- 张璐;邵然磊;王鲁元;张兴宇;张睿涵;蔡飞鹏;程星星;王志强;
高镍正极材料拥有容量高、成本低以及环境友好等优点，被认为是未来锂离子电池领域最具潜力的正极材料。然而，在实际商业应用中，其性能受到锂离子化合物残留多、结构稳定性不足以及速率性能受限等多重因素的制约。对高镍正极材料进行掺杂改性作为有效的解决手段，受到了广泛的研究。基于高镍材料高能量密度和高循环性，对锂离子电池正极材料掺杂改性方面进行了分析与总结，整理归纳了高镍正极当前面临的挑战并展望了未来发展的方向。旨在为锂离子电池高镍正极材料的性能提升提供有益的参考，进而为能源行业中高镍正极材料在循环性和稳定性方面的发展奠定坚实的理论基础。
2025年S1期 v.31 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K] [阅读次数：1 ] - 张杰;童晓凡;高阳;
为探究新能源制氢的经济性，以单位成本氢价作为对象搭建控制方程，探究年利用小时数、补贴氢价电量与上网电量比、制氢装机与新能源装机规模比、制氢单位工程造价、新能源单位工程造价等变量对单位成本氢价经济性影响，在此基础上，研究不同补贴氢价电量与上网电量比下，并网和离网2种模式下单位成本氢价等价点。结果表明，随补贴氢价电量/上网电量比增大，离网、并网模式得到的单位成本氢价等价点所对应的新能源单位工程造价更高。此外，还提出了一种有序发展绿氢产业的新思路，即利用新能源电量的部分利润，对绿氢进行补贴，使其成本达到与灰氢相当。
2025年S1期 v.31 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 791K] [阅读次数：2 ] - 李静璇;闫小凤;张峰硕;孟宇璇;孟宪光;
甲烷干重整反应将2种主要温室气体CH_4和CO_2转化为合成气（H_2/CO），为利用温室气体资源生产高附加值化学品提供了重要途径。然而，甲烷干重整面临着催化剂表面易积碳和高温反应中易烧结导致失活等挑战。因此，迫切需要寻找一种耐高温、抗积碳和抗烧结的催化剂来提高甲烷干重整的催化活性和稳定性。碳化物因其独特的结构和优越的物理化学特性在电催化、热催化、光热催化等领域被广泛应用，其类铂特性、良好的热稳定性、与氧化剂（CO_2和H_2O）的良好亲和力以及强金属-载体相互作用等特点，使碳化物成为提高甲烷干重整反应效率和催化剂寿命的极具潜力的候选材料。综述内容涵盖传统甲烷干重整催化的一般反应机理与反应热力学特性，重点分析了碳化物材料在该过程中的一般反应机理与应用。最后，提出了碳化物材料催化甲烷干重整面临的技术挑战和发展方向。旨在为在开发高效、稳定的碳化物甲烷干重整催化剂体系提供有价值的指导，以促进该领域的科学研究、技术创新和产业化应用。
2025年S1期 v.31 17-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2031K] [阅读次数：2 ] - 胡发亭;毛学锋;李军芳;钟金龙;李恒;张笑然;
我国煤基衍生油资源丰富，煤基衍生油制备喷气燃料是缓解石油基喷气燃料供需矛盾、促进煤基衍生油高效利用、维护国家安全的有效途径。为全面了解煤基喷气燃料的制备技术开发、理化性质、商业化应用现状及发展趋势，论述了煤直接液化油、间接液化油、煤焦油的来源及性质特点，介绍了国内外煤基喷气燃料的发展历程、技术研究进展及商业化应用现状。对3种煤基衍生油制备喷气燃料技术的工艺过程、技术难点、应用前景进行了讨论和展望，为我国煤基衍生油制备喷气燃料的发展方向、产业规划、政策制定提供了重要参考依据。
2025年S1期 v.31 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 539K] [阅读次数：1 ] - 张世豪;朱建国;美合日阿依·穆太力普;刘敬樟;吕清刚;
新疆高碱煤储量丰富，但由于Na、K等碱金属元素含量较高，引发了高碱煤燃烧结渣沾污问题。流态化预热可增加燃料活性、促进碱金属析出，预热燃烧有望实现高碱煤清洁高效燃烧。目前，关于高碱煤预热后的燃料反应动力学特性还尚未阐释。因此，为探究预热空气当量比（λ）对高碱煤预热煤焦的动力学影响特性，开展了高碱煤循环流化床预热试验，并通过热重试验，分析了活化能和指前因子的变化行为，研究了原煤及预热煤焦的动力学特性。结果表明，预热空气当量比从0.28增至0.40时，预热煤焦的最大失重速率降低，着火点及燃尽点升高；质量转化率在0.5之前，预热煤焦的反应活化能和指前因子均高于原煤，而转化率在0.5～0.8阶段内，结果相反，这是因为不同反应阶段内原煤和预热煤焦的挥发分含量和焦炭反应特性不同所引起的；计算了原煤和预热煤焦在不同燃烧温度下的反应速率常数，发现预热煤焦的反应速率常数均高于原煤，且反应速率常数随预热空气当量比的升高而先增后减，预热当量比0.31、燃烧温度950℃时，预热煤焦的计算反应速率常数约为原煤的13倍。研究结果期望为高碱煤预热燃烧技术的开发和应用提供理论支撑和数据支持。
2025年S1期 v.31 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1034K] [阅读次数：1 ] - 许乃岑;张静;沈加林;李华玲;方朝刚;金凡;
页岩相比于传统化石燃料具有矿物组分复杂、有机质含量低且分布不均匀等特点，为充分开发利用页岩，以下扬子无为凹陷含煤地层页岩为研究对象，采用X射线衍射法（XRD）、傅里叶变换红外光谱法（FTIR）和热重-差示扫描量热分析法（TG-DSC）对其矿物学特征和热解稳定性进行研究。XRD结果显示，该地区页岩主要矿物为石英、伊利石，其次为绿泥石、高岭石、碳酸盐、长石，谱图中有无定形有机质的叠加。FTIR结果显示，该地区页岩样品富含粘土矿物，并含少量有机质。有机质主要以脂肪烃族为主，但并不成熟。TG-DSC结果显示，随着升温速率的增加，有机质热解带向高温区移动。空气比氮气更有助于降低页岩的燃点，拓宽有机质的热解带。特征温度随升温速率的增大而增大，有机质高的样品这种趋势更明显。随着升温速率的增大，页岩热解向高温区移动。在不同升温速率条件下，有机质较高的页岩热解指数优于较低的。空气气氛下的热解指数高于氮气气氛下的热解指数。升温速率的增大有利于产物的释放，页岩热解产物在氮气气氛下的释放特征指数高于空气气氛下的释放指数。
2025年S1期 v.31 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2513K] [阅读次数：1 ] - 杜善周;黄涌波;杜艳霞;孟祥田;李伦;
煤炭资源清洁高效利用是我国能源发展的必由之路，也是“双碳”背景下重塑中国能源的必然要求。准格尔矿区是我国特大型煤炭能源基地，煤质具有特低硫、低磷等天然条件，并伴生有丰富的铝、镓等资源，被誉为“绿色环保煤炭”。准能集团多年来一直以准格尔矿区煤炭为基础，开发煤炭清洁高效利用技术，构建煤炭清洁高效利用产业链，形成了“煤-纳米碳氢燃料-电-粉煤灰-氧化铝、硅、镓-铝”产业模式。文章详细介绍了准能集团形成的煤炭高效清洁利用模式，以及该模式中涉及到的纳米碳氢燃料制备与燃烧技术、粉煤灰提取氧化铝技术等核心技术，为国内煤炭转型发展提供准能方案。
2025年S1期 v.31 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K] [阅读次数：1 ] - 白来平;李振;姚雷;廉鑫;谢永鑫;王宏;袁雪;
为深入解析南露天煤的分子结构特征，促进煤炭资源的高效开发与清洁利用，采用工业分析、元素分析、X射线光电子能谱、固体核磁等表征手段，确定了南露天煤中的结构参数，再结合分子动力学计算，构建了南露天煤的低密度组（NLTL）和高密度组（NLTH）的大分子结构模型，并对构建的大分子结构模型进行优化，得到NLTL和NLTH大分子最低能量结构及能量参数，并按照原煤真相对密度以及原煤中的低密度组与高密度组的比例构建了南露天原煤（NLTC）的聚集态结构。结果表明：南露天煤具有氧含量较高和硫含量较低的特点，其中氧元素主要以羧基、酚羟和醚等形式存在，比例约为1∶1∶1,NLTL中氮元素主要以吡咯形式存，NLTH中氮元素主要以吡啶形式存在。NLTL和NLTH结构中的芳香碳为碳骨架中的主体，芳香碳占比分别为61.32%、57.06%，脂肪碳占比分别为25.15%、28.99%,X_(BP)分别为0.140和0.221,NLTL的芳香结构主体是苯和萘，NLTH芳香结构主体是萘，芳环碳原子总数分别为81和78个，NLTL和NLTH大分子结构的分子式分别为C_(132)H_(109)N_3O_(28)和C_(136)H_(117)N_3O_(25)，分子量分别为2 185.32和2 193.43，模型优化后，NLTL和NLTH的总势能分别为2 048.05 kJ/mol和1 612.60 kJ/mol,NLTH的总势能更低，其大分子结构更加稳定。在模拟构建聚集态结构的过程中，分别以26个NLTL和25个NLTH的大分子结构模拟真实密度下的南露天原煤的聚集态结构，通过几何优化和退火动力学模拟得到能量最低且稳定的聚集态结构，其优化后总势能下降了7 470.57 kJ/mol，其中范德华能降低最多，其次是扭转能、角能、静电能和反转能，最终得到密度为1.45 g/cm~3的NLTC聚集态结构，这与原煤密度相符。
2025年S1期 v.31 57-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] [阅读次数：1 ] - 哈戌龙;祝新玉;王尚红;李才刚;
准南煤田蕴藏着丰富的煤炭资源，开发利用前景广阔，是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分。本次研究以准南煤田屯宝煤矿西山窑组5煤层为研究对象，通过对煤中显微组分、镜质组最大反射率、灰分、挥发分、硫分、氢碳原子比、常量元素、氯元素、氟元素和砷元素的系统分析，查明了屯宝煤矿5煤层的成煤环境，并结合煤炭洁净等级划分和煤炭直接液化的评价指标体系探究了屯宝煤矿5煤层的清洁潜势和清洁利用方式。屯宝煤矿5煤层的灰分特征、显微组分特征（较高的惰质组含量、V/I比值）及常量元素特征（灰成分指数、CaO/MgO、SiO_2/Al_2O_3）反映了屯宝煤矿5煤层形成于温暖潮湿、覆水较浅、水动力条件变化较大的弱氧化环境。屯宝煤矿5煤层的惰质组体积分数介于21.4%～46.4%，平均36.45%，结合大气氧含量的关系模型，估算出中侏罗世的大气氧体积分数约为26.3%，与侏罗纪广泛野火事件吻合。屯宝煤矿5煤层具有氯元素、砷元素含量相对较低和灰分、硫分、氟元素含量相对较高的特点，较高的灰分是屯宝煤矿煤炭清洁利用的最主要障碍，研究表明，原煤洁净等级为III级，属于较不洁净煤。5煤层的煤类主要为长焰煤和不黏煤，具有特低-低灰分、高挥发分和高氢碳原子比的特点，浮煤符合直接液化用煤的评价指标，适合作为II级直接液化用煤。
2025年S1期 v.31 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K] [阅读次数：1 ] - 范鹏凯;张晓岩;路鑫;
细颗粒因沉降速度慢、分选效率低、单位面积处理量小，已成为制约“贫、细、杂”矿物回收的瓶颈。为了显著提高细粒煤回收率与分选效果，探索出最佳分选工艺参数。通过分析颗粒在Reflux Classifier倾斜通道中的复杂运动特性及其进入倾斜通道后的运动轨迹，为建立精确的理论模型奠定了坚实基础。所建立的临界条件下颗粒分离理论模型考虑了颗粒性质、设备参数、颗粒终端速度以及雷诺数等多个关键影响因素，为实现细粒煤高效分选提供了理论依据。另外通过颗粒运动平衡试验和细粒煤分选试验验证了该模型的准确性。结果表明，在6 mm通道间距下，理论模型预测结果与实际分选结果高度一致，并表现出了最佳分选效果。当通道间距过宽时，颗粒间粒度差异对分离影响产生显著影响，导致分选效率下降。
2025年S1期 v.31 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K] [阅读次数：1 ] - 郝呈祥;何金龙;高玮东;马亚亚;杨志强;魏东;莫文龙;樊星;
煤气化是煤化工产业的关键技术，但其产生的残渣如果得不到妥善处理，就会对土壤、水体和大气造成破坏和污染。采用工业分析、FT–IR测试探讨了水煤浆气化炉残渣的组成与结构特征，并在惰性气氛和氧化性气氛下考查残渣的热解和燃烧行为。结果表明，经历了气化过程的残渣（粗渣和细渣）仍有少量的挥发分未完全分解，煤中的固定碳未完全转化。其中，细渣的挥发分和固定碳质量分数分别为9.52%和16.25%，均大于粗渣（1.15%和0.03%）。FT–IR分析显示，经过气化反应后，残渣中还存在明显的与原料煤相同的官能团，说明原料煤中的部分官能团仍未完全转化。在氮气气氛下的热解行为发现，粗渣失重率基本为零，细渣的最大失重速率峰在470℃左右，高于原煤（440℃）。空气气氛下的燃烧结果表明，粗渣的失重率依然很小，而细渣和原料煤分别在490～560℃和400～460℃有明显的失重行为。利用Coast-Redfern模型，对细渣的热失重行为进行动力学研究。结果显示，在氮气气氛下，当细渣热解激烈段（450～500℃）的反应级数设定为3时，拟合效果较佳，相关系数R~2达到0.99，活化能E为6.88 kJ/mol。当处于空气气氛下时，细渣在490～560℃温度段燃烧激烈，此时反应级数n=1较合适，相关系数R~2为0.99，活化能E为24.45 kJ/mol。根据以上研究，粗渣不适合掺烧利用，细渣可作为富碳资源掺烧利用。
2025年S1期 v.31 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1014K] [阅读次数：1 ] - 刘野;
针对国内某68万t/a煤制烯烃项目，通过核定能源消费的构成及消费量，分析能源传输损失及余热余能回收情况，分析企业能量平衡关系，核算项目综合能源消费量和单位产品综合能耗，评估能效水平和实际运行情况，查找能源利用薄弱环节和突出问题。从生产工艺、技术装备、系统优化、运行管理等方面提出节能改造的具体建议，并对各项改造措施的预期节能效果、经济效益和社会效益进行综合评估。
2025年S1期 v.31 87-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K] [阅读次数：1 ] - 安明;孙庆超;徐东;毕文波;郑伟雄;
通过循环管道输送系统和旋转流变仪，系统地探究了不同浓度α-烯基磺酸钠（AOS）添加剂对水煤浆在实际管道输送中的流变特性的影响，并对2种测试设备所得数据进行了深入的对比分析，结果表明：在2种测试方法中，AOS均展现出对水煤浆显著的降黏效果。然而，在AOS添加量较低，约为0.02%（质量分数）时，其降黏作用并不明显，甚至在特定剪切速率下，还出现了黏度轻微上升的现象。当AOS质量分数提升至0.5%以下时，随着添加量的增加，水煤浆在不同剪切速率下的黏度均迅速降低；当质量分数超过0.5%，黏度的降低速度逐渐放缓；当AOS质量分数达到1.2%时，水煤浆的黏度几乎不再随添加量的增加而变化，呈现出一种稳定状态，此时，在各剪切速率下的降黏率均超过了60%。此外，AOS的降黏效果与剪切速率之间存在一定的关系，在AOS质量分数低于0.5%时，随着剪切速率的提升，AOS的降黏作用先减弱后增强。而当质量分数超过0.5%时，AOS的降黏效果则随着剪切速率的增加，呈现出2个上升和2个下降相互交叉的复杂变化趋势。上述实验数据不仅证实了AOS对水煤浆具有显著的降黏作用，还揭示了AOS添加量在不同剪切速率下的降黏效果，为水煤浆流变特性的调控提供了重要的实验依据。
2025年S1期 v.31 96-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2128K] [阅读次数：1 ] - 谢厦;何煦;李学绅;万建华;
为了更好实现气化细渣资源化及高效利用，以内蒙古鄂尔多斯地区某企业气化细渣为研究对象，进行理化性质分析、粒度筛分及碳灰分离实验研究。结果表明，该细渣主要由SiO_2、CaO、Al_2O_3、Fe_2O_3及未燃碳组成，此外还含有极少量的K_2O、Na_2O、TiO_2等；主要含有的矿物晶相为石英、方解石、滑石、湿质岩，其平均比表面积为0.64 m~2/g；筛分浮选实验发现该气化细渣主导粒级在0.075～0.5 mm，筛分后0.075 mm以下粒径细渣浮选效果较好，而粒径为0.25～0.5 mm粒径浮选结果较差；分析不同影响因素发现，该细渣最佳浮选工艺参数：矿浆质量浓度为60 g/L，起泡剂仲辛醇用量为10 kg/t，捕收剂废机油用量为15 kg/t，浮选时间为10 min，充气量为300 L/h；此外低浓度氯化钙对浮选有所抑制，添加量0.2 mol/L时可使浮选结果达到最佳。
2025年S1期 v.31 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] [阅读次数：1 ] - 宁树正;徐小涛;姬晓燕;陈蓉;余秀冠;祁风华;黄康;
宁东煤田蕴藏丰富的煤炭资源，是我国宁东大型煤炭基地的重要组成部分。以宁东煤田横城矿区下二叠统山西组3和5煤层以及上石炭统-下二叠统太原组8和9煤层为研究对象，对煤岩、煤质以及煤中有害元素进行系统分析，在此基础上，结合炼焦用煤、直接液化用煤和气化用煤的评价指标体系，综合分析了横城矿区3、5、8和9煤层原煤的清洁利用方式。宁东煤田横城矿区3、5、8和9煤层的煤类以气煤为主，显微组分中镜质组含量最高，惰质组含量次之，煤质具有低-中灰分、中高-高挥发分、特低-低硫或高硫、强黏结性、较高软化温度灰、中等流动温度灰、热稳定性多样、中等可磨-易磨、特低-低氯元素、低-中氟元素、特低-低砷元素的特点。宁东煤田横城矿区3、5、8和9煤层原煤不适宜作为炼焦用煤和直接液化用煤，但符合气化用煤的指标要求，其中，3、5和8煤层原煤达到II级干煤粉气流床气化用煤的要求，9煤层原煤达到I级干煤粉气流床气化用煤的要求。研究结果表明，煤炭气化可作为宁东煤田横城矿区3、5、8和9煤层原煤清洁高效利用的重要途径之一。
