矿区和水城矿区，以中、小型煤矿为主；贵州省炼焦煤镜质组反射率介于0.86%～1.77%,平均值为1.29%,按照中国煤炭分类，煤类主要为焦煤、1/3焦煤、瘦煤和肥煤；贵州省炼焦商品煤大部分为特低硫-低硫煤，在黏结指数差距不大的情况下，贵州省炼焦煤的全硫含量明显低于山西省和内蒙古自治区，但贵州黔西南地区总体为海侵环境，平均硫分偏高，使用时应注意通过洗选等方式脱除；贵州炼焦用商品煤中强黏结煤占80%以上，贵州焦煤的黏结指数平均值高于全国平均水平，高于山西焦煤和蒙3焦煤；贵州炼焦煤中的碱金属含量满足炼焦商品煤对K和Na总量的限制要求。
2025年05期 v.40;No.262 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K] - 毛光剑;张博;张琦;
基于采制样系统试验的煤炭智能采制化测量不确定度评定方法研究，可有助于更加高效且准确地反映批煤检测结果的质量。结合煤炭机械化采样、离线制样与分析化验全过程要素以及采制样设备精密度测定和偏倚试验的方法特性，以采制样设备精密度测定和偏倚试验数据为基础，以灰分检测为例，进行机械化、智能化煤炭采制化全过程不确定度评定研究。分析煤炭智能采制化全过程灰分测定结果测量不确定度的来源，基于采制样设备的精密度和偏倚试验方法，提出以精密度试验的标准差和偏倚试验的最大偏倚B′评定机械化采样、制样环节灰分测量不确定度的方法，并对灰分测定结果测量不确定度进行评定。结果表明：基于精密度试验的标准差和偏倚试验的最大偏倚B′评定煤炭采制化全过程测量不确定度的方法，具有较强的可行性和可靠性；对于灰分约为25%的煤炭，机械化采样环节引入的不确定度为0.376%,离线制样环节引入的不确定度为0.219%,分析化验环节引入的不确定度为0.071%,采制化全过程的合成不确定度为0.441%,扩展不确定度为0.88%;在煤炭智能采制化全过程中，机械化采样环节引入的不确定度最大，离线制样环节次之，分析化验环节引入的不确定度最小；其中，机械化采样偏倚、机械化采样重复性、离线制样重复性3者引入的不确定度水平相当。
2025年05期 v.40;No.262 38-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1182K] - 曹强;孙春凯;
高效冶炼技术需要高性能焦炭，其质量主要由炼焦煤性质决定，因而深入挖掘煤焦性质指标并将其应用于煤焦质量检测管理控制则有助于配煤方案调整和质量监控。以某企业为例，综述分析流变性特征的关联性、岩相拟合应用、灰成分监测和焦炭光学组织及气孔结构研究。MCI指标可表征煤中灰成分对气化反应的影响，应控制碱金属和Fe/Ca等的含量；增加最大流动度和塑性区间可提高焦炭冷强度，基于曲线图提出胶质体流动指数和流动性温度面积以更好地预测焦炭热强度并提高对煤的分辨率；通过岩相反射率拟合可建立煤岩配煤模型，且图像可用于观察煤的氧化变质程度。煤中反射率分布对应焦炭光学组织含量，控制粗粒镶嵌、纤维状和片状含量可提高焦炭性能；CO_2通过破坏气孔结构影响焦炭强度特性，降低反应表面积并控制k_(rea)/D_(eff)值可减小焦炭内部结构的劣化梯度，从而实现质量的稳定控制。实验表明深入关注岩相拟合曲线和流动度数据可获得较好质量焦炭，其他指标主要应用于非炼焦煤组分或特殊地域煤源配入较多的方案中。
2025年05期 v.40;No.262 49-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1198K] - 肖明;李文瑞;齐军伟;蒋文博;马召祥;杨勇;
随着火电企业数智化进程的加速，无人化验系统可提升其生产效率和成本控制。由于遗传算法可模拟生物进化过程并利用自然选择、交叉和变异等机制在候选解中寻找最优解，因而遗传算法适合处理无人化验系统的任务调度优化问题。针对无人化验系统中的样品任务处理流程，剖析其任务模型并构建遗传算法框架，分析理想状态下的最优效率，提出1种基于遗传算法的调度优化方法，即通过模拟自然界的遗传机制对化验任务进行编码、适应度评估、选择、交叉和变异操作，在候选解的种群中搜索最优解以寻找最优的调度方案，从而最小化样品处理的总时间。实际产品的应用结果验证表明该遗传算优化方法具有有效性和实用性，可有效地解决无人化验系统的调度问题及提高化验效率。