2025年S1期 v.31 110-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 751K] [阅读次数：1 ] - 史慧娟;
高碱煤中Na含量较高，导致其在作为电站锅炉燃料时会因Na的挥发而引起设备沾污问题，影响设备正常运行。大量研究表明，沾污问题发生是因Na挥发进入气相后，在遇到低温受热面发生冷凝并吸附烟气中灰颗粒造成，而针对Cl含量对Na、K挥发的影响的研究较少。采用Factsage计算方法，研究五彩湾煤在不同Cl含量时碱金属挥发情况，结果表明，空气过量系数为1.2时，五彩湾煤中Na主要以NaCl、NaOH形式挥发，且随着Cl含量增加，气相中NaCl含量随着温度升高逐渐升高。Cl主要以NaCl、HCl形式挥发，且在550℃完全挥发进入气相；HCl含量随温度升高逐渐减小并趋于不变；气相中NaCl含量随温度升高先升高后趋于稳定，800～1 100℃为NaCl显著升高温度区间；990℃以下气相中，HCl含量高于NaCl含量；随着温度升高，气相中HCl向NaCl转化。K主要以KCl形式挥发，且随着温度升高，KCl挥发先增加后减小。在相同温度下，随着Cl含量的升高，五彩湾煤中碱金属的挥发比例增加，说明Cl可促进煤中碱金属的挥发。比较五彩湾煤在600、700、815、920℃燃烧时Na挥发比测试结果与计算结果知，同一温度下测试结果远高于计算结果，说明采用Factsage计算Na挥发比值与实际测试结果存在较大差异。
2025年S1期 v.31 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1000K] [阅读次数：1 ] - 杨传沓;刘臻;玄伟伟;孙凯蒂;
矿物质转化是煤灰在燃烧或气化过程中的必经过程，其热转化规律直接影响煤灰在炉内的熔融、沉积等行为变化，也决定了煤种的适用性。为了减少煤灰中矿物质的损失和碱金属的挥发，通过600℃低温灰化的方法制备了4种新疆煤灰，使用冷水淬冷的方法以避免高温煤灰晶相在冷却过程中发生变化，随后分别采用X射线衍射和X射线荧光光谱仪分析了升温和冷却过程中煤灰热转化规律。结果表明，方解石和硬石膏的热分解是4种煤灰的重要转化过程，石英随着温度的升高会与其它矿物反应，含量大量降低并生成新的晶相。化学组分对煤灰的矿物类型有很大的影响，Ca组分含量较高的七克台和黑山煤灰容易生成钙长石和钙铝黄长石矿物，钙长石含量在1 200℃左右达到最多。高Fe组分的北塔山东部和北塔山西部煤灰在升温过程主要经历了Fe_2(SO_4)_3、赤铁矿、钙铁辉石、镁铁尖晶石的转化过程，在1 400℃时大部分晶相几乎完全消失，仅存在高熔点的镁铁尖晶石晶相。碱金属Na的挥发速率在800～1 000℃达到最大值，整体呈先增大后降低的趋势。相对于升温过程，降温过程的晶相基本保持不变，但晶相强度增加。
2025年S1期 v.31 124-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K] [阅读次数：1 ] - 寻志伟;顾永正;李歌;魏书洲;黄杰;沈伯雄;赵忠;
随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注，二氧化碳（CO_2）的资源化利用已逐渐成为化学工程领域的重要研究课题。通过催化CO_2与环氧化物的共聚反应，可以合成含有碳酸酯基团的聚合物，为绿色、可持续的聚合物制备提供了新的途径。因此，催化剂的设计与优化也逐步成为该领域的核心研究方向。综述近年来CO_2合成聚碳酸酯的研究进展，系统总结催化剂的研究现状，重点讨论Salen金属配合物的结构特征、活性中心、催化机制及产物性能等方面的最新成果。此外，展望多核催化剂体系在CO_2聚合反应中的应用前景，提出了该领域在催化剂设计、反应体系优化及催化剂可回收性等方面的挑战与机遇。
2025年S1期 v.31 132-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K] [阅读次数：1 ] - 王利民;朱立江;刘金鸽;
基于机器学习算法，通过采集煤样的太赫兹时域光谱数据，构建了一个随机森林回归模型，能够高效准确预测煤的挥发分含量。利用主成分分析(PCA)及其变体算法，核主成分分析(KPCA)、序列主成分分析(SPCA)和增量主成分分析(IPCA)，对光谱数据进行了降维和特征筛选优化。接着，采用随机森林算法构建了4种回归模型：RF-PCA、RF-KPCA、RF-SPCA和RF-IPCA。通过十折交叉验证和超参数优化确保了模型的准确性和精度。其中，RF-SPCA模型表现出色，预测精度最佳，R~2达到了0.985,RMSE为1.949,MAE为0.913。进一步分析学习曲线显示模型随训练样本增加而稳定，残差图则展示预测误差均匀分布在零点两侧，进一步验证了模型优异的泛化能力。这一研究为智能煤矿分析提供了有效的分析路径。
2025年S1期 v.31 146-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K] [阅读次数：1 ] - 张许;李志勇;闫伦靖;白浩;李明峰;程远林;王美君;薛丹;常丽萍;鲍卫仁;
气化技术作为最具发展前景的热化学转化技术之一。利用气化技术可将污泥等废物转化为有价值的H_2、CO等气体，实现了废弃物资源化、无害化和规模化处理。采用热重和固定床装置研究了污泥与H_2O/CO_2协同气化反应规律，分析了污泥有机质气化反应性及可燃气产物分布。研究结果表明，污泥焦的CO_2气化反应速率和碳转化率随温度的升高逐渐增加，但在达到一定温度后趋于稳定。当气化反应温度从900℃升到950℃时，反应最大速率从5 min左右缩短至瞬间完成。这一变化表明，在反应初期，污泥焦中的较易反应的碳成分能够迅速与气化剂发生反应。然而，对于那些难以反应的碳成分，它们与气化剂的反应则需要更长的时间。污泥焦与H_2O反应时，直到1 000℃，污泥焦都未能完全气化，碳转化率为92.34%，产生这一现象的主要原因在于污泥中灰分的含量较高，这些灰分在反应中起到了阻碍作用，限制了气化剂与污泥中有机物质的有效接触。随着温度的升高，H_2的产量从58.84 L/kg增加到242.97 L/kg,CO的产量从10.28 L/kg增加到152.41 L/kg，表明反应速率越来越快。当H_2/CO比例从5.72降低到1.59，表明水煤气变换反应随着温度的升高而减弱。同时，当气化剂为H_2O、CO_2和H_2O/CO_2时，污泥焦的气化碳转化率分别为95.57%、91.16%和100%。在900～950℃时，H_2的释放速率由10.48%减少到2.71%,CO的释放速率由72.44%%减少到1.01%，表明污泥中的碳即将气化完全，这与碳转化率结果相似。可见，当气化剂为混合气化剂时，污泥焦中碳全部反应完全，表明污泥焦与CO_2/H_2O反应时存在正向协同过程，主要原因在于污泥中的灰分在H_2O/CO_2混合气化过程中发挥了显著的催化作用，这种催化作用促进了气化反应的进行，增强了污泥焦与气化剂之间的相互作用，从而实现了正向的协同效应。
2025年S1期 v.31 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 751K] [阅读次数：1 ] - 董颖涛;李文涛;焦延昊;赵旭;杨富鑫;冉龙飞;
废弃塑料的填埋、焚烧处理产生了微塑料、二噁英等污染物，严重危害了生态环境健康。如何高效、环保地回收利用废弃塑料是我国亟待解决的环境问题之一。废弃塑料和生物质共热解是塑料能源化的重要手段，提高共热解产气率、降低共热解过程中的二次污染是该技术发展的核心难题。以聚丙烯（PP）和沙柳为研究对象，并采用浸渍法制备Co-ZSM-5催化剂，探究了400～600℃时PP和沙柳共热解和催化热解下的产气特性及多环芳烃（PAHs）生成规律。结果表明，随着热解温度升高，PP和沙柳共热解的气体产率和PAHs产量逐渐增加，升温至500℃后PP热解无固体残留。共热解和共催化热解均可降低焦油产率。但500℃时，共热解焦油中脂肪烃较PP单独热解增加5.2%、醇类增加10.9%。催化剂的加入使得低温下焦油中脂肪烃和醇类相对含量进一步增加。低热解温度下，共热解和共催化热解PAHs的毒性当量显著降低。相较单独热解，600℃时毒性当量分别减少9.3%（质量分数）和50.4%（质量分数）。但在900℃时，催化剂的加入使得PP和沙柳共热解过程中PAHs产量和PAHs毒性当量增加。
2025年S1期 v.31 159-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K] [阅读次数：1 ] - 路跃;李争起;黄椿朝;陈智超;
细渣气流床气化炉可以大规模工业化利用气化细渣。为了提高气化炉的气化性能，借助冷态试验台和PDA测量系统，研究了10 000 Nm~3/h细渣气流床气化炉内气固两相流动特性，详尽对比了不同烧嘴偏置角度时的炉内流场。结果表明，同向旋转布置时，烧嘴所在水平截面速度场存在明显的中心切圆，创造了强烈的旋转流场。烧嘴偏置角度为2°时切圆面积最小，向上运动的颗粒最多，颗粒上升率最高到达0.47，湍流强度整体上要高于4°和6°时。在上炉膛竖直截面，偏置角度为2°时，向下运动的颗粒速度最大，向下运动的颗粒浓度最大，气流旋流强度最小，旋流最弱，不利于壁面形成熔渣。在下炉膛竖直截面，偏置角度为6°时的气流切向速度最大，旋流强度最高，轴向速度要大于4°和2°的轴向速度，缩短了颗粒在气化炉内的停留时间，不利与细渣的气化反应完全进行。
2025年S1期 v.31 170-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2719K] [阅读次数：1 ] - 段汝元;侯瑞芳;陈旭辉;靳鑫;李宁辉;李秀峰;党帅;崔贝贝;王美君;
实际生产中，常出现黏结指数（G）和胶质层指数（Y）等传统煤质指标相似的炼焦煤，但其焦炭质量却存在显著差异。为深入探究煤化学结构差异对焦炭质量的影响，选用了3种煤质指标接近的炼焦煤（C1、C2、C3），并在40 kg焦炉中制备焦炭进行分析。通过岩相分析、基式流动度、固定床热解实验和热重分析，结合~(13)C NMR、Raman等方法，从煤结构转变的角度研究成焦过程，进而和焦炭质量关联。研究表明，G值、Y值等此类传统煤质指标忽略了煤的化学结构及其对煤性质和焦炭质量的本质影响，不足以全面解释焦炭质量差异。热塑性温区内流动性的发展和挥发物的释放行为紧密相关，C3的塑性区间窄、流动性低，导致焦炭质量下降；C3中存在的大芳香团簇（如f_(ar)、C_a等）和短链烃（低CH_2/CH_3比值）阻碍了煤的解聚，影响了流动性的发展。此外，煤中缺陷结构（f_(ar)~N）的增加，不仅提高了焦炭的反应性，还进一步导致焦炭强度降低。该研究有助于评估和预测不同煤种的焦炭强度，也为优化煤种选择和配煤策略提供了新的思路。
2025年S1期 v.31 180-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 969K] [阅读次数：1 ] - 李志勇;闫伦靖;张凯;王秀珍;杨慧权;王美君;常丽萍;鲍卫仁;
针对我国市政污泥资源化、减量化处置的发展需求，可利用热解技术将其转化为焦油、可燃气和半焦等产品。通过改变反应温度及时间进而调变污泥热解反应程度，考察了不同反应程度对污泥热解转化规律及其热解产物分布特性的影响。结果表明，不同热解反应时间对三相产物产率及组成的影响显著，且随温度变化也有一定的差异。随着反应时间延长，半焦产率逐渐降低，热解气产率大幅增加。当热解温度500℃时，与反应时间为0 min相比，30 min时CO_2、C_2-C_3产率分别增加了171.9%、1 287.2%；而高温700℃时，热解气中各组分产率的增长率下降。碳酸盐分解形成的CO_2可与污泥焦发生气化反应，进而形成CO。污泥焦油以重质组分为主，如沸点>230℃的馏分油共占90%以上。反应时间增加后，焦油中轻质组分（<230℃）产率提高了131.5%(500℃)；而700℃时焦油各馏分产率变化幅度较低，这是因为热解反应温度较高，污泥结构受热充分，热分解反应进行更为彻底，且污泥在600℃之后主要以缩聚反应为主。通过调变热解温度及反应时间，可定向调控污泥热解产物的组成与分布。
2025年S1期 v.31 188-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1350K] [阅读次数：1 ] - 张平安;孟晓超;李源;周伟;宗飞飞;刘剑;沈国清;
锅炉在低负荷下稳燃性能不足是制约燃煤机组运行灵活性的重要原因，提升煤粉气流初始温度可以直接降低煤粉气流着火热，有效改善锅炉低负荷稳燃性能。对某600 MW等级燃煤机组的仿真计算表明，煤粉气流初始温度提升100℃，锅炉最低稳燃负荷下降约7%额定负荷。采用直吹式制粉系统的燃煤机组，受制于磨煤机安全运行要求，煤粉气流初始温度普遍偏低，存在80℃左右的提升空间。现有的煤粉气流加热方式包括热风混合加热、炉烟混合加热、高温蒸汽加热等。热风混合加热可以将煤粉气流温度提升至200℃左右，但煤粉浓度明显下降，煤粉气流着火热反而有所增加，必须结合煤粉气流浓淡分离技术才能实现锅炉稳燃能力的提升，且热风的混入会引起NO_x生成量上升；炉烟混合加热可以将煤粉气流温度提升至200～300℃且通过烟气再循环减少NO_x生成，但炉烟的混入降低了煤粉气流中煤粉浓度和氧气含量，对煤粉气流着火不利，同时高温炉烟风机成本高、维护困难；高温蒸汽加热在提升煤粉气流温度的同时实现了机组能量梯级利用，但低压蒸汽加热效果较差，高压蒸汽加热时会产生压力容器管理困难；现有的煤粉气流加热方式均存在一定不足而未能广泛应用。在总结现有技术不足的基础上，提出一种新型的煤粉气流加热系统，该系统采用汽轮机抽汽为热源，采用可以在常压下实现高效换热的导热油为中间换热介质，在磨煤机后的粉管上安装板翅式风粉加热器对煤粉气流进行加热。该煤粉气流加热系统在2个燃煤机组上进行了示范应用，实践证明该系统可以实现60～80℃的煤粉气流温升，将煤粉气流温度由80℃提升至140～160℃。
2025年S1期 v.31 196-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K] [阅读次数：1 ] - 钟剑锋;赵海宝;赵晨;楼亦刚;傅文斌;
在数字化和智慧电厂建设不断发展的背景下，开展燃煤电厂炉后环保设备的智慧环保技术研究和应用显得十分必要。进行了智慧环保技术研究和应用，以环保系统机理运行为基础，通过对系统历史数据分析并结合试验数据对比，建立预测模型和数据模型。通过统一监控、协同节能、系统预警，实施控制策略优化和负荷联动及一键启动。通过电源二次电流、二次电压寻优模块、运行模式优化模块、负荷和出口粉尘联动、除尘与脱硫协同联调联控、电除尘与气力输灰优化控制等，实现了除尘、输灰、脱硫的智慧环保技术智能联调联控。对炉后环保系统实现智能和数字化提升，结合互联网、大数据等前沿信息技术，创建环保岛智慧运行技术服务平台，减少并最终实现直至无人值守，实现“环保自动节能”的创新运行模式。
2025年S1期 v.31 203-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K] [阅读次数：1 ] - 张小桃;杨茂荃;周程;王爱军;
为了研究污泥再燃比例、含水率和锅炉负荷对燃煤锅炉燃烧特性的影响，选取某600 MW煤粉锅炉为研究对象，对锅炉燃烧器进行改造，在主燃烧区与燃尽区之间增设再燃区，研究污泥再燃对锅炉温度场、组分场以及污染物NO_x排放浓度的影响。结果表明：污泥再燃引起锅炉主燃烧区温度降低，但炉膛出口烟气温度上升，污染物NO_x浓度降低。随着污泥再燃比例的增加，炉膛出口O_2体积分数逐渐减小，H_2O体积分数逐渐增大，再燃比例不高于10%时，炉膛燃烧稳定，主燃区温度变化趋势接近；当再燃比例达到15%时，污泥再燃对炉膛燃烧稳定性有较大影响，且炉膛中上部CO含量明显增多；污泥含水率从10%上升到35%，炉膛整体温度下降10～15 K，炉膛出口的O_2体积分数变化不大，H_2O体积分数从8.82%上涨到了11.8%;10%含水率的污泥再燃出口NO_x均要低于35%含水率的再燃工况；锅炉负荷降低至70%和50%时，加入污泥再燃，炉膛出口的NO_x质量浓度分别从424.57 mg/m3降至341.75 mg/m3和418.74 mg/m3降至354.76 mg/m3。
2025年S1期 v.31 209-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 791K] [阅读次数：1 ] - 杨力;张锡乾;杨跃军;付海鹏;段赟;杨彭飞;王凯亮;刘旋坤;张海;
对采用垂直浓淡燃烧技术燃用准东煤的某330 MW四角切圆燃烧锅炉的温度场和颗粒运动进行了三维数值模拟，并建立颗粒在受热面的沉积模型，分析了多种垂直浓淡分配比例下煤粉炉内的结渣特性。模拟结果表明：颗粒熔融分数模型预测的颗粒沉积速率比颗粒黏度模型预测值略小，但处于同一数量级，表明颗粒熔融分数模型适用于燃准东煤锅炉炉内结渣特性的预测。煤粉垂直浓淡比对炉内结焦位置有重要影响，当其值增加时，炉膛内温度高于1 900 K的区域减小，屏式过热器结渣情况可较大减轻，但前后墙水冷壁结渣量有所增加，使炉内结渣分布更加均匀。
2025年S1期 v.31 216-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K] [阅读次数：0 ] - 赵焕林;陈衡;李金航;高悦;潘佩媛;
为促进电力系统的低碳化转型，降低能源消耗和二氧化碳排放量，合理规划可再生能源与火电的装机容量比例，降低系统成本，减少弃风弃光情况的出现，首先建立火风光水电力系统成本模型，构建非支配排序多目标遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II），并以系统总成本最低、可再生能源发电量最大为目标，进行电力系统装机容量配置优化。并对模型的合理性进行验证，研究表明：应用NSGA-II算法对火电-新能源容量比例配置优化结果具有合理性，在我国西北某地区火电∶新能源=1∶1.5最佳；火电机组灵活性改造对新能源装机的承载能力与消纳能力具有一定提升，但长期作用有限；当前情况下，过度提高新能源装机容量占比将会增加弃风弃光量与系统总成本，其中，风电装机容量较大时系统总成本增加较多；考虑火电机组灵活性改造与储能装机加入的情况下，火电占比降至40%较好。
2025年S1期 v.31 222-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 1092K] [阅读次数：0 ] - 王浩伟;张兴惠;张聪;贾欣雨;孟金英;朱红满;
推广生物质炉具在农村地区的应用是实施乡村振兴战略、促进北方农村清洁取暖工作的重要举措。然而，目前农村户用炉具仍存在燃烧温度低、燃烧稳定性较差的问题。针对上述问题，从燃料种类、一次送风和二次送风比例、过量空气系数3个角度评估其对燃烧的影响。研究选用了玉米、杨木和红木3种常见的生物质燃料，实验测试了4种一次和二次送风比例（5∶5、6∶4、7∶3、4∶6）及4种过量空气系数（1、1.1、1.2、1.3）。结果显示，红木在燃烧温度和高温持续时间上表现最佳，被选为优质燃料。实验确定，当一次送风和二次送风比例为6∶4，过量空气系数为1.2时，燃料燃烧温度最高、稳定性最好，锅炉运行效率达到81%,NO_X排放低于150 mg/m~3。研究结果为后续生物质炉具燃烧环境优化提供了重要参考。
2025年S1期 v.31 230-237页 [查看摘要][在线阅读][下载 861K] [阅读次数：1 ] - 史鹏飞;康朝斌;冯云鹏;白玉宇;张伟;
随着新能源装机容量的快速增长，热电联产机组供热与供电矛盾日益突出，灵活性切除低压缸改造可有效提升机组供热能力和调峰能力，在热电联产机组中得到了广泛的应用。以某330 MW直接空冷供热机组为研究对象，利用Ebsilion软件搭建了基于超低背压运行的切除低压缸改造前后的机组变工况分析和计算模型，并对小容积流量工况低压缸叶片安全性进行了试验研究。基于工况图分析了改造前后的电热负荷特性、调峰能力和发电标准煤耗变化。结果表明：基于超低背压运行的切除低压缸改造后，机组最大供热能力平均增加80 MW，调峰能力平均增加52 MW，最小发电标准平均降低42 g/kWh。基于超低背压运行的切除低压缸技术有效解决了目前供热机组灵活性改造工作中低压缸叶片水蚀、颤振和鼓风、空冷供热机组冬季防冻压力等问题，消除了机组安全隐患；同时该技术具有灵活调整低压缸出力的特点，在提高热电解耦能力的同时，为机组深度参与电网辅助服务提供了条件。相关成果为基于超低背压运行的灵活性切除低压缸改造技术的应用提供了定量依据和理论支撑。
2025年S1期 v.31 238-244页 [查看摘要][在线阅读][下载 912K] [阅读次数：0 ] - 彭志福;韩磊;周福;潘存华;马启磊;马仑;杨敏锐;方庆艳;
在深度调峰背景下，现有煤电机组常需在低负荷下运行。基于此，对某1 000 MW双切圆锅炉在低负荷下燃烧及NOx排放特性开展了模拟和现场试验研究。模拟与现场试验结果一致性较好。数值模拟结果表明：在低负荷下，正塔配风飞灰含碳量最高，缩腰和均等配风方式下飞灰含碳量最低，但4种配风方式下锅炉出口NO浓度差异相对较小。BCD磨下飞灰含碳量最低、NO浓度最高，DEF磨下飞灰含碳量最高、NO浓度最低。燃尽风风率为15%和20%情况下，飞灰含碳量维持在1.0%左右，但当燃尽风风率达到25%时，飞灰含碳量增加到2.5%左右，而NO浓度随着燃尽风风率增加轻微降低。现场试验表明，均等配风和缩腰配风方式下飞灰含碳量相对较低，过热蒸汽温度较高，且均等配风方式下锅炉效率明显高于其他3种配风方式，达到93.39%。综上所述，推荐低负荷运行时采用ABC磨(或BCD磨)、燃尽风风率控制在20%左右且均等配风方式运行，可达到高效低NO_x燃烧目的。
2025年S1期 v.31 245-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 1539K] [阅读次数：1 ] - 覃跃;李德波;覃吴;陈谋万;柴勇权;陈锦攀;
为获得燃煤锅炉分隔屏过热器管道飞灰冲刷的磨损情况，实现磨损模型对过热器管屏的模拟计算优化，构建带有全尺寸完整分隔屏过热器管道的烟道模型，并将改良后的冲击角与磨损量关系式编写成用户自定义函数代入Ansys Fluent中进行模拟，分析管屏不同管道在不同磨损工况下的磨损分布等信息。结果表明，位于前后墙边缘处的管道属于磨损重灾区，尤其是烟道后半段管屏受回流区冲刷磨损最为严重；烟气速度与质量流量对磨损计算均有促进作用，但当飞灰粒径过大时，受湍流及重力影响，管道内部未经烟气直接冲刷的壁面的磨损速率可能会有所下降，烟气速度或质量流量越大，管道磨损速率受到粒径影响的变化将会越大。
2025年S1期 v.31 252-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K] [阅读次数：1 ] - 吕鸣阳;苟凯杰;佟曦;陈衡;雷兢;张国强;刘文毅;
为促进可再生能源并网消纳、实现垃圾焚烧机组上网，提出含垃圾焚烧机组的风光虚拟电厂协调优化调度模型，考虑可再生能源出力的间歇性和不确定性和生物质能总量的有限性，利用垃圾焚烧机组的灵活调节能力，可有效缓解风光出力的波动性，新能源出力的低碳性又可以提高系统的经济性。利用Matlab软件进行优化求解，该调度模型综合考虑垃圾焚烧发电成本、风电和光伏的运行维护成本、国家补贴收益以及电网安全运行约束等因素，分析虚拟电厂系统配置不同容量发电机组对系统运行经济性的影响，提出优化容量配置的方案以及最优化调度方案。最后，模型仿真计算，得到各发电机组最优配置以及调控策略，能够在满足电网负荷的基础上提高系统效益、促进风电光伏消纳。
2025年S1期 v.31 259-266页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K] [阅读次数：1 ] - 马骏;孙丽平;张博然;戴春田;
为协同开发抽水蓄能、有序规划火电退役规模与时序、促进风光资源整合，确保电力系统向稳定、低碳过渡，探究电力系统转型中多指标、多层次综合效益的问题。以新疆电力系统转型方案为例，构建详细考虑抽水蓄能机组与火电机组运行特性的电力系统机组组合模型。该组合模型根据《新疆维吾尔自治区“十四五”电力发展规划》及《碳达峰碳中和背景下新疆能源（电力）绿色低碳中长期发展研究》有关预测结论，搭建模型制定新疆电网（内需模型）以及新疆电网（内需+外送模型）2大类情景模型，对应6种转型场景模型，结合层次分析法-熵权法建立了经济、技术的综合评价指标体系。结果表明：现阶段在建的抽水蓄能电站无法满足未来新疆电网系统煤耗较大、新能源弃电率较高、电力系统运行经济性较差的特点；当抽水蓄能电站作为新增储能电源时，新能源弃电量、新型储能损失电量、火电的装机容量、煤耗随着新增抽水蓄能电站规模的增加而降低；无论单机容量多大的火电机组参与调峰，势必会产生发电煤耗，且低出力率下的火电机组频繁启停调峰会进一步降低资源利用效率、增加耗煤量。综上所述，2030年新疆电网（仅内需）抽水蓄能合理需求规模（经济规模）在1 000万～1 500万kW较为合理；2030年新疆电网（内需+外送）抽水蓄能合理需求规模（经济规模）在1 500万～2000万kW较为合理。此研究成果可为新型电力系统的构建、抽水蓄能电站的开发、火电的有序退役、风光资源的高效整合提供理论支撑。
2025年S1期 v.31 267-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K] [阅读次数：0 ] - 韩元;朱愉洁;刘铠瑞;王超;王研凯;王利民;车得福;
在构建新型电力系统的过程中，煤电机组需要承担调峰任务，持续低负荷运行逐渐成为常态。前人大量研究了超临界锅炉满负荷工况下的动态特性，但鲜见其在低负荷工况下的动态特性与工质相变点位置研究。为了研究直流锅炉在深度调峰期间的动态特性，在Dymola平台中建立了超临界直流锅炉的动态仿真模型，在50%THA负荷下研究锅炉燃料量、给水流量、给水温度与总风量分别发生扰动后蒸汽温度、主汽流量与蒸发系统工质相变点位置的变化规律。结果表明，当燃料量、给水流量、给水温度和总风量均阶跃增大5%时，主蒸汽温度的变化幅度分别为46.89、–39.03、19.74和-6.29℃，响应时间分别为2 210、1 520、2 180和710 s，维持水煤比仍是保证低负荷汽温稳定的首要任务，给水温度发生变化不利于汽温的稳定。给水流量和总风量增大后蒸发段高度逐渐增大，燃料量增大后蒸发段逐渐缩短，给水温度增大后蒸发段先延长后缩短，其中燃料量对蒸发段高度的影响最为显著。低负荷工况下，直流锅炉中间点温度与蒸汽流量波动更为剧烈，不利于锅炉的安全稳定运行，对自动控制的要求更高。
2025年S1期 v.31 276-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 937K] [阅读次数：0 ] - 周峰;张秀峰;朱万进;张贺;孙迪;徐侠;赵天;谭明辉;孙子文;李超英;杨震;刘高飞;陈英杰;吕建红;宗跃玲;王中磊;牛志刚;朱敬华;祁晶;
在火电机组中，冷端系统的运行效率直接影响整个机组的经济性，通过冷端系统运行模式的优化，可以最大限度提升机组输出的净功率。将神经网络引入火电机组冷端系统的综合优化研究，提出了冷端优化策略。以特定火力发电单元为对象，分析冷端系统的优化方式和运行原理，建立了包括循泵、凝汽器、汽轮机等核心设备组成的耦合系统，并以此为理论基础提出了机理模型；利用发电厂实例对模型进行分析验证，引入神经网络解决了多输入多输出模型参数确认的难题，得到最终预测模型，结果表明模型预测误差在1%以内，预测效果良好；并以此预测模型为基础，利用遗传算法寻找最优的循环水泵运行组合方式，为火电机组冷端优化运行提供了参考。
2025年S1期 v.31 285-291页 [查看摘要][在线阅读][下载 903K] [阅读次数：0 ] - 徐漠北;李泷浩;王力;高继录;曾光;
生物质是一种储量丰富、分布广泛、开发利用潜力巨大的新型优质燃料，其合理有效利用对于“碳中和”目标具有重要的现实意义。大量学者开展了生物质在不同类型煤电机组上的掺烧研究，多采用数值模拟方法研究掺烧生物质后对锅炉燃烧性能的影响，或者仅在高负荷时开展单台磨煤机掺烧生物质的试验研究，其推广应用的价值有限，业内鲜见在超临界煤电机组上进行全炉多台磨煤机同时掺烧生物质的关键技术研究。针对我国煤电机组长年处于深度调峰工况下运行的实际现状，为了实现超临界煤电机组规模化掺烧利用生物质，通过工业分析、元素分析、热重分析等对比不同生物质燃料特性，确定掺烧生物质种类为秸秆颗粒。随后，在某600 MW超临界褐煤机组开展工程试验研究，在锅炉处于中低负荷运行工况时首先通过全炉多台磨煤机掺烧生物质颗粒，分析不同掺烧比例下机组燃烧特性、运行安全稳定性及污染物排放特性；然后研究了锅炉低负荷时单台磨煤机掺烧10%生物质颗粒试验过程中的磨煤机出力性能。结果表明：在深度调峰背景下，超临界褐煤机组掺烧秸秆颗粒，全炉掺烧比例小于10%时，锅炉燃烧性能稳定，未产生炉膛结焦、管子氧化皮大量堆积等影响机组安全运行的问题，且污染物排放始终达标。单台磨煤机掺烧10%生物质颗粒试验过程中，磨煤机电流和入出口压差明显增大，发生堵磨现象，确定了锅炉低负荷运行时单台磨煤机的安全掺烧比例为7%。研究成果为深度调峰背景下超临界煤电机组掺烧生物质规模化应用奠定了理论基础和设计准则。
2025年S1期 v.31 292-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K] [阅读次数：0 ] - 毛宇;韦耿;李嘉晔;张敏;谢勇;李杰;李振山;
水泥行业属于传统高耗能、高污染行业，自2022年起，水泥行业节能降耗进程加快。介绍了水泥窑炉富氧燃烧试验装置，并通过试验研究和数值模拟计算，分析了富氧燃烧技术对水泥行业节能降耗的成效。结果表明，水泥窑炉富氧燃烧是可行的，在一次净风和粉风富氧燃烧条件下，飞灰可燃物含量低于空气燃烧工况，适宜的氧气体积分数范围为27%～30%。为了不改变火焰形状及火焰长度，富氧燃烧时，维持一次风各路风量与空气燃烧工况一致，仅调节氧气体积分数。水泥窑炉采用合理的部分富氧燃烧，可降低排烟热损失，有利于水泥行业实现水泥生产过程高效、低碳升级转型。
2025年S1期 v.31 299-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 1530K] [阅读次数：0 ] - 李彬;戴绍钧;吴天宏;李祥;陈万菖;杨凯;姚钦文;潘建新;肖清泰;
大容量超临界和超超临界循环流化床锅炉是当今循环流化床燃烧技术发展的主流，但大容量循环流化床锅炉耐火材料炉墙缺少快速精准的裂纹测量方法与自动化和智能化检测手段。针对这一问题，利用卷积神经网络和支持向量机对有裂纹和无裂纹壁面图像进行分类，实现裂纹智能识别，同时建立裂纹软测量模型，验证数字图像处理技术测量裂纹宽度和长度的精度和可靠性，又通过循环流化床锅炉内炉墙裂纹图像进行实例分析验证。结果表明，在图像数据量较大的条件下，卷积神经网络的分类性能优于支持向量机，准确率达到90%以上；数字图像处理技术对于不同宽度和形状裂纹的测量精度不同，裂纹宽度约2 mm时，数字图像处理技术精度最高，数字图像处理技术能够有效地识别和测量裂纹宽度。实际裂纹宽度和长度偏差较小，数字图像处理技术能够适应实际环境中的使用需求。
2025年S1期 v.31 308-314页 [查看摘要][在线阅读][下载 951K] [阅读次数：0 ] - 尹晓;付康康;李旭辉;邱斌斌;
烟气流经管道时产生的阻力是影响燃煤机组经济性的重要因素之一，为探寻合理的烟风管道阻力优化方式，以广西某电厂660 MW机组引风机前后烟气管道为研究对象，进行管道阻力特性与优化研究。采用标准k-ε模型，对引风机前后烟气管道分别进行流体力学分析，研究阻力特性并提出优化方案。结果表明，所提出的3种优化烟道结构改善了流场，降低了烟道阻力，1种采用导流板进行优化的方案增加了烟道阻力，其中引风机入口烟道的烟气流经阻力最大可降低123 Pa，约占原阻力的75%，引风机出口烟道的烟气流经阻力最大可降低242.4 Pa，约占原阻力的54%。
2025年S1期 v.31 315-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [阅读次数：0 ] - 冷林诺;程星星;杨晓勤;张书培;
煤炭作为我国能源结构中的核心组成部分，长期以来在电力生产、工业供热及居民生活等多个领域发挥着不可替代的作用，其中燃煤锅炉作为煤炭利用的关键设备，其性能与效率直接影响着能源的有效利用与环境保护的成效。随着全球对“碳达峰、碳中和”目标的推进，锅炉技术不断创新与发展，系统结构日趋复杂，使其在运行过程中更易受到燃料质量、空气供给、炉膛设计、运行工况调整等多种因素的影响，进而引发燃烧不稳定问题。燃烧不稳定不仅会导致锅炉热效率下降、能耗增加，还可能引发安全事故，对人身安全及环境造成威胁。因此，需要对锅炉燃烧不稳定情况及时判别并采取针对性的解决措施。为全面了解燃烧稳定性判别方法的研究现状和发展趋势，促进锅炉系统安全高效运行，深入分析了燃烧不稳定的基本原理，包括燃烧稳定性的定义，影响燃烧稳定性的因素，燃烧稳定性判别指标，对燃烧稳定性判别方法的研究进展进行了分类汇总，讨论燃烧不稳定性研究的发展方向。以指标识别为基础的燃烧稳定性判别方法通过对特定的物理信号进行特征分析，能够直观地反映燃烧稳定性状况。结合人工智能技术判定燃烧稳定性的方法具有精准度高、实时性强、适应性强等优势，通过训练神经网络等模型，从大量数据中自动学习燃烧过程中的复杂规律，实现智能化的燃烧稳定性判别和预测。数值模拟判定燃烧稳定性的方法具有成本低、效率高、可重复性好等优点，通过构建燃烧过程的数学模型和仿真平台，模拟不同工况下的燃烧过程，分析燃烧稳定性的影响因素和变化规律。
2025年S1期 v.31 323-330页 [查看摘要][在线阅读][下载 740K] [阅读次数：0 ] - 杜常宗;张镓铄;张亚宁;马钊;白云波;夏支文;匡建平;
干煤粉气流床下行激冷流程气化技术应用较广泛，该流程气化炉在激冷室内易出现液位测量不准的现象，造成洗涤效果差、合成气带灰、下游设备和管线磨损等问题。前人对激冷室下降管-上升管结构的研究多集中于现场堵塞后的工艺参数调整等，而对其流场模拟及气泡生成、聚合与破碎等特性的研究相对较少，故针对某工业装置气化炉激冷室改造前液位波动大、液位不易控制等问题，拟对激冷室结构进行改造并进行三维CFD模拟，基于欧拉+多流体VOF模型和PBM群平衡等模型，探讨在100%负荷下3种不同直径下降管与上升筒组合结构下粗合成气通过下降管在激冷室底部水浴的洗涤情况，对比3种结构下的速度分布、气含率、湍动能、气泡直径等分布情况，以确认最佳破泡洗涤效果。结果表明：3种结构下气液两相流动形态都属于较理想的环隙流，气液在下降管和上升管环隙中稳定并流。下降管扩大100 mm的结构，其射流深度最大，环隙中湍动能也更大，气液两相接触更充分。并且该结构在流场各关键路径上测得气泡平均直径较小，直径分布沿路径更均匀，也因此表明其结构液面扰动程度小，气体夹带水量少，洗涤效果更好。该研究可为今后类似结构的改造提供理论参考。