2025年05期 v.40;No.262 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K] - 刘晖明;邵波;易坚;王建曼;邓欣媛;邱洪武;
随着火力发电行业的快速发展而对煤炭质量的要求越来越高，传统的煤炭制样方式存在效率低、误差大等问题因而已无法满足现代火力发电厂的需求，需对煤炭机器人制样系统应用进行研究并对性能试验进行分析。简述煤炭机器人制样系统设计的工作原理、系统架构、系统运行流程，重点阐述机器人机械手技术、轮廓扫描匹配与转换技术2项系统关键技术，主要从精密度试验、偏倚试验、全水分损失测算试验等方面对煤炭机器人制样系统应用进行性能试验研究。煤炭机器人制样系统是1种基于自动化和机器人技术的煤炭制备系统，能够高效、准确地完成煤炭样品的制备，适用于火力发电厂等场合的煤炭质量检测。该系统基于自动化和机器人技术，通过自动化控制系统以协调各制样设备的工作，确保整个制样过程顺畅进行。煤炭机器人制样系统配备有数据记录和管理功能，记录制样的关键参数以便追踪和分析，其故障检测功能在发生设备故障或制样异常时及时报警，以便设备维护或快速调整。
2025年05期 v.40;No.262 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] - 孙会青;
吉氏流动度是评估煤在加热过程中塑性行为的关键参数，广泛应用于煤炭质量评价及焦化工艺优化设计。系统对比国内外吉氏流动度测定标准，从适用范围、仪器配置、样品制备规范、测试步骤、结果表达及精密度控制等方面剖析各标准的技术异同。结果表明，尽管吉氏流动度各测定标准在仪器设备和具体操作细节存在差异，但总体上均基于相同的实验原理，在关键参数的设定方面具有较高的一致性，为国际标准互认奠定技术基础。基于此，建议我国吉氏流动度测定标准应动态跟踪与采标ASTM标准最新修订内容，推动本土标准与国际规范的深度融合，为焦化工艺优化与跨境煤炭贸易提供技术支撑。
2025年05期 v.40;No.262 74-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1122K] - 傅皓;
燃煤有害元素排放是我国面临的重要环境污染问题，干基氟含量超过200μg/g的商品煤不得进口、销售和远距离运输，因而准确测定煤中氟含量已引起高度重视，低氟含量煤的量值稳定性研究可为相关企业建立科学合理、切实可行的溯源基准。根据目前在售煤中氟的量值分布，选取2种不同量值的低氟含量煤样，进行煤中氟含量稳定性研究。按国标要求将煤样制备并分装，研究2种氟系列煤样的包装方式与开瓶后的贮存方式，通过均匀性检验证明2种煤中氟系列煤样均匀。试验证明，采用棕色避光玻璃瓶包装可满足样品包装要求，开瓶后置于阴凉干燥处常温保存即可满足样品贮存要求。
2025年05期 v.40;No.262 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K] - 王家栋;
由于煤炭全自动制样系统目前缺乏统一的精密度与偏倚试验规程，导致各试验机构实施程序存在差异显著等问题，因而需探究煤炭全自动制样系统精密度和偏倚试验实施方法。结合GB/T 19494.3—2023《煤炭机械化采样第3部分：精密度和偏倚试验》的核心技术要点，系统阐述该类系统精密度与偏倚试验的实施方法，重点对全自动制样系统同步制备的存查煤样与一般分析试样的一致性评定方法进行深入研究。试验验证表明，所述系统精密度与偏倚符合国家标准要求且所获存查煤样与一般分析试样具有良好的一致性与可替代性，所述实施方法可为相关行业开展制样系统性能验收、周期核查与质量控制提供切实可行的技术依据和标准操作程序。
2025年05期 v.40;No.262 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K] 下载本期数据