2025年S1期 v.31 331-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 950K] [阅读次数：0 ] - 罗勇;马道洋;程烈海;侯振;胡中发;王学斌;
某1 000 MW超超临界直流锅炉燃用高钠低熔点印尼煤，导致在低温过热器和低温再热器区域结焦积灰严重。为探究燃用高钠低熔点煤在锅炉内结焦积灰机理，沿程对炉膛内、屏式过热器区域、高温再热器区域、低温再热器和低温过热器区域的结焦和积灰样品进行了详细的物理和化学特性分析。结果表明：燃用低灰熔点的高钠印尼煤导致严重的结焦腐蚀原因之一为印尼煤灰熔点较低，炉膛温度较高时，煤灰呈熔融状凝结在管屏上，形成少量坚硬的结焦层。此部分主要体现在炉膛内和屏式过热器上，尽管结焦不严重但会导致传热恶化。而另一个原因为煤灰中的碱金属大部分是以低熔点的硫酸盐形式存在，在炉膛高温环境下极易气化，而后冷凝到受热面上形成黏性极强的沾污层，吸附烟气中灰颗粒形成结渣。此部分主要体现在低温再热器和低温过热器区域。通过对不同受热面区域结焦积灰机理分析，为后续高钠煤应用在超超临界压力直流锅炉提供了指导和建议。
2025年S1期 v.31 337-342页 [查看摘要][在线阅读][下载 1109K] [阅读次数：0 ] - 马楠;杨华磊;刘云飞;田乐;郭恒明;左宗良;
针对双馈感应发电机（DFIG）风力发电系统在频率波动条件下的动态功率调节问题，提出了一种基于双PWM变换器的动态功率追踪和矢量控制策略。采用经典的双PWM变换器拓扑结构，结合矢量控制方法，在MATLAB/Simulink环境下构建仿真模型，通过最大功率点追踪（MPPT）算法和虚拟惯性响应策略，实现了系统频率波动的快速响应。仿真结果表明，DFIG系统在负荷突变和风速变化条件下，能够有效地调节转子电流和电磁转矩，从而实现对系统频率的支撑。在MPPT+df/dt控制模式下，负荷突增时系统频率下跌幅度减少了32.7%，而负荷突减时频率上升峰值降低了30.3%。研究结果表明，通过该控制策略，DFIG系统的频率响应能力和并网稳定性得到了显著提升，验证了虚拟惯性控制在频率支撑中的有效性。
2025年S1期 v.31 343-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K] [阅读次数：0 ] - 严弢;袁卫忠;周东阳;郑小刚;
为了研究超临界火电机组在不同调峰工况下切除高加时机组的动态特性，基于Dymola平台建立了600 MW超临界再热机组的动态模型，并与现场实测数据进行对比，验证系统的准确性。在不同调峰工况下切除高压加热器，分析高加切除后锅炉侧及汽轮机侧各个部件的动态特征。结果表明：切除高加后，正常运行时负荷增量最大为34.18 MW，随着运行负荷降低，负荷增量也逐渐降低，分别为23.66、17.78和13.98 MW；负荷增加持续时间随着运行负荷降低而逐渐增长，分别为450、600、800和1 100 s。给水流量先降后升，主蒸汽流量递减且响应滞后，不同负荷下最大减少幅度依次为15.28、9.24、5.82及4.15 kg/s；再热蒸汽流量先升后降再回升。温度方面，主蒸汽温度先升后降，再热蒸汽和给水温度下降，且汽水流量和温度的响应时间随负荷降低而增加。随着负荷不断降低，水冷壁壁温呈现逐渐降低的趋势，壁温最高点位于螺旋水冷壁顶部；但在高加切除初期，水冷壁壁温会经历短暂上升，壁温最大增幅出现在50%THA时，为6.25℃，且壁温升温持续时间最长，达500 s。
2025年S1期 v.31 351-359页 [查看摘要][在线阅读][下载 1044K] [阅读次数：0 ] - 潘同洋;
低压缸零出力耦合旁路消纳弃风方案的弃风消纳能力获得进一步提高。运用商业化软件构建机组变工况计算模型，针对2种技术方案耦合后的弃风消纳能力展开了分析。结果显示：高、低旁容量的增加促使机组最低发电负荷降低，弃风能力、供热能力以及调峰容量比有所增加。机组热效率伴随锅炉过热蒸汽流量的增加而逐步提升，但提升趋势逐渐变缓；发电煤耗率则逐步降低，且降低趋势也逐渐变缓。此外，随着调峰深度的加大，机组煤耗显著增加，其增加量与抽凝工况大致相当。
2025年S1期 v.31 360-365页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K] [阅读次数：0 ] - 郭琳琳;刘刚;付振春;刘磊;潘同洋;
汽轮机本体与回热系统之间存在较强的耦合性，在线计算汽轮机经济运行指标应达值存在较大的困难。为进一步分析现有的利用推广线性回归方法建立汽轮机经济运行指标应达值数学模型存在的问题并得到更精确的计算方法。探讨采用RBF网络建立汽轮机运行经济指标应达值模型的方法，并与常规的线性回归和非线性回归线性模型进行比较。结果表明，RBF网络模型收敛速度快，误差小，比常规的线性回归和非线性回归线性模型计算精度高，为汽轮机运行经济性能评价提出了一种准确、简单的方法。
2025年S1期 v.31 366-370页 [查看摘要][在线阅读][下载 692K] [阅读次数：0 ] - 王长安;刘嘉淼;赵鹏勃;常刘军;刘施恩;马国伟;车得福;
在“碳达峰、碳中和”的背景下，燃煤锅炉耦合生物质燃烧发电成为推进煤电低碳转型发展的重要途径，受到广泛关注。介绍了燃煤流化床锅炉耦合生物质燃烧发电技术的现状及研究进展，总结了流化床耦合生物质燃烧时的生物质预处理、精准计量、积灰结渣腐蚀以及污染物排放问题，并提出相应对策；重点关注了燃煤流化床锅炉耦合生物质燃烧的数值模拟研究进展，对数学模型和数值模拟研究方法的应用情况进行了系统总结。在燃煤流化床耦合生物质燃烧的数值模拟研究中，对气固两相流的分析计算至关重要。欧拉-欧拉模型和欧拉-拉格朗日模型是气固两相流研究中主要的2种模型，计算流体动力学及其延伸的计算流体动力学离散元法、多相质点网格法和计算颗粒流体动力学等模拟研究方法都是基于这2种模型展开，系统模拟则基于通用流程模拟软件关注系统整体研究。当前燃煤流化床锅炉耦合生物质燃烧的数值模拟研究尚不成熟，需在合理简化几何模型、选择合适的数学模型和数值模拟研究方法、优化改进模拟方法等方面进一步深入探索，以实现准确、高效的数值模拟研究。
2025年S1期 v.31 371-382页 [查看摘要][在线阅读][下载 666K] [阅读次数：0 ] - 张勇;崔立明;赵秀良;郝晋阳;牛涛;刘鹏飞;王西伦;张文振;洪迪昆;
为实现碳减排，减少煤炭资源的使用，煤和氨气混合燃烧受到了广泛关注。通过反应分子动力学（ReaxFF MD）方法研究了不同温度、氧气当量比和掺氨比条件下煤氨混燃动力学竞争特性。结果表明，煤氨混燃过程中氨燃烧与煤燃烧之间会竞争氧气，且氨燃烧在竞争中占据优势，使得反应4NH_3+3O_2→2N_2+6H_2O向4NH_3+5O_2→4NO+6H_2O转化，导致NO生成增多。升高温度可以减少煤氨混燃未燃尽碳生成，并促进NO的均相还原反应，减少NO生成。降低氧气当量比可减少NO的生成，但会导致未燃尽碳生成增多，空气分级是煤氨混燃技术的关键。当掺氨比低于40%时，NO生成随掺氨比的增加而增多；当掺氨比高于40%时，由于NO均相还原反应增强，NO生成随着掺氨比的增加而减少。煤氨混燃动力学竞争效应对煤燃烧活化能的影响不大，但煤氨混燃存在协同效应，显著降低了氨燃烧活化能。
2025年S1期 v.31 383-389页 [查看摘要][在线阅读][下载 786K] [阅读次数：0 ] - 周福;肖意;彭志福;张宇飞;汪靖良;张科;潘存华;马仑;马启磊;方庆艳;
燃煤锅炉掺烧生物质是减少碳排放的有效途径之一。生物质颗粒大，且为不规则非球形，呈现出明显不同于球形颗粒的气固两相动力学特性，进而会影响其燃烧过程。现有的燃煤锅炉掺烧生物质数值模拟研究大多缺乏对这方面的讨论。因此，采用非球形模型，通过球形度考虑生物质大颗粒不规则非球形特性的影响，对某660 MW对冲锅炉掺烧秸秆生物质开展了数值模拟研究，并与球形模型进行了对比。研究表明：(1)非球形模型对比球形模型在计算飞灰含碳量、生物质颗粒运动轨迹和燃烧过程等方面均更加准确合理，飞灰含碳量的相对误差最小仅为4.24%，且不同负荷下非球形模型计算结果均较为符合实验值；(2)非球形模型相较于球形模型增大了生物质颗粒的阻力系数，颗粒在加热阶段的速度减小，相同位移下与空气混合更充分且温度更高，着火区域有所提前，生物质焦燃烧更充分迅速，提高了生物质燃尽率和飞灰含碳量的模拟准确性；(3)生物质颗粒的燃尽时间随着粒径增大而增大，在颗粒等效粒径大于3 mm时，即使通过球形度进行修正，准确性也会显著降低，无法准确模拟真实掺烧生物质的实际情况。
2025年S1期 v.31 390-399页 [查看摘要][在线阅读][下载 1899K] [阅读次数：0 ] - 任子明;李文焘;张兴岳;
在灵活性发电环境下，煤电厂锅炉常处于低负荷运行状态，加剧了空预器堵塞状况。空预器烟气侧进出口压差是空预器堵塞评价的重要指标。通过分析某660 MW燃煤机组的DCS历史运行数据，采用层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS）对空预器堵塞程度进行综合评价。研究表明，空预器堵塞程度与机组负荷密切相关，高负荷下硫酸氢铵生成概率增加，代表硫酸氢铵沉积的Radian数分布在10 000以上时，空预器积灰趋势尤为严重，占比约为30.3%。机组进行停机维护操作后，在中低负荷工况下，基本不会出现Radian数超过5 000的现象。维护后的堵塞程度明显改善。综合评价表明，维护后的空预器堵塞情况有所改善，但堵塞程度仍随时间推移呈现缓慢上升趋势，需采取定期清灰和调整运行参数等措施来控制硫酸氢铵的生成。对此，提出一种能够有效评价空预器堵塞状态的模型。
2025年S1期 v.31 400-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 602K] [阅读次数：0 ] - 贺文昊;韩志刚;蔡晋;李云妹;杨星宇;吴晓阳;陈林;
准东煤储量丰富、品质优良，是我国具有重要战略价值的动力用煤。准东煤碱金属含量高的特性使得其在燃烧过程中容易出现受热面积灰、沾污和结渣，并对锅炉的安全和经济运行带来一系列影响。循环流化床锅炉燃烧温度低、煤种适应性好的特点使其在燃用准东煤时具有天然优势，已成为准东煤清洁高效利用的重要技术方式。结合文献及实际工程应用调研，对典型准东煤的基础特性及其在循环流化床锅炉上的沾污结渣特性、掺烧物应用、全烧应用进行了分析与总结。总体而言，循环流化床锅炉能够较好的适应准东煤低灰分、中高水分/高水分、中高挥发分、中高热值的煤质特性，以及高碱金属、高碱土金属含量的煤灰特性。在役循环流化床锅炉准东煤掺烧比例可达85%，煤粉锅炉无法利用的煤矸石、气化渣、炉底渣等废弃物可以作为循环流化床锅炉的廉价掺烧物，通过优化设计等措施还可以使循环流化床锅炉实现90%以上的大比例掺烧甚至是纯燃准东煤的能力。
2025年S1期 v.31 405-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 798K] [阅读次数：0 ] - 丁雨晨;王俊杰;蔡军;朱治平;
预热燃烧技术是将燃料改性后再燃烧的一种高效清洁燃烧技术。将该技术应用于回转窑燃烧有助于降低单位产品燃料消耗，且该技术具有燃料适应性广和NO_x排放低等优点。与煤粉相比，预热燃料的燃烧特性具有显著差异，导致传统煤粉燃烧器的设计参数并不适用于高温预热燃料。因此，需要针对高温预热燃料用回转窑燃烧器开展系统研究，其中旋流数作为燃烧器设计中的关键参数，对火焰特性具有显著影响。利用Fluent软件，比较预热燃料燃烧与常规煤粉燃烧的具体差异，并模拟不同旋流数下预热燃料在回转窑内的燃烧过程，探究旋流数对流动特性、温度分布、组分分布和NO_x分布的影响规律。结果表明：相比于传统煤粉燃烧，高温预热燃料燃烧速率快、火焰紧凑、高温区域集中，且排放烟气中NO_x含量显著降低。旋流数增大对改善预热燃料的燃烧性能具有显著效果。随着旋流数的增大，燃烧器出口区域出现中心回流区，且回流效果逐渐增强；火焰形状逐渐变粗和变短，当超过一定限值时，火焰开始发散；当旋流数在一定范围内，窑尾出口烟气中的CO浓度和NO_x浓度随着旋流数的增大而逐渐降低。在综合考虑火焰长宽度、污染物排放等特性的基础上，对于所研究的结构，在轴向动量一定的情况下，旋流数在0.2～0.8以内燃烧性能最佳。
2025年S1期 v.31 416-425页 [查看摘要][在线阅读][下载 1699K] [阅读次数：0 ] - 阎洪勇;闫靖文;杨志强;刘欣;张文振;金东昊;王赫阳;
准确预测金属管屏的温度分布对防止管壁超温和保障燃煤锅炉安全运行具有重要意义。由于测量手段受限且数值模拟方法耗时较长，为此常采用人工神经网络方法实现管屏壁温分布的快速预测。然而人工神经网络方法可解释性差，且对样本数据依赖性过高，泛化能力差。为此，将数据挖掘算法与物理信息神经网络算法相结合，提出一种预测燃煤锅炉屏过壁温分布的KEE–PINN(Knowledge Extraction and Embedding–Physical Informed Neural Network)算法。模型首先通过FP–Growth算法分析锅炉历史运行数据，得到各运行参数与管屏温度的关联规则及其置信度，并以此为影响因素建立CFD典型工况数据库。随后，构建转置卷积神经网络模型，以锅炉各项运行参数及管屏编号为输入，以管屏温度分布为输出，并将数据挖掘得到的关联规则及其对应置信度嵌入到神经网络结构中，促使模型服从先验物理规律约束。以某600 MW超临界墙式对冲燃烧锅炉屏式过热器为研究对象，预测结果与实测值及计算值吻合良好。结果表明KEE–PINN模型在未知工况下依靠模型内置的先验物理规律，仍可实现锅炉管屏温度分布的准确预测，MSE仅为0.023，满足电厂的实际需求。此外，模型以关联规则的置信度作为各物理损失项的权重，不再因缺乏依据而采用自适应算法获取损失权重，使其具有较强的可解释性和统计数据依靠，解决了传统PINN模型中无法平衡各物理损失项的缺点。
2025年S1期 v.31 426-435页 [查看摘要][在线阅读][下载 1024K] [阅读次数：0 ] - 张宁;孙建璟;宗金野;刘角星;杨敏;黄建林;刘晓永;
某锅炉厂生产的1 000 MW超超临界反向双切圆燃烧锅炉，由于一次风粉偏差大，导致机组在升降负荷过程中炉前313号水冷壁管严重超温。通过反复调整送粉管道可调缩孔加在线测量的方式，对一次风粉进行调平，调整前一次风粉平均速度超过设计值3%，最大一次风速偏差达19.1%，各个角煤粉浓度偏差达46.3%，调整后一次风速和粉量偏差分别降至6.9%和25.1%，风速平均降低3%。风粉调平和风粉速度降低后锅炉负荷率和运行方式基本相同情况下，炉前313号水冷壁管超温统计时长降低了近78%，超温统计次数降低了近74%；超限最高幅值从571.7℃降至486.3℃，降低了85.4℃，水冷壁超温现象锐减，有效提升了机组安全性和灵活性,能为同类型锅炉运行调整提供指导意义。
2025年S1期 v.31 436-440页 [查看摘要][在线阅读][下载 565K] [阅读次数：0 ] - 崔明硕;陈鑫科;郭若瑾;谭鹏;张成;方庆艳;陈刚;
在准东煤燃用过程中添加高岭土，通过其与烟气中的碱金属蒸气反应降低其浓度是减弱积灰结渣问题的有效方法。以一台600 MW对冲燃烧锅炉为研究对象，建立准东煤燃烧过程中碱金属钠的析出、气相反应、与高岭土反应以及在炉内受热面凝结的数学模型，对高岭土不同添加比例和不同添加方式下准东煤的燃烧进行数值模拟。结果表明：高岭土添加比例在0～3%范围内时烟气中NaCl蒸气浓度及受热面上NaCl蒸气凝结速率随高岭土添加比例的增加而显著降低，高岭土添加比例超过3%后继续增加添加比例烟气中NaCl浓度及受热面上NaCl凝结速率降低趋势减缓，趋于稳定。将高岭土添加方式由下层燃烧器送入炉膛改为由全部燃烧器送入时，烟气中NaCl浓度和受热面上NaCl蒸气凝结速率进一步降低。
2025年S1期 v.31 441-451页 [查看摘要][在线阅读][下载 3375K] [阅读次数：0 ] - 李珺;郑伟;孙道华;杨建;
利用风电、光伏发电等可再生能源富余电力来大规模电解水制取绿氢，再利用绿氢进一步合成绿氨，并以绿氨作为零碳燃料用于燃煤锅炉掺烧发电，该技术路线非常具有可行性，既可有效解决可再生能源电力消纳困境，又可助力煤电行业清洁低碳化转型升级。详细介绍了绿氨合成及燃煤锅炉掺氨燃烧发电技术路线，目前我国各大发电集团正在如火如荼地开展绿氨掺烧示范项目立项和建设工作。对可再生能源制绿氢及绿氢合成绿氨技术发展现状进行了概括性总结，PEM电解水制氢技术和哈伯–博世合成氨技术是当前可商业化应用的主流技术。探讨了国内外燃煤锅炉掺氨燃烧技术研究及工业应用实验的进展情况，并重点对NO_x生成机理以及煤种类、掺氨比例、燃尽风率、注氨位置、温度、空气分级等因素对NO_x排放影响进行了文献综述。结合工程案例对锅炉掺氨燃烧的烟气量、烟气成分、出口烟气SO_2和SO_3排放浓度以及酸露点的影响进行了分析，研究结果表明，燃煤锅炉掺氨燃烧会大幅改变烟气量和烟气成分，随着绿氨掺烧比例从0逐渐增加到50%，湿烟气量和排烟湿度逐渐增大，干烟气量及出口烟气SO_2和SO_3排放浓度逐渐降低，采用常用的3种酸露点计算公式计算得到的酸露点温度都是先略有增大后又缓慢减小，酸露点温度整体变化不大，这表明燃煤锅炉掺氨燃烧对烟气酸露点基本没有影响。
2025年S1期 v.31 452-459页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K] [阅读次数：0 ] - 朱建国;田继林;孙运凯;刘敬樟;吕清刚;
基于预热燃烧原理,设计开发了90 t/h煤粉预热燃烧锅炉,完成了90t/h煤粉预热燃烧锅炉宽负荷下稳定高效燃烧和低NO_x排放试验及性能测试。结果表明,锅炉负荷调节范围为30%～100%时,锅炉热效率均高于92%,NO_x原始排放均低于200 mg/m~3,实现了煤粉锅炉的宽负荷高效清洁燃烧;锅炉负荷降低,NO_x原始排放线性减少,建立了NO_x排放与负荷变化的关系式,锅炉负荷30%时,NO_x排放仅为78 mg/m~3,燃烧效率为97.91%,突破了常规锅炉低负荷稳燃差、能耗高和NO_x排放高的技术难题;锅炉负荷50%时,锅炉热效率最高,达到93.9%,这与燃料预热、预热燃料燃烧温度和燃尽时间有关;预热燃烧器运行温度为800～950℃,预热燃烧器内温度不随锅炉负荷变化,这为锅炉宽负荷稳定燃烧提供了保障;调整锅炉配风方式,实现了预热燃料空间柔和燃烧并达到了超低NO_x原始排放,锅炉负荷70%时,炉内零喷氨下NO_x排放为47.89 mg/m~3。90 t/h煤粉预热燃烧锅炉的成功运行,为煤粉预热燃烧技术的发展和放大应用提供重要支撑。
2025年S1期 v.31 460-466页 [查看摘要][在线阅读][下载 939K] [阅读次数：0 ] - 张小桃;李可欣;李书豪;王爱军;
为了提高生物质的能源利用效率，搭建了生物质气化耦合固体氧化物燃料电池及微型燃气轮机的联合发电系统模型，并验证了模型的合理性。选取松木作为燃料，随着生物质气化空燃比和含水率的改变，研究系统输出功率和系统发电效率的变化规律，并分析固体氧化物燃料电池的工作温度对系统的影响。结果表明：随着生物质气化空燃比的增大，气化效率和耦合发电系统的输出功率和系统效率都有一最佳值，松木含水率为6.25%时，系统输出功率最高可达97.74 kW，系统发电效率为34.3%，在此工况下改变燃料电池运行温度，系统发电效率随温度先升高后缓慢下降，在温度升高至1 200℃时系统达到最大发电效率37.8%；在相同的气化炉输入生物质质量流量的条件下，不同的生物质含水率对应一最大的系统输出功率和系统发电效率；并且随着含水率的提高，系统输出功率减少但发电效率升高；在含水率为20%时，最大输出功率和系统发电效率分别为96.57 kW和40.71%。
2025年S1期 v.31 467-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K] [阅读次数：0 ] - 黄治军;王煜兴;王卫群;朱洁雯;段元强;段伦博;
NO_x质量浓度预测和喷氨优化对于SCR脱硝系统和机组运行具有重要意义，为了克服SCR系统各运行变量间存在的不同时间延迟以及相互耦合问题，提出了一种考虑了时间延迟的NO_x质量浓度预测及喷氨量优化模型。首先根据变量间最大互信息系数确定了变量间的时间延迟，并重构了数据集。然后基于平均影响值法确定了最优输入变量集，并建立了SCR系统出口NO_x质量浓度的神经网络预测模型。最后采用了粒子群算法对出口SCR系统进行喷氨量优化，在满足NO_x排放限额的前提下减少出口氨逃逸量。基于电厂实际运行数据测试结果表明：所提出的模型能够较好的预测出口NO_x质量浓度，考虑各变量时间延迟能够提高SCR脱硝系统预测准确度。利用平均影响值法进行特征处理能够大大减小训练的耗时，同时对模型的精度影响不大。而利用粒子群算法能够指导喷氨量的调节，避免出口NO_x质量浓度超标。
2025年S1期 v.31 474-482页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K] [阅读次数：0 ] - 刘鹏宇;李德波;刘彦丰;陈智豪;周杰联;成明涛;廖宏楷;冯永新;
为解决OPCC型旋流燃烧器在工程实际中出现大面积烧毁的现象，基于商用计算流体力学软件FLUENT对OPCC旋流燃烧器开展两相流燃烧特性数值模拟研究，采用控制变量法对变中心风、一次风、内、外二次风风速下的热态燃烧特性进行了研究，结果表明：中心风风速与煤粉的着火点呈负相关，较低的中心风风速易导致燃烧器喷口发生烧损事故，较高的中心风将使高温燃烧区轴向长度缩短，不利于煤粉的充分燃烧；较低的一次风风速同样容易造成燃烧器喷口烧损，而一次风风速过高将导致炉内燃烧推迟并提升诱发高温腐蚀的概率；采用低于一次风或过高的内二次风风速均会提高诱发高温腐蚀的概率，低于一次风风速的内二次风风速无法将高温燃烧区聚集在一起，不利于煤粉的充分燃烧，而较高的内二次风风速导致高温燃烧区湍动度下降而同样不利于煤粉的充分燃烧；采用低于一次风的外二次风风速将引起燃烧器喷口烧损、受热面积灰结渣及高温腐蚀等严重危害锅炉机组安全运行的现象，而过高的外二次风不利于中心大回流区的良好形成且容易诱发炉内偏烧，影响锅炉水动力安全。
2025年S1期 v.31 483-494页 [查看摘要][在线阅读][下载 1721K] [阅读次数：0 ] - 闫亚龙;张进华;黄艳;王伟杰;王楠;刘冰;赵明远;王凯民;
随着全球能源结构转型和新型电力系统的快速发展，光伏、风电等新能源装机规模占比逐渐增大，冲击着传统以火电为主体的能源结构，然而新能源的随机性、波动性、缺乏惯性支撑等特点也严重影响着电网的安全稳定运行；火电机组作为稳定器在电网中发挥深度调峰的作用日益凸显。我国火电机组深度调峰能力不足，且直接深度调峰面临低负荷燃烧、受热面超温、热电解耦及经济性降低等问题，储热技术是火电机组灵活性改造实现深度调峰的重要手段。首先梳理总结基于热形式不同的显热、潜热及热化学储热技术现状，然后针对火电机组深度调峰分析了具体的储热技术路线特点、工艺原理和发展应用现状，主流技术包括热水罐、电极锅炉、熔盐储热、固体储热技术、相变电储热等，研究发现：显热储热成本低廉、技术成熟度最高；潜热储热储能密度高、储热/放热过程温度近乎恒定，已开始规模化示范，是当下研究热点；热化学储热储能密度最高，但处于实验室研究阶段。热水罐和电极锅炉是最早应用于火电深度调峰的技术，工艺简单，对火电系统改动较少，但也存在占地较大、释放热能品质较低的问题。相变储热技术潜热巨大，可恒温放热，热稳定性好，但技术尚未成熟；熔盐储热技术和高温固体电储热技术储热温度高，在大规模火电厂具有巨大工程应用潜力。
2025年S1期 v.31 495-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 946K] [阅读次数：0 ] - 鲁丛明;张攀;吕博;罗杨;徐挺;
提出了一种适应调峰运行的中高压复合供汽系统。主体采用压力匹配器，利用主蒸汽抽再热蒸汽实现对外供热，当负荷降低时，采用中调门参调的方式，结合蒸汽压缩机压缩提压，以维持进入匹配器的再热蒸汽压力在设计点压力，让压力匹配器在低负荷下始终处于设计点运行，满足对外供汽的流量要求，并对系统的运行性能进行分析预测。以某300 MW机组为例，进行调峰模式下经济性分析，中高压复合供汽系统相比常规的压力匹配方式，维持额定供汽流量机组调峰运行时，最低上网负荷可由80%降到40%，锅炉的输出热量减少280 MW，相当于减少标煤消耗量38 t/h。通过中高压复合供汽系统的应用，让热电联产机组参与深度调峰，有显著的减煤降碳作用。
2025年S1期 v.31 507-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K] [阅读次数：0 ] - 刘国斌;陆启均;桂国阳;朱克;焦发存;李寒旭;武成利;
我国西部煤炭资源丰富，但受成煤环境影响，煤灰熔融温度较低，直接在燃煤锅炉中使用易导致结渣，影响锅炉安全稳定运行。为了改善西部煤煤灰熔融温度，利用高灰熔点淮南朱集矿煤（A煤）分别与内蒙古泊江海子矿和色连二矿煤（B煤和C煤）掺配，研究配煤对煤灰熔融温度和燃烧特性的影响。结果表明：西部内蒙煤灰中钙长石含量高是其灰熔融温度低的主要原因。在B煤和C煤中配入30%的A煤可以将其煤灰软化温度提高至1 350℃以上，减少燃煤锅炉结渣的风险。与单煤燃烧特性相比，2种配煤AB3(A∶B=3∶7)和AC3(A∶C=3∶7)的燃烧特性变化趋势不同，受配煤挥发分和灰分含量影响，AB3改善了配煤燃烧特性，而AC3抑制了配煤的燃烧特性。
2025年S1期 v.31 513-518页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K] [阅读次数：0 ] - 杜祥;王立鹏;徐少川;陈雪波;
脱硫塔的不同喷淋层组合方式以及气液两相参数对脱硫效率影响较大。通过数值模拟的分析和研究可为湿法脱硫塔的智能控制系统的设计提供理论依据。首先，根据描述湍流的标准k-ε方程、组分运输和欧拉-密集离散相多相流模型，构建湿法脱硫塔的物理模型。然后，采用ICEM软件简化物理模型并进行结构化网格划分。最后，在设定的边界条件下，利用Fluent软件和SIMPLE算法数值模拟湿法脱硫塔的脱硫过程。其中，主要模拟了不同喷淋层高度下喷淋浆液颗粒的停留时间、塔内SO_2的含量分布以及浆液喷淋量、浆液喷淋初速度、入口烟气速度和入口烟气SO_2浓度等参数对脱硫效率的影响。模拟结果表明：喷淋层高度与喷淋浆液颗粒和烟气接触时间成正比；浆液的喷淋初速度对脱硫效率影响较小；通过优化喷淋层组合方式、合理调节浆液喷淋量、控制入口烟气速度和SO_2浓度等参数，可以显著提高脱硫效率。
2025年S1期 v.31 519-526页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K] [阅读次数：0 ] - 郑小华;李雄;雷雨;张江鹏;翟本康;李世伟;
冶炼和火电企业生产过程中，主要的热能是由煤炭供应，但是煤炭的燃烧会产生大量含硫烟气，而含硫烟气的存在会严重影响身体健康，污染生态环境。因此，受环保要求以及绿色发展理念驱使，必须对烟气进行脱硫处理。烟气脱硫已经成为冶炼和火电企业维持清洁生产的必要途径。目前，根据脱硫剂种类和脱硫产物状态可将烟气脱硫技术分为湿法、干法、半干法3大类。3种烟气脱硫方法各有优缺点。分别选取了3种工艺中的典型，对其脱硫过程和原理做了介绍，旨在让读者对烟气脱硫技术有一个更全面的认识，为解决烟气脱硫问题提供技术参考。
2025年S1期 v.31 527-531页 [查看摘要][在线阅读][下载 730K] [阅读次数：0 ] - 吴家标;刘兴高;
为了更好地控制循环流化床锅炉的环保排放，针对其氮氧化物排放浓度变化规律复杂的特点，采用随机森林（RF）、梯度提升树（GBDT）、极致梯度提升树（XGBoost）等集成学习回归算法分别建立氮氧化物排放浓度离线预测模型，并对预测效果进行对比择优。测试结果表明集成学习回归模型比传统的线性回归具有明显的优势，其中以GBDT回归器为最优。为了进一步改进模型的预测效果，提出将XGBoost分类器与GBDT、XGBoost 2种回归器进行组合，构成集成学习分类综合模型。测试结果表明该综合模型比单独集成学习回归模型具有更好的预测性能，其预测值的均方差（MSE）比单独GBDT回归器模型降低了1.9%。将该综合模型中采用的组合方法与参考文献采用的堆叠泛化组合方法进行比较，测试结果表明该综合模型预测值的MSE比堆叠泛化模型低2.6%。进一步应用所建模型，对氮氧化物排放浓度的影响因素进行了详细分析，并给出了最优量化操作区间，提升了操作人员以往的模糊定性认识。
2025年S1期 v.31 532-537页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K] [阅读次数：0 ] - 杭文林;孙佳兴;焦国峰;赵荣杭;龚宏强;王毅;吴昊;
燃煤电厂选择性催化还原脱硝装置（SCR）运行期间，会将部分SO_2氧化为SO_3，这将会导致因硫酸氢铵沉积造成的空预器堵塞问题。为解决某电厂空预器硫酸氢氨堵塞问题，提出使用在SCR进出口烟道采用碱性吸附剂喷射用于脱除烟气中的SO_3。基于计算流体力学（CFD），对该电厂SCR以及反应器进出口烟道区域进行了建模和数值模拟，提出了SCR进口和出口设置喷枪多种布置方案，并分析了这些方案的气固两相混合均匀程度，同时考察了碱性吸附剂粒径对气固混合均匀性的影响。结果表明：在进口和出口处布置喷枪，吸附剂颗粒在烟道内平均停留时间分别为9.53 s和3.41 s，进口方案最高覆盖率可达50.1%，浓度标准偏差小于1.4；增加喷枪总数量以及喷枪间距有利于提升气固混合均匀程度，方案F和方案K分别为最优方案；当吸附剂粒径大于50μm，出口颗粒的截面覆盖率低于25%，存在气固混合不均匀和冲蚀烟道壁面的风险，粒径减小至25μm以下后，吸附剂浓度分布特性变化不明显。
2025年S1期 v.31 538-546页 [查看摘要][在线阅读][下载 1933K] [阅读次数：0 ] - 宋雨佳;周长松;宋夏;吴昊;张振;杨宏旻;
氮氧化物与二氯甲烷会引发O_3和PM_(2.5)等一系列大气污染物的生成，引起全世界的广泛关注。通过多步浸渍法制备了一系列Cu和Ce改性V-W/Ti型催化剂，并将其应用于125～325℃的温度区间内协同脱除NO和二氯甲烷。测定了这一系列催化剂在不同工况下协同脱除NO和二氯甲烷的性能，通过扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射（XRD）,X射线光电子能谱技术（XPS）和氨气程序升温脱附（NH_3-TPD）等表征技术对催化剂的理化特性进行了分析，并使用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对尾气中的有机气体成分进行分析。结果表明，Cu和Ce的负载显著提高了催化剂的性能，拓宽了催化剂的活性温度范围。Cu的最佳负载比例为5%，当反应温度为225℃时，催化剂的NO脱除率最高可达90.4%。250℃时，二氯甲烷脱除率最高达到96.0%。改性V-W/Ti型催化剂具有更多的孔结构、更大的比表面积和更好的氧化还原能力，且抗硫、氯能力得到了极大的改善。在HCl氛围下，NO和二氯甲烷脱除效率仅分别降低了7.8%和6.4%。当SO_2存在的情况下，改性催化剂对二氯甲烷的脱除效率仍能达到80.0%以上。NO初始浓度的提高对二氯甲烷的脱除性能也具有显著的促进作用，当NO初始浓度为600×10~(–6)时，二氯甲烷脱除率最高可达97.5%，体现了V-W/Ti型催化剂在脱除这2种污染物时的协同效应。
2025年S1期 v.31 547-560页 [查看摘要][在线阅读][下载 2067K] [阅读次数：0 ] - 秦宁;孙雨歌;
燃煤电厂的干式电除尘设备用于处理锅炉排放烟气以减少环境污染。为了取得更好的节能减排效果，针对干式静电除尘器提出一种鲁棒二阶加时延自抗扰控制方法。该方法避免了耗时的参数整定，控制器和观测器的带宽参数分别根据二阶加时延模型的参数进行缩放，由此产生的正则化参数能够对系统鲁棒性进行详尽的评估。与传统指标对比，发现了相对延迟裕度是控制器整定的重要鲁棒性指标。通过对系统的全面鲁棒性分析，针对干式静电除尘器出口烟尘浓度控制推荐了一种鲁棒参数整定规则。最后，通过该方法对燃煤发电厂的实际干式静电除尘器进行了控制仿真和实验，验证了所提出的控制整定方法的有效性。
2025年S1期 v.31 561-567页 [查看摘要][在线阅读][下载 1102K] [阅读次数：0 ] - 朱江涛;丁艳军;张军峰;王天堃;韩涛;顾永正;魏书洲;王东旭;
环境压力的变化会造成紫外荧光法二氧化硫分析仪对气体浓度的测量误差。为了提高分析仪SO_2气体浓度检测的精度及稳定性，在70～110 kPa不同压力环境下，应用NLPF-SO_2-01分析仪测量SO_2标气浓度。根据不同压力下SO_2测量值数据建立压力补偿数学模型。该模型包括零气基线补偿和示值浓度补偿2部分，分别消除压力对基线和示值的影响。通过压力补偿，实验中分析仪由压力变化带来的测量值最大相对误差从7.37%下降到0.65%，补偿效果显著。通过压力补偿模型消除环境压力波动对分析仪浓度检测带来的影响，提高了紫外荧光法测量二氧化硫浓度的精度，可以适用于火电机组的脱硫出口或者总排口SO_2的连续监测。
2025年S1期 v.31 568-573页 [查看摘要][在线阅读][下载 838K] [阅读次数：0 ] - 杨双华;丁艳军;王天堃;韩涛;魏书洲;顾永正;张金生;
烟气脱硝过程中产生的氨逃逸不仅造成资源浪费，还会影响机组稳定运行，由于氨气的易吸附和易反应特性，随着烟气温度的改变，氨逃逸在后续迁徙过程中形态会发生变化。采用靛酚蓝分光光度法对脱硝出口、空预器出口和烟囱总排口3个位置的不同形态氨逃逸浓度进行了测量，并采用TDLAS技术结合原位取样方式和原位热湿方式对脱硝出口和烟囱总排口处氨逃逸进行了同步在线监测。靛酚蓝分光光度法测量结果显示，氨逃逸产生于脱硝出口，迁徙至空预器时，部分氨逃逸转变为铵盐，迁徙至烟囱总排口时，氨逃逸浓度大大降低。TDLAS在线监测结果也显示，总排口氨逃逸浓度远小于脱硝出口。研究表明，氨逃逸监测点位的选择至关重要，决定了监测结果的精确性和真实性。
2025年S1期 v.31 574-578页 [查看摘要][在线阅读][下载 990K] [阅读次数：0 ] - 董天东;王泽钰;王凤琴;李冲;朱磊;成伟;朱有健;
为探究生物质与市政污泥混烧过程中颗粒物的排放特性，采用立式固定床耦合低压冲击采样装置进行燃烧实验，获得烟气中颗粒物的质量粒径分布规律和元素组成特性，揭示不同类型生物质与市政污泥间组分交互反应对颗粒物生行为的影响规律。研究发现，秸秆类生物质燃烧颗粒物的排放量最高，显著高于市政污泥单独燃烧时的生成量；而木质类和谷壳类生物质的颗粒物生成量较低。3类生物质燃烧产生的颗粒物均以亚微米颗粒物（PM_1）为主，占PM_(10)总排放量的93.3%～96.6%。其中，PM_1主要成分为碱金属氯化物和硫酸盐，而超微米颗粒物（PM_(1～10)）以碱土金属硅酸盐和硅铝酸盐为主。市政污泥的掺混可显著抑制PM_1的排放，物理稀释作用和组分间交互反应共同促进其向粗颗粒和底灰转化，从而降低了PM_(10)的总排放量，降幅最高可达62%。不同类型生物质与市政污泥间组分交互作用对颗粒物生成的抑制效果依次为：秸秆类>木质类>谷壳类。
2025年S1期 v.31 579-587页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K] [阅读次数：1 ] - 杜泽宇;郭本帅;汪东;周志斌;
人类消耗的化石能源日益增多，造成大气中温室气体的含量持续升高，已引发显著的全球变暖效应。化学吸收法是应用广泛的低分压烟气二氧化碳捕集技术，然而目前仍存在再生能耗较高等问题。以有机胺吸收剂为研究对象，通过小试试验比较了哌嗪及其衍生物的二氧化碳捕集性能，并且开发了6种复合胺吸收剂。小试吸收–再生试验结果表明，配方2不仅具有较高的二氧化碳吸收容量，而且拥有优异的再生性能，其饱和吸收量为58.6 L/L，最大吸收速率为0.72 mL/min。此外，该吸收剂的最大解吸速率为5.24 mL/min、再生量为52.2 L/L。基于小试结果，选取配方1、2和6进行3 m~3/h规模的动态模试。模试试验表明，在二氧化碳捕集率达到90%的条件下，所开发的新型复合胺的再生能耗均低于单乙醇胺（MEA）吸收剂。其中，配方2效果最优，在气液比300∶1时再生能耗为MEA吸收剂的58%。该研究工作系统考察了低能耗吸收剂及吸收工艺，研究成果对工程应用具有指导意义。
2025年S1期 v.31 588-593页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K] [阅读次数：0 ] - 徐轶;潘军;冯琰磊;杨建成;薛岑;魏欣;孔成栋;朱小磊;孔宇;由婷;
通过将原煤细分为无烟煤、烟煤、褐煤和贫煤4类对其排放因子进行更新，并利用更新后的排放因子精确核算贵州、新疆、内蒙古和山西4个省份2013至2022年间的CO_2排放量，以提高省级CO_2排放核算的准确性。结果显示，原煤排放因子可以显著影响省级CO_2排放量的核算。在对4个省份原煤排放量的核算中，使用更新的排放因子与国家发改委（NDRC）原煤碳排放因子默认值的计算结果比较，内蒙古的排放量减少了25.26%；与NDRC提供的4类煤种排放因子默认值相比，山西的原煤排放量增幅33.14%；与联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）提供的4类煤种排放因子默认值相比，新疆的原煤排放量减少了17.23%。将更新后的排放因子应用于4个省份的历年碳排放分析中，发现2022年原煤CO_2排放量在煤炭排放量占比，山西省最低，为66.29%，其余3省均在80%以上；与NDRC提供的默认排放因子计算结果比较，2022年内蒙古碳排放总量降低了187.62 Mt。此外，在火力发电行业中2022年贵州火力发电部门的CO_2排放量占该省份原煤总排放量的62.51%，其余3省均超过70%。研究提出，在充分考虑我国不同区域煤炭消费空间差异的基础上，进一步更新适用于不同区域的原煤碳排放因子，可提高各省能源消费碳排放核算的准确性，同时也可以为当地减排政策和措施的制定与推广提供更为详实、科学的数据基础。
2025年S1期 v.31 594-601页 [查看摘要][在线阅读][下载 713K] [阅读次数：0 ] - 陶源;张冰如;
为了评估有机胺吸收剂对于低流量、低浓度、低分压CO_2的吸收–解吸循环的稳定性，采用表观循环容量占最大循环容量百分比、20次循环容量作为有机胺吸收剂循环吸收稳定性的2个性能参数，研究了乙醇胺（MEA）、三乙烯四胺（TETA）、N–甲基二乙醇胺（MDEA）以及MDEA+TETA这4种吸收剂的吸收、解吸性能、表观循环容量占最大循环容量百分比以及20次吸收–解吸循环的循环容量。结果表明，采用的2个性能参数能够直观反映吸收剂在有限条件下捕集CO_2的容量与能够达到的最大容量的差距以及在吸收-解吸循环过程中的性能变化。MDEA与TETA混合吸收剂的表观循环容量占最大循环容量百分比较高，达到78.10%，且能够在多次吸收–解吸过程中保持更高的循环容量，20次循环中循环容量最大达到0.75 mol CO_2/mol amine且稳定性较强，对捕集工业化石燃料燃烧后排放烟气中的CO_2有较好的潜力。
2025年S1期 v.31 602-610页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K] [阅读次数：0 ] - 徐宪龙;寻志伟;韩自强;李小姗;熊卓;
沸石分子筛在吸附分离CO_2领域受到广泛关注与研究应用。选取3种常用沸石分子筛5A、13X和NaY对CO_2的吸附性能进行研究，考查材料孔结构参数、吸附压力、吸附热等对CO_2吸附性能的影响。研究表明，3种沸石分子筛均属于微孔吸附剂，常温条件下吸附剂对CO_2的吸附为物理吸附，吸附压力越大，静态吸附量越大。3种沸石分子筛的静态吸附量大小顺序为NaY > 5A > 13X，静态吸附量的大小与吸附剂的孔结构参数及吸附系数b有关，孔结构参数（孔容、孔径、比表面积）越大，b值越大，沸石分子筛对CO_2的吸附容量越大。3种沸石分子筛对CO_2的穿透吸附量与平衡吸附量大小顺序为13X > 5A > NaY，静态吸附量与动态吸附量之间无明显相关联系。NaY在3种沸石分子筛中动态吸附循环稳定性最好，相较于在5次吸脱附循环后穿透吸附量分别下降74%和68%的5A与13X,NaY在5次循环后穿透吸附量仅下降了29%。此外，沸石分子筛NaY的吸附热也最小，与CO_2的吸附作用较弱，更易于脱附。
2025年S1期 v.31 611-616页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K] [阅读次数：0 ] - 相强;武林;周永强;张兴凯;苏醒;郭锋;魏勇;陈玉贵;王峰;
在冬季的低温环境中，参与深度调峰的直接空冷机组的散热器存在极易遭受冻结的风险，这严重危害机组的安全高效运行。针对冻结风险，提出了利用锅炉尾部烟气中的余热对进入空冷单元的冷空气进行预热，以防止散热器冻结的方法。首先建立了喷射热烟气的直接空冷系统数学模型，采用数值模拟的方法分析了不同环境温度和风速时各散热器的出口水温，并分析了同一空冷单元左右两侧散热器出口水温的差异；然后计算了不同烟气喷射速度对散热器出口水温的影响，并给出了合理的烟气喷射策略。结果表明，当环境温度低于253.15 K时，散热器有冻结的风险，且风速越大，风险越大；空冷单元背风侧散热器出口水温比迎风侧更低，更易冻结；当环境风速为4 m/s，环境温度低至248.15 K时，当右侧喷射烟气的流速大于7 m/s且左侧烟气流速大于2 m/s后，才能消除冻结风险。该方法可有效提升直接空冷岛在冬季严寒天气下运行的安全性。
2025年S1期 v.31 617-623页 [查看摘要][在线阅读][下载 826K] [阅读次数：0 ] - 赵微;易臻伟;朱鑫宇;李亚芳;王涛;
工业化进程中产生的固体废弃物常含有较高浓度的重金属离子，这些重金属的潜在释放问题亟需关注。传统的重金属离子抑制技术很难同时兼顾成本和效率问题，而采用二氧化碳矿化轻骨料对重金属离子进行吸附和固化（轻骨料粒径较小，整个反应过程比较均匀，取样有对比性），是处理含重金属废弃物的一种有效且经济的途径。结果表明，轻骨料经历过二氧化碳矿化后，铜元素析出量从自然养护的0.151 8 mg/L下降到120 min矿化养护的0.002 3 mg/L，约为原来的1.43%；铅元素的析出量从自然养护的0.382 mg/L，下降为60 min矿化养护的0.015 9 mg/L，约为自然养护的4%，铬元素从未发生矿化反应的0.107 9 mg/L增长到矿化养护120 min的0.427 8 mg/L。矿化反应提高物理吸附以及化学沉淀，进而提高了材料对于Cu、Pb元素的整体固定效率，但由于Ca~(2+)的作用对于Cr的固定产生了不利影响。总体而言，采用二氧化碳矿化轻骨料吸附和固化重金属离子对于减少环境污染和提高材料的环境友好性具有重要意义，为燃煤固废基材料在环境修复领域的应用提供了新的技术路径。
2025年S1期 v.31 624-634页 [查看摘要][在线阅读][下载 3405K] [阅读次数：1 ] - 康志鹏;罗勇;任波;童政;段昌瑞;
为解决矿山充填开采过程中普通高水材料存在的易堵管、反应温度高、材料成本高等问题，通过在高水材料中掺入粉煤灰，研究不同水固比以及不同掺量粉煤灰条件下高水材料的初凝时间、析水率、结实率、抗压强度及反应温度的变化情况，并对硬化浆体进行扫描电镜分析，观测其微观结构。结果表明，水固比固定，高水材料初凝时间随粉煤灰掺量增大而增大，增大幅度排序为水固比1.5∶1>1∶1>2∶1；粉煤灰掺量固定，高水材料初凝时间随水固比增大而增大，增大幅度近似呈线性相关；不同水固比、粉煤灰掺量主要影响硬化浆体的强度和内部温度，其中水固比1∶1，粉煤灰掺量60%，材料强度随养护时间由2.1 MPa增加至2.8 MPa，硬化浆体内部反应温度对比不掺粉煤灰降低了12.3℃，降幅31.77%；强度相当的硬化浆体，最低成本相对空白组下降了54.6%。研究成果能够为掺粉煤灰高水材料性能研究和工程应用经济性提供参考依据。
2025年S1期 v.31 635-640页 [查看摘要][在线阅读][下载 862K] [阅读次数：0 ] - 杨学腾;卫丽;常婷;代学兵;武肖媛;王慧奇;韩涛;
通过对山西省6大煤田典型煤矿企业进行实地调研、资料收集与查阅，掌握了不同煤田煤质特征、含煤地层、煤层分布等因素对煤矸石矿物组成、化学组成等影响。以柳林县煤矸石为代表，对柳林县贾家垣乡周边的煤矿和洗煤厂产生的煤矸石进行样品采集，开展化学组成、矿物组成、烧白度和煤质工业分析等检测，并对其资源化利用进行潜力分析。研究表明，不同区域煤矸石理化性质差异较大，同一区域的煤矸石理化性质也会因生产工艺、开采煤层等区别而有所差异，总结了山西省煤矸石综合利用产业存在的问题，探索性提出了煤矸石综合利用产业发展模式，以期为山西省煤矸石综合利用产业发展提供参考。
2025年S1期 v.31 641-650页 [查看摘要][在线阅读][下载 645K] [阅读次数：0 ] - 邓郅笑;张泽润;罗沛;沈国清;张世平;
火力发电是高耗水行业，存在水资源大量浪费的现象。声波团聚作为一种颗粒物聚集技术，可用于电站烟气及冷却塔水分回收领域。基于声场作用下促进液滴团聚的技术，开展相关实验研究，通过探索频率、液滴初始浓度以及声压级对液滴团聚效果的影响。结果表明：相同声压级条件下，500 Hz和1 000 Hz的声波作用，均可取得良好的团聚效果。分析认为上述2频率均会产生驻波，提高声波团聚效率。而1 000 Hz声波所产生的驻波，受声衰减的影响较大，液滴粒径增大效果较差，因此在500 Hz下的团聚效果优于1 000 Hz；液滴初始浓度的增大表明单位体积内液滴数目越多，声波的扰动可以明显增大液滴颗粒的碰撞概率，促进团聚；随着声压级从120 dB增加到150 dB，液滴声波团聚的粒径不断增大，团聚效果明显增强。研究结果在一定程度上对于声波团聚技术在电站尾部烟道和冷却塔水分回收领域具有重要指导意义。
2025年S1期 v.31 651-657页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K] [阅读次数：0 ] - 王海棠;贺安民;李井峰;钟振成;
黄河流域是我国重要的能源流域，具有丰富的煤炭资源，但水资源较为匮乏。煤炭开采产生的矿井水是非常宝贵的非常规水资源，实现矿井水最大化利用是落实“以水定产”的重要体现。结合典型区域实地调研情况，对黄河流域矿井水的水质特点进行了分析，黄河流域分布有高矿化度矿井水、洁净矿井水、酸性矿井水、含特殊组分矿井水、含悬浮物矿井水等不同类型，并着重对高矿化度矿井水、含特殊组分矿井水及含悬浮物矿井水的处理工艺现状进行了介绍、分析。目前矿井水主要用于矿区自身用水，综合利用率较低，考虑未来矿井水处理后水质基本能达到地表III类水标准，有望为周边工业和农业用水提供水资源保障。结合矿井水处理和利用现状提出黄河流域矿井水优化配置和综合利用的战略思考和相关建议，以期实现水资源承载力与黄河流域产业发展相适应，助力黄河流域生态保护和高质量。
2025年S1期 v.31 658-662页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K] [阅读次数：0 ] - 张力为;胡坤;支亚;曾秋予;郭永存;杨晨光;
随着图像识别和模式识别技术的发展，基于射线的干法分选得到了广泛的发展和应用，特别是在干旱地区。利用X射线透射技术分选煤和矸石时，煤和矸石的识别基于两者对X射线吸收的差异。以往的研究主要关注原子序数和密度，只能识别出密度差较大的煤和矸石，无法很好地解释识别的深层机制。同时，晶体结构的演变与X射线吸收之间的关系尚未得到研究。通过TG/DSC、XRD、FTIR等实验方法检测了高岭石在退火过程中的变化。利用Materials Studio模拟高岭石晶体结构逐渐向无序转变过程中可能出现的晶体结构。用FEFF9对模拟结构进行了X射线吸收光谱计算。结果表明，X射线吸收精细结构光谱可以反映高岭石中硅元素局部环境的有价值信息。进一步研究发现，随着高岭石畸变的增加，XANES的吸收峰从1846.7 eV到1845.1 eV有轻微的位移，强度突变从1.76增加到3.86。通过FEFF9计算验证了高岭石晶体在退火过程中的变形机理，为煤矸石分选中不同变形程度高岭石的识别提供了理论支持。
2025年S1期 v.31 663-668页 [查看摘要][在线阅读][下载 1264K] [阅读次数：0 ] - 李海潮;
气化渣作为一种来源于煤化工的固废产物，其产量随着煤炭工业发展呈上升趋势，这给其处置和利用带来了挑战。为探讨将气化渣应用于道路工程水泥砂浆材料的可能性，实现气化渣的绿色高效利用，将气化粗渣和细渣分别制备水泥胶砂试件并研究了其掺入量对试件强度的影响。通过热重（TG）和扫描电镜（SEM）等分析方法对胶砂试件进行分析。结果表明，粗渣和细渣存在差异，细渣粒径0.6 mm筛上累计产率8.87%远小于粗渣产率62.61%，且细渣残碳含量更高，需水量更大。气化渣的大量掺入会导致胶砂试件的强度降低，但气化粗渣的抗折抗压强度优于细渣。28 d期龄的掺10%粗渣试件最优，抗折强度能达到空白组的81.0%，抗压强度为空白组的70.9%。气化渣的热重结果和微观结构也表明，残碳对胶砂试件的水化过程影响巨大，残碳会阻碍水化产物相互作用，使得结构疏松。气化细渣在未消除残碳影响前不适合作为道路用水泥胶砂原材料，粗渣适合代替胶砂材料中的细骨料且在粗渣掺量为10%时试件强度和经济效益综合最佳。
2025年S1期 v.31 669-675页 [查看摘要][在线阅读][下载 6482K] [阅读次数：0 ] - 原志敏;卓锦德;董阳;林德海;
矿产资源的开发及利用在我国已造成大面积的采矿损毁土地。采矿损毁土地亟待生态修复，其中土壤重构是重要步骤。概述了采矿损毁土地生态修复及土壤重构的一般步骤，并对土壤材料准备、土壤剖面重构和土壤改良等主要环节的研究成果进行了综述。希望为今后采矿损毁土地的土壤重构工作提供参考。
2025年S1期 v.31 676-682页 [查看摘要][在线阅读][下载 594K] [阅读次数：0 ] - 杨阳;王涛;徐冬;史晓宏;董文峰;王朝威;杜庶明;韩涛;
混合胺吸收剂集成了单一有机胺的高吸收容量、低再生能耗等优点，是目前主流的二氧化碳吸收剂。然而，混合胺吸收剂的热力学以及动力学特性尚未得到系统性研究。因此，针对以空间位阻胺AMP(2–氨基–2–甲基–1–丙醇)和MDEA(N–甲基二乙醇胺)为主剂的CEU三元复配吸收剂，采用Aspen Plus软件建立了基于50万t/a燃煤电厂烟气CO_2捕集工艺流程模型，开展工艺参数和节能工艺优化研究。结果表明，CEU混合胺吸收剂VLE模拟数据与实验数据较为一致，证明了热力学模型的准确性；基于此模型，对主体设备和节能工艺开展了模拟优化分析。确定了适宜的吸收塔填料高度为15 m、再生塔填料高度为10 m；级间冷却最佳位置位于第18级（总共20级）；富液分级流最佳分流比例为15%；再生塔最佳再生压力为200 kPa，系统再生能耗最低为2.38 GJ/t CO_2。基于最佳工艺参数的技术经济性分析表明，相比传统30%质量分数MEA技术，捕集总成本费用下降19.72%。实验可以为混合胺吸收剂的工业应用推广提供数据支撑。
2025年S1期 v.31 683-690页 [查看摘要][在线阅读][下载 854K] [阅读次数：0 ] - 赵崇胜;王波;黄鲲鹏;程明皓;吴强;王成;曾国春;代府;
利用电动压裂装备开展水力压裂是煤层气储层开发的新技术，还处于起步发展阶段,压裂装备的配套技术还待完善。以大宁–吉县区块深部煤层气电动压裂装备为例，结合压裂施工要求与装备作业能力，提出了煤层气电动压裂设备一体化配置方法。从电动压裂泵送装置、供配电系统、变频房与变频技术、低压管汇供液系统、运砂混砂装置、数字化压裂指挥控制中心和高压管汇系统等装备方面提出了具体配置，在吉深4-10平台3口井进行应用。应用结果表明，所形成的配套方法满足深部煤层气高压力、大排量、高砂比、作业时间长的压裂作业要求，能够提高整体作业效率及装备的自动化水平，实现绿色低碳开发。研究结果可为深部煤层气全电动压裂施工奠定装备基础，对后续规模化推广具有一定的借鉴意义。
2025年S1期 v.31 691-697页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K] [阅读次数：0 ] - 李晓辉;徐宪龙;王东旭;杨树旺;刘更生;沈成喆;李永发;吕庆超;王家伟;
在实验室条件下模拟了湿法脱硫过程，并探究了聚合硫酸铁杂质对脱硫石膏结晶的影响。实验结果表明，添加聚合硫酸铁显著延长了结晶诱导时间并抑制了成核速率。当聚合硫酸铁添加量达到0.4 mL（体积分数0.20%）时，其对晶核形成阶段的影响逐渐减弱，但对石膏晶体生长阶段的影响显著增强。进一步增加至2 mL（体积分数0.99%）时，聚合硫酸铁不仅抑制了反应前期硫酸钙的生成，还抑制了石膏晶核的形成和生长。与空白对照相比，当添加量小于等于0.4 mL时，粒径分布曲线波峰集中。然而，当添加量达到2 mL时，波峰峰宽增大。形貌分析显示，石膏晶体多为板片状，边界清晰，随着聚合硫酸铁添加量的增加，晶体表面颗粒状附着物逐渐增多，石膏晶体呈现破碎的薄片状，表面粗糙，品质显著降低。二水石膏晶体样品中除了目标成分外，还存在半水亚硫酸钙。随着聚合硫酸铁添加量的增加，二水石膏晶体的品质逐渐下降。进一步分析表明，Fe~(3+)吸附在晶格表面，并进入晶格取代Ca~(2+)，导致晶面间距增大。此外，聚合硫酸铁加入后形成了Fe—O—S键，表明Fe~(3+)与硫酸根离子之间存在相互作用，且氧元素的结合能降低。
2025年S1期 v.31 698-706页 [查看摘要][在线阅读][下载 1653K] [阅读次数：0 ] - 吴锁贞;杜晓光;赵雯;刘爽;
煤粉细度作为火力发电厂入炉煤粉的一项重要日常监督检验项目，对监督磨煤机的正常运行、指导锅炉内煤粉燃烧、保障机组安全经济环保运行具有重要意义。目前火电厂煤粉细度测定方法主要包括重量筛分法、激光衍射法和在线测量法等，其中，激光衍射法具有测定周期短、精度高、操作方便等优点。目前针对激光衍射法测定煤粉细度的研究大多都采用湿法进样方式，而火电厂煤粉实际是在干粉状态下使用的，煤粉浸泡在溶液中可能产生溶胀现象。为了进一步研究建立干法进样激光衍射法测定煤粉粒度方法，通过试验研究了数据采集时间、分散压力、遮光度等参数对煤粉细度测定结果的影响，确定最佳测定条件为：采集时间5 s、分散压力0.3 MPa、遮光度2%～5%。同时，开展激光衍射法与筛分法协同试验，将2种方法的测定结果进行对比分析。结果表明，干法进样激光衍射法准确、简便、重复性好，可用于煤粉细度的测定。
2025年S1期 v.31 707-711页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K] [阅读次数：0 ] - 樊东焱;黄炜;杜涛;钱大益;马扶宸;宋剑斌;
煤矸石固废物的规模化利用一直以来是环境保护领域重点要解决的问题之一。基于此，利用煤矸石陶粒与环氧树脂复合技术，通过模压工艺制备了煤矸石/环氧树脂复合材料。采用X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）、力学试验机、扫描电镜（SEM）和动态力学分析仪（DMA）等探讨了煤矸石含量对环氧树脂复合材料的结构、力学性能和结构形态的影响。结果表明煅烧后的煤矸石主要由莫来石、堇青石等组成；煤矸石中的金属氧化物等与环氧树脂中的极性基团产生强烈的相互作用，导致红外吸收峰向低波数移动。环氧树脂复合材料的弯曲强度随着煤矸石含量的增加而增加，并在80%达到最高值（90 MPa）;SEM证实煤矸石与环氧树脂具有良好的界面性能，但是过多的煤矸石会导致材料内部界面处出现大量孔洞；DMA试验表明复合材料的储能模量随着煤矸石含量的增加而增加，并在80%达到最高值，之后开始下降。损耗因子随温度的变化表明煤矸石的加入导致环氧树脂复合材料的玻璃化转变温度从60℃降低至57℃；当煤矸石质量分数低于85%时，复合材料具有较低的吸水率（0.1%左右），满足国家标准。
2025年S1期 v.31 712-717页 [查看摘要][在线阅读][下载 893K] [阅读次数：0 ] - 薄云龙;赖高松;张亦晴;李光;马书启;张传祥;
近年来，随着环保要求的提高以及“双碳目标”的实施，煤炭在我国的能源占比正在逐年下降。即便如此，其消耗量仍在逐年增加，依旧是我国主要的能源原料。煤炭燃烧产生大量的粉煤灰，如果不经过合适的处置和处理，粉煤灰会随风飘到空气中，然后落入河流里、土壤上对环境以及人体造成极大的损害。近年来，我国粉煤灰产量逐渐增加，但是利用率相比其他国家较低，2016年我国的粉煤灰利用率为70%左右，欧盟的粉煤灰利用率约为90%，日本的粉煤灰利用率接近100%，因此必须提高粉煤灰利用率。由于粉煤灰含有大量的硅、铝元素，和制备分子筛所需化学成分比较相近，利用粉煤灰制备分子筛有着很大的应用前景。粉煤灰的成分复杂，而且其中的一些结晶性硅、铝化合物具有较高的稳定性，在制备分子筛之前，需要进行活化处理使其转化为具有制备分子筛活性的硅铝酸盐，然后通过合成，包括老化、晶化、洗涤干燥等步骤将硅铝酸盐合成粉煤灰分子筛，不同的实验条件会得到不同类型的分子筛。为了了解粉煤灰制备分子筛的现状，综述了常见粉煤灰的活化方法，包括机械活化、水热活化和高温活化。并系统论述了粉煤灰分子筛的合成方法，包括水热法、微波辅助法、碱熔融法、晶种法和转晶法等，其中水热法和碱熔融法最为常用，晶种法处于研究阶段，具有一定的发展前景。常见的粉煤灰分子筛主要有A型、P型、X型、Y型和ZSM-5型等，粉煤灰分子筛的制备方法一般基于水热合成，通过超声、微波、碱熔等辅佐可以提高转化速率、产物纯度等。最后介绍了粉煤灰分子筛的应用，主要应用为：处理废水中的污染物，比如Ni~(2+)等金属离子；分子筛有较大的比表面积，可以吸附一些有害气体，比如CO_2、NO_2、VOCs等；分子筛密度小，空隙大，颗粒大小适中，可以降低被污染土壤的毒性或固定土壤中的金属等；分子筛还可以作为催化剂或催化剂载体。将粉煤灰制备成分子筛符合可持续发展理念，但该领域目前仍然存在一些技术难题。如何提高粉煤灰分子筛的转化率、结晶度以及其在环境保护和催化中的应用是未来重点研究方向。
2025年S1期 v.31 718-728页 [查看摘要][在线阅读][下载 709K] [阅读次数：0 ] - 吴钰龙;牛会群;张裕海;丁淑芳;李广月;
煤矸石是煤炭生产过程中产生的固体废弃物，是我国排放量最大的工业固体废物之一，且含有多种有价元素，具有潜在的利用价值。由于煤矸石含有复杂的矿物成分和多种有价元素，同时表现为化学性质稳定，因此实现煤矸石的高值化利用，需进行活化预处理，提高煤矸石中矿物组分的反应活性。目前，常用的煤矸石活化预处理方法主要包括：机械活化、热活化、化学活化、微波活化、复合活化等。基于不同活化预处理下矿物的物相转变和微观结构重构行为，总结并分析了不同活化预处理方法的作用机理和矿物物相转变过程。另外，介绍了不同类型煤矸石的组成差异和利用途径，以及煤矸石中2种最主要矿物组分的化学结构和物化性质。最后，探讨不同活化预处理过程中尚存在的研究问题并提出未来的研究发展方向，以及可能的解决方案。为未来煤矸石的活化预处理及高值化综合利用提供理论参考。
2025年S1期 v.31 729-740页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K] [阅读次数：0 ] - 林跃;李贵鹏;于海义;康剑南;潘同洋;刘帅;刘巍栋;
烟气余热利用是降低机组能耗的重要手段。结合某1000 MW新建工程实际，提出2种可行的余热深度利用方案，即空预器旁路+两级烟气冷却器（方案1）和空预器旁路+热一次风调温装置+两级烟气冷却器（方案2）。为客观评价不同方案的节能效果，采用有限差分法建立了回转式空预器的热力特性计算模型，研究了空预器旁路烟气份额、进口风温变化对锅炉效率的影响；基于Ebsilon建立了汽轮机热力特性计算模型，研究了回热系统不同热量输入方式、抽汽量变化对热耗率的影响。通过进一步研究得出：随空预器旁路烟气份额和进口风温增加，方案1机组发电煤耗单调下降，方案2机组煤耗降低值先升高后降低。综合考虑，推荐采用方案2，对应最佳的旁路烟气份额为12%，煤耗降低值最低为3.04 g/kWh。
2025年S1期 v.31 741-746页 [查看摘要][在线阅读][下载 839K] [阅读次数：0 ] - 王伟;杨健;蔡东;胡玉玺;
煤层气作为一种重要的非常规天然气资源，其开发和利用在我国能源结构优化及环保领域具有重要意义。对国内煤层气综合利用技术的现状进行系统分析，针对不同甲烷含量的煤层气资源，探讨现有的高浓度煤层气发电、供热和生活用气利用、低浓度煤层气氧化回收和混燃利用等主要利用途径；详细分析煤层气综合利用过程中面临的诸如抽采率低、技术路径单一等技术、经济和环境问题。在此基础上，探讨技术发展趋势，提出提高煤层气综合利用率的具体建议，以期为推动我国煤层气产业的高效发展提供参考。
2025年S1期 v.31 747-751页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K] [阅读次数：0 ] - 许思涵;王瑞林;洪慧;
在“碳达峰、碳中和”背景下，推动我国工业余热资源充分利用具备重要意义。工业余热资源自身分布广泛、载体多样、温度变化范围广等特点对其有效利用形成限制。如何针对诸多广泛分布的余热资源进行合理分类，并综合多种因素，对余热资源的利用进行合适的综合评价，是实现余热有序高效利用的重要前提。考虑余热资源高于环境温度所蕴含的内能利用潜力和高于环境压力所蕴含的势能利用潜力，构建了由“温度?”和“压力(?)”组成的余热资源二维坐标系分类方法。相较当前基于温度或压力的单一热力学参数的余热资源分类，充分揭示了不同载热质、不同相态的余热资源潜力差异。将各类典型工业余热资源归纳于本分类坐标系，结果显示各类余热资源在50～400 kJ/kg“温度?”和100～300 kJ/kg的“压力?”范围内广泛分布，大多数余热资源的“温度(?)”和“压力(?)”呈现正相关关系，为其后续利用提供指导。在余热利用综合评价方面，基于经济(?)的概念，考虑不同余热利用技术产出的电、冷、热能量形式差异，考虑经济性、能效以及碳减排收益，构建了余热利用的综合评价因子式。余热参数的影响规律分析结果显示，有机朗肯、吸收式热泵等聚焦热能利用的余热利用技术综合评价因子随“温度(?)”提升而提升；同时“压力(?)”数值提升也会显著提升聚焦势能利用的余压透平等利用技术的综合评价因子数值。跨区域的余热利用综合评价比较结果显示，聚焦于电能输出的余热利用技术综合评价因子数值基本不受区域影响，带来的碳收益约占总收益的50%；而聚焦于热能输出的热泵技术则因运行时长和功热的不等价性，综合评价因子数值在不同区域间有明显差别，相应碳收益占比在2～24%间波动，呈现一定的区域性。
2025年S1期 v.31 752-759页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K] [阅读次数：0 ] - 胡金良;
随着我国露天煤矿产量逐年增加和高产、高效机械化程度的提高，作为煤矿采选工艺必要中间环节的破碎站所产生的煤尘在污染生态环境的同时，也严重影响人们的生命健康，长期存在的破碎站煤尘问题使得防治工作迫在眉睫。通过对国内煤破碎站煤尘危害与防治研究现状的分析与总结，简述了煤尘在破碎站生产安全、作业环境和职业健康等方面存在的危害；归纳和评价了我国露天煤矿大型破碎站目前常用煤尘防治的技术、装置和效果，并对我国露天煤矿大型破碎站煤尘治理经验和方法中的优缺点进行了简要介绍，为我国大型露天煤矿破碎站科学高效地防尘除尘提供借鉴和参考的同时，也为未来煤尘性质研究和煤尘防治技术发展指明了方向。
2025年S1期 v.31 760-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 923K] [阅读次数：0 ] - 江晓凤;龚雨;刘金凤;孟献梁;吴国光;胡羽;邢耀文;许恩乐;
表面活性剂可以改变固/液和液/气界面的性质从而影响颗粒–气泡间相互作用。前人对纯水中的颗粒–气泡间液膜薄化、TPL的形成与铺展进行了深入研究，但关于表面活性剂对气泡铺展过程的影响尚未明晰。因此采用高速摄像仪追踪慢速生长的气泡在不同固体平面上的动态铺展过程，运用MATLAB软件分析TPL演变规律，系统研究了阳离子表面活性剂CTAB、阴离子表面活性剂SDS、非离子表面活性剂Tween-80对气泡三相接触线铺展动力学的影响。结果显示，表面活性剂体系中玻璃和特氟龙表面TPL运动出现快速铺展和慢速铺展的阶段特征，而由于煤表面有机质/无机质和亲/疏水位点的掺杂、微气泡和裂隙分布的不均一性，表面活性剂对慢速铺展阶段影响较大。气泡铺展过程中由于Marangoni效应，使流体向三相接触线运动，表面活性剂抑制三相接触线的铺展，且随表面活性剂浓度增大，Marangoni效应增强，TPL最终铺展长度减小。此外，3种表面活性剂由于电荷性不同与固体表面形成不同吸附方式，从而影响气泡铺展过程。
2025年S1期 v.31 769-778页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K] [阅读次数：0 ] - 张乾蔚;王学涛;孙博昭;杨忠凯;
豫北某垃圾焚烧发电项目日处理垃圾量1 200 t，发电量20 MW。为提高运营水平，提升经济效益，通过试验数据分析，找出冷端与给水泵在不同季节、不同工况下最优的运行方式，并将其应用于电厂日常的智能优化控制中，最终达到降低厂用电率，提高垃圾焚烧发电经济效益的目的。该研究为我国垃圾焚烧发电行业发展提供了研究方向。
2025年S1期 v.31 779-784页 [查看摘要][在线阅读][下载 893K] [阅读次数：0 ] - 冯川;刘立丰;朱龙啸;曹鋆程;王鹏;赵文翾;邹万强;
为进一步提高露天矿采掘作业的自动化水平和智能化程度，降低自移式破碎机司机的劳动强度并改善工作环境，提出了一种基于图像识别的破碎机板式给料装置自动调速和大块识别方法。该方法通过对破碎机受料斗的全景图像进行实时的采集、处理和存储，经过滤波处理后使用卷积神经网络算法提取图像细节特征，并通过改进的YOLOv5算法框架计算出受料斗煤量和大块的类别特征，最后利用最小距离分类算法得到受料斗的煤量类别，判断受料斗是否有大煤块以避免造成板式给料装置堵塞。利用上述方法构建受料斗煤量及大块视觉检测系统，并将受料斗实时煤量和大块结果发送至破碎机PLC，由PLC调节板式给料装置的速度，防止板式给料装置受料斗空斗或溢料，以及大块堵料等影响生产效率的情况发生。
2025年S1期 v.31 785-790页 [查看摘要][在线阅读][下载 911K] [阅读次数：0 ] - 焦显阳;张迈;韩晓强;马腾飞;
浮选调浆过程中进行机械搅拌是增强调浆效果常见且高效的方法，而过高的搅拌强度会造成捕收剂从煤泥颗粒表面脱附，恶化调浆效果，适宜的搅拌强度范围是增强调浆性能亟需解决的难题之一。为了探究搅拌转速对煤油吸附率的影响，同时探究煤油在煤泥表面的脱附行为，试验采用紫外分光光度计对吸附率进行测量计算，通过自行搭建的脱附试验装置和高速运动采集系统对搅拌环境下吸附油滴接触角、吸附面积、形变程度以及力的作用进行研究。研究结果表明：搅拌转速对煤泥吸附率增加有显著影响，随着搅拌转速的增加，吸附率的变化分为增加、减少和稳定3个阶段，在转速800 r/min时吸附率有最大值78.37%，过高和过低的转速都不利于调浆。随着搅拌转速的增大，吸附油滴接触角和接触面积增大，吸附效果随之增大。油滴形变程度随着转速的增加而增加，稳定性降低。
2025年S1期 v.31 791-796页 [查看摘要][在线阅读][下载 898K] [阅读次数：0 ] - 马旭;王文龙;刘峰;
营盘壕选煤厂洗后产品线共有3条，分别为2条汽车装车线和1条火车集运站线。采样方式为人工在输送带头部用铁锹铲煤采样，存在工作环境差、煤样代表性不强、安全风险高及过程不可控等问题。通过对智能采制化系统的调查及研究，为营盘壕选煤厂设计了智能采制化系统。该系统采用机器自动采样替代人工采样，工作人员无需接触煤样，且可精准把控时间、样量等，煤样代表性优于人工采样。同时，职工的工作强度显著降低，工作环境及安全风险得到改善。
2025年S1期 v.31 797-802页 [查看摘要][在线阅读][下载 1385K] [阅读次数：0 ] - 郁卫江;高金龙;蔡明祥;买吾拉尼江·莫合特尔;张博;
表观黏度是流体的基本属性，也是影响气固流态化干法分选过程颗粒运动行为的重要因素。通过落球法研究了磁铁矿粉和不同含量煤粉所形成的二元混合加重质的表观黏度，并通过分选试验探究了不同黏度条件下煤炭的分选效率和效果。试验结果表明流化床的表观黏度随着二元混合加重质中磁铁矿粉的质量分数降低而减小，煤粉质量分数每提升2%，床层表观黏度平均下降0.12 Pa·s；随着操作气速从9.5 cm/s提升到12.2 cm/s，表观黏度下降约55%。基于试验结果修正了二元混合加重质表观黏度模型。在床层密度一定的情况下，不同操作条件下的表观黏度存在差异，表观黏度的增加不仅使各粒径煤炭沉降时间增加，且分选的可能偏差也随表观黏度的增加而增大。综上，在气固流化床分选过程中通过调控二元加重质黏度特性可以提升分选效果和效率，实现矿物的高效干法分选。
2025年S1期 v.31 803-809页 [查看摘要][在线阅读][下载 919K] [阅读次数：0 ] - 高平小;温占稳;陈万博;孙银辉;刘红梅;杨勇;郭志宾;
针对重介质分选过程中对象具有多变量耦合、非线性、多工况、时变性等复杂特征，且灰分难以在线检测、无法及时反馈给控制系统的问题，同时考虑到单一数据驱动模型难以处理涉及复杂工业生产过程的对象特征，导致模型预测精度和泛化性能不足的现状，提出一种基于加权K-means聚类的鲁棒随机配置网络(Robust stochastic configuration networks,RSCNs)的重介质灰分多模型软测量建模方法。首先，考虑到样本各维特征对聚类的影响差异，用加权K-means聚类算法划分数据集，得到样本子集；其次，将各个样本子集分别用RSCNs算法进行训练，建立重介质灰分预测子模型；最后，融合各个子模型的预测值得到最终输出。工业过程数据验证结果表明，该模型能够准确地预测灰分。
2025年S1期 v.31 810-816页 [查看摘要][在线阅读][下载 1286K] [阅读次数：0 ] - 曹鋆程;刘鹏飞;房圆武;刘强;咸金龙;
露天矿开采连续剥离工艺具有规模大、生产效率高、运输费用低等特点，在露天矿开采过程中发挥了关键作用。根据露天采矿场实际地质条件做好机械设备的科学控制和管理，可有效提高剥离工艺效率等各项作业。为进一步提高轮斗挖掘机的生产效率，提高现场生产的自动化程度，基于5G工业互联网、卫星定位和LiDAR技术开发了露天矿轮斗挖掘机全自动控制技术。基于卫星定位系统构建剥采工作面的三维坐标系，并根据多连杆串联机器人的D-H参数(Denavit-Hartenberg参数)完成轮斗挖掘机的正运动学和逆运动学分析。通过控制策略计算程序对LiDAR装置所采集的剥采工作面的点云数据进行三维拟合，完成剥采工作面的三维建模，根据采掘带剥离工艺生成自动挖掘控制策略，并以指令集的形式发送至PLC控制器，指导轮斗连续系统完成自动作业，最终达到轮斗挖掘机全自动控制的目的。
2025年S1期 v.31 817-822页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K] [阅读次数：0 ] - 李明利;吴宇鹏;
针对解决煤矿巷道路基易破损的问题，采用可再生骨料（RCA）取代天然骨料（NCA），石料破碎机的粉尘（SCD）取代河砂，用于制造M–40级混凝土铺路块，并评估了机械和耐久性性能。结果表明SCD的抗压强度，抗压密度和劈裂抗拉强度随SCD含量的增加而增加，可替代常规摊铺机砌块中高达80%的河砂。同时吸水率随SCD含量的增加而降低，可100%替代常规摊铺机砌块中的河砂。随着混凝土铺装块中SCD含量的增加，UPV也随着SCD含量的增加而增加，铺装块的孔隙率也随之降低。当用于M–35级混凝土摊铺机砌块时，SCD可替代高达100%的河砂，而在M–40级混凝土摊铺机砌块中，SCD可替代高达80%的河砂。
2025年S1期 v.31 823-827页 [查看摘要][在线阅读][下载 696K] [阅读次数：0 ] - 陈钢;蔡明祥;高金龙;买吾拉尼江·莫合特尔;张博;
我国煤炭资源禀赋差，高含水、高含灰的低品质煤炭资源储量巨大，约占原煤储量40%。随着煤炭机械化综采技术的推广，原煤中<6 mm细粒煤含量逐渐超过50%。提出了脱水脱灰协同提质的工艺技术，开展了高含水低品质细粒煤脱水干燥、干法分选提质试验。首先，对6 mm等径颗粒间的液桥演变过程进行了研究，随液桥体积V的提升，最大液桥力可达825.16μN，液桥断裂距离最大可达1.368 mm，这是因为液桥体积的增大，由初始构型的接触角前进量增大过程中产生的接触角滞后效应导致的。随颗粒分离速度v的增大，最大液桥力可达875.14μN，最大断裂距离达0.171 mm，这是由于接触角的前进量增大以及液体粘滞性产生的接触角后退过程减缓导致的。其次，通过热风干燥技术探究了高含水细粒煤干燥前后水分含量的变化规律，粒度越大干燥所需时间越长，3～6 mm、0～3 mm颗粒在120℃时完全干燥时间分别为60 min和30 min，这是因为粒度越大内部水分迁移路径变长渗透到煤炭表面受到限制，干燥过程速率降低。当干燥温度由80℃增大至100℃时，水分可由剩余7.18%水分至完全脱除，干燥温度的升高同时提升了外界环境与煤炭的温度梯度，内部水分传质速率提高，因此干燥速率越快。最后，通过振动复合力场干法分选技术对脱水煤样进行脱灰提质试验，当振动频率f为42 Hz、床面气速v_A为7.05 m/s时，料层在激振力与气流曳力作用下得到充分松散，料群密度空间分布理想，上下层灰分差异显著。振动频率对产品回收率影响显著，当振动频率为39 Hz时，精煤回收率与产率分别为56.56%、85.28%，灰分为12.54%，颗粒错配现象减少；振动频率f为39 Hz、床面气速v_A为8.97 m/s时分离效果达到最佳，灰分离析度S_A达到最大值为1.896。该技术适用于西部干旱缺水地区的高含水低品质细粒煤高效提质目的，具有不用水、运维成本低、提质效果显著的优势，为我国低品质细粒煤高效脱水脱灰提供技术储备。
2025年S1期 v.31 828-839页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K] [阅读次数：0 ] - 白龙;宋万军;周恩会;
在干法重介流化床的实际分选过程中，由于煤炭在尺寸、形状和密度上的显著差异，导致密度相近的煤炭在分选床层中的上升和下降速度存在差异，从而在相同分选时间内产生不同的分选效果，对分选效率产生不利影响。目前，现有的气固流化床研究多以球形颗粒为研究对象，这些研究成果难以直接应用于形状多样的煤炭实际分选过程中。此外，针对煤炭升降速度的预测研究，除TERENCE SMITH等提出的简单情形下的模型外，目前尚无适用的计算模型。为了更深入地探究煤炭尺寸与形状对其升降速度及床体分选性能的影响，揭示煤炭颗粒尺寸、形状和密度对升降行为的影响规律，并进一步优化气固分选流化床设计和提高煤炭分选效率，开展了一系列不同尺寸、形状煤炭的气固流化床分选实验，获取了入选煤炭在床层中的运动行为。基于斯托克斯定律，开发了一种经验性的预测模型，用于预测煤炭升降速度。当入选煤炭的密度在床层密度±0.1 g/cm~3以外时，该经验模型与不同尺寸煤炭的升降速度数据吻合良好，模型误差小于15%，能够较好地完成对煤炭升降速度与垂直位置的预测。此外，通过结合煤炭颗粒受力情况的分析，揭示了入选煤炭的尺寸、形状和密度对其在气固分选流化床中分选效率的影响规律。研究发现，相较于细尺寸煤炭，大块煤炭的分选时间更小且分选效率更高，并且其实际分选密度更接近于床层密度。此外，块状煤炭在分选过程中，块状煤炭的实际分选密度在分选过程中表现出极高的稳定性，分选密度与床层密度几乎一致。这使得其分选效果更接近于理想状态，优于相同尺寸的类扁平状和棱柱状煤颗粒。研究结果不仅为煤炭的气固分选提供了新的理论依据，也为实际工业应用中提高分选效率提供了重要参考。
2025年S1期 v.31 840-846页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K] [阅读次数：0 ] - 孙银辉;温占稳;郑珊珊;郑浩然;王德伟;王政中;
重介分选工艺是目前最有效的煤炭洗选技术之一，其密度回路的控制直接影响着重介分选的效率。将重介分选密度回路考虑为低阶控制器设计模型与未建模动态之和的形式，设计了非线性PID切换控制器。首先采用宽度学习系统(BLS)对未建模动态进行估计，将控制误差引入切换指标；其次采用一步超前最优控制策略进行参数设计，实现了重介分选密度的稳定跟踪；最后采用实际数据对重介分选密度回路进行仿真实验，验证方法的有效性。
2025年S1期 v.31 847-851页 [查看摘要][在线阅读][下载 826K] [阅读次数：0 ] - 张虎伟;温占稳;孙丙科;孙银辉;官向楠;杨勇;
湿法选煤是我国最主要的选煤方法，这导致在选煤的过程中水与煤泥混合形成大量煤泥水。煤泥水的加药处理是选煤厂的重要工艺之一，加药量是否准确直接影响选煤厂的经济效益。针对絮凝剂与凝聚剂加药过程，设计了模型预测控制器(Model Predictive Control, MPC)以实现加药量对设定值的跟踪，并在此基础上，考虑了模型参数会受设备老化等因素影响而发生变化的问题，引入了递推最小二乘(Recursive Least Squares, RLS)算法以在线辨识系统模型，从而提升系统的控制性能。采用实际数据对煤泥水加药过程进行了仿真实验，结果表明实验方法能够在模型参数变化的情况下，仍具有很好的控制效果，验证了MPC-RLS方法的有效性。
2025年S1期 v.31 852-855页 [查看摘要][在线阅读][下载 762K] [阅读次数：0 ] - 王晓欢;肖永丰;王宝冬;
粉煤灰酸溶法提铝残渣是高铝粉煤灰一步酸溶法提取氧化铝工艺产生的废渣，主要含有二氧化硅、氧化铝、氯化铝、未燃炭等物质。目前未燃烧碳的存在限制了粉煤灰酸溶法提铝残渣在建筑材料领域的利用。通过浮选可以有效去除未燃烧碳。为了提高浮选效率，实验采用六西格玛定制实验设计及响应曲面分析方法，对粉煤灰酸溶法提铝残渣浮选脱炭工艺中粗炭烧失量、未燃炭回收率和轻质柴油、油酸、 2号油、聚丙烯酸钠添加量进行模型拟合，通过检验和修正后获得最佳拟合模型。进一步的，在最佳拟合模型基础上，预测粗炭的烧失量、未燃炭回收率最大值，并寻找轻质柴油、油酸、 2号油、聚丙烯酸钠的最优添加量。研究结果表明：粉煤灰酸溶法提铝残渣浮选粗选工艺最佳操作条件为轻质柴油4000 g/t,2号油100 g/t，聚丙烯酸钠500 g/t，此操作条件下，浮选粗炭烧失量49.56%，未燃炭回收率83.37%，尾灰烧失量达到1%以下。
2025年S1期 v.31 856-862页 [查看摘要][在线阅读][下载 954K] [阅读次数：0 ] - 张敏;粟翠华;
在我国工业转型升级的关键时期，煤炭工业正面临深层次的技术革新和系统性变革。作为国民经济的重要基础产业，选煤加工环节的智能化、数字化转型已成为推动行业高质量发展的战略性命题。神东洗选中心作为行业标杆，敏锐洞察到传统生产模式的局限性，近年来在装车系统现代化改造上持续投入大量资源和精力，展现出卓越的前瞻性和创新精神。通过对装车溜槽的自动化控制、设备故障的智能诊断、液压系统的精细化升级以及辅助系统的持续优化，企业在降低人工劳动强度、提升装车效率和设备可靠性等关键指标上取得了显著突破。这些改进不仅体现了技术创新的实践价值，更为传统选煤生产注入了新的发展动能。然而，在复杂的工业生产实践中，传统装车系统仍然存在诸多亟待解决的痛点和发展瓶颈。车厢车号和车型识别的精确性、煤炭堆料状态的实时动态监测、全流程无人值守以及突发情况的快速应对等一系列挑战，已经成为制约选煤生产智能化水平提升的关键瓶颈。面对这些深层次的技术难题，人工智能技术的引入为传统选煤生产带来了革命性突破的可能。机器视觉、深度学习、激光雷达等前沿技术正逐步成为推动煤炭加工智能化转型的重要技术支撑，为传统产业注入新的创新活力。基于此，选取神东洗选中心下辖的十余座选煤厂作为研究对象，聚焦煤炭装车这一关键生产环节，系统性地探索人工智能技术在选煤生产中的创新应用。通过引入机器视觉和激光雷达等前沿技术，旨在突破传统人工巡检与操作模式的固有局限，构建一套更加精准、高效、智能的装车状态监测与分析体系。这不仅将对提升选煤生产的智能化水平具有重要的现实意义，更将为传统工业企业的数字化转型提供可借鉴的技术路径和实践经验，为推动产业技术创新树立新的标杆。
2025年S1期 v.31 863-873页 [查看摘要][在线阅读][下载 4197K] [阅读次数：1 ] - 粟翠华;张敏;
介绍了神东煤炭集团在高级智能化选煤厂建设过程中研究、应用的关键生产技术，并从选煤厂原煤给料、筛分破碎、重介分选、煤泥水处理、配仓配煤、装车外运全流程智能化等方面，详细阐述了神东在上湾选煤厂、哈拉沟选煤厂进行高级智能化选煤厂建设的实践以及良好的应用效果，从智能感知、智能决策、智能诊断、智能管理等方面总结了大型重介质选煤厂智能化建设成套技术。重点以智能筛分、智能分选、智能煤泥水处理、智能配煤为例详细介绍实现高级智能化选煤厂的关键生产技术。
2025年S1期 v.31 874-881页 [查看摘要][在线阅读][下载 1484K] [阅读次数：0 ] - 王清;李敬伟;孟庆柯;刘延慧;李玉忠;王旭江;王文龙;穆立春;史林侠;
为发展粉煤灰（Coal Fly Ash,CFA）的碳矿化技术，制备了CFA基高效负碳材料，并探究将其矿化CO_2产物掺加在不同胶凝材料体系中的应用效果。研究了将矿化产物按照5%和10%替代比分别加到普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥以及建筑石膏建材体系中，测试胶凝体系的力学性能、水化产物并分析微观结构。试验结果表明，改性CFA经过碳化以后，易碳化产物钙矾石(AFt)与C-S-H凝胶含量明显下降，碳酸钙(CaCO_3)含量显著增加。在OPC体系中，掺入矿化产物可以显著提高力学性能：养护28 d时，与纯OPC试块相比，5%和10%替代比的试块抗压强度分别提高32.5%和24.2%，并且XRD结果显示体系中的CaCO_3大多以方解石的形式存在；在SAC体系中，掺入矿化产物后前期力学性能略有下降，但养护28 d时，5%和10%替代比矿化产物的试块抗压强度分别提高9.0%和14.0%，说明掺入矿化产物可以提高SAC体系的后期力学性能；在BG体系中，与掺入相同替代比CFA的BG试块比较，5%矿化产物掺量可提高BG试块的力学性，10%掺量则略有下降，说明存在最佳掺量范围。研究结果为固废基CO_2矿化产物的建材化利用提供了理论和数据支撑。
2025年S1期 v.31 882-893页 [查看摘要][在线阅读][下载 5120K] [阅读次数：0 ] - 闫计栋;沈国清;张世平;安连锁;
目前火电领域针对贫煤和无烟煤等难着火、难燃尽的煤种多采用W型火焰锅炉，炉内较高的燃烧温度导致缺少有效测量监控手段进行燃烧恶化工况调整。针对此问题进行了基于声学CT的W型火焰锅炉均衡燃烧优化研究，根据W型火焰锅炉实际尺寸选定合适测温面，通过温度场与锅炉指标的良好对应性，验证了声学CT温度场测量的准确性及炉内燃烧监测的可行性；并根据温度场信息，结合二次风、氧量及喷嘴投停进行炉内燃烧的调控优化，有效减少了炉内火焰偏移和燃烧不良的工况，进一步降低了烟气内NO_x、CO及飞灰可燃物等污染物含量。
2025年S1期 v.31 894-900页 [查看摘要][在线阅读][下载 1276K] [阅读次数：0 ] - 冯海建;李延锋;
现有矿化工艺面临多维技术制约：传统浮选体系缺乏入料特性的适应性调节机制；逆流矿化过程存在矿化效率与回收率难以协同提升的瓶颈；而机械搅拌与射流矿化方式虽强化了相界面作用，却伴随能源消耗强度偏高及湍流场均匀性不足的固有问题。为弥补上述3种技术的不足，通过引入湍流调控颗粒，提出了一种通过调节湍流强度以适应不同入料特性的新矿化技术，重点分析湍流强度对流化床浮选矿化过程的影响。通过分析表观水速和静床层高度的变化对湍流强度的影响，进一步研究了新矿化环境对煤泥分选效果的影响。研究结果表明，新提出的矿化环境在煤泥分选中起到了决定性作用，表观水速和静床层高度的调整会显著改变湍流强度，导致不同粒度煤泥的浮选效果具存在差异。
2025年S1期 v.31 901-905页 [查看摘要][在线阅读][下载 702K] [阅读次数：0 ] - 赵锦生;肖永丰;刘汇东;
基于文献计量分析方法，通过对Web of Science核心合集数据库中4175篇相关文献的分析，揭示了煤矸石、粉煤灰等煤基固废在重金属污染治理和土壤修复中的应用现状和发展趋势。结果表明，煤基固废因其独特的物理化学特性，在重金属吸附、污染物固定及土壤改良方面展现出广阔的应用前景，该领域的国际合作和多学科交叉研究推动了技术创新。尽管煤基固废在实验室和小规模试验中取得了积极成果，但其在大规模实际应用中的长期效果和技术可行性仍需进一步研究，未来的研究方向应聚焦于煤基固废的高值化利用、改性技术的优化以及政策和标准的制定，以推动该材料在生态修复中的大规模应用。
2025年S1期 v.31 906-915页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K] [阅读次数：0 ] - 赵乐;宋文革;王斌;
为应对跳汰机风阀开度控制中存在的复合干扰，提升分选稳定性与效率，提出复合干扰下跳汰机风阀开度PID-模糊复合控制。首先，基于跳汰机原理模型与知识规则，分析风阀参数对床层松散度等关键指标的影响，建立控制目标；其次，设计PID控制器实现基础反馈调节，并构建模糊控制器，依据偏差及变化率动态调整PID参数，增强系统鲁棒性；最后，引入改进遗传算法优化PID-模糊复合控制参数，提升控制性能。实验结果表明，所提方法具有较好的动态响应性能与抗干扰能力，能快速稳定跟踪输入变化，降低超调量，提升分选精度。
2025年S1期 v.31 916-920页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K] [阅读次数：1 ] - 郭建军;
跳汰机作为重力选矿的核心设备，其排料状态的稳定性直接影响分选效率、产品质量及资源回收率。提出双目视觉支持下跳汰机自动排料状态监测方法，首先，建立双目视觉检测模型，并通过双目视觉相机标定提高目标检测精度，获取跳汰机图像；其次，结合导向滤波与单尺度Retinex模型对跳汰机图像展开滤波处理，消除图像的模糊现象；最后，将滤波后的图像输入全局结构信息学习网络模块中挖掘跳汰机图像的先验信息，利用LSTM门控机制充分学习跳汰机排料状态信息，以此确定跳汰机自动排料状态，实现状态监测。实验结果表明，所提方法具有良好的图像滤波效果与较高的状态监测精度。
2025年S1期 v.31 921-925页 [查看摘要][在线阅读][下载 716K] [阅读次数：0 ] - 兰小进;牛超;陈飞云;许瑞鹏;于子一;
为了能够实时且精准监测跳汰机空气室水位的变化情况，提出一种考虑多传感融合的跳汰机空气室水位在线监测方法。首先，在跳汰机空气室展开水位监测传感器部署。其次，通过卡尔曼滤波算法的状态估计特性和相关历史信息，使状态的估计值更加逼近真实值，完成多传感动态数据融合。考虑到传感器数据出现严重冲突时，造成数据融合结果偏离真实值。引入D-S理论，通过冲突因子量化数据间的不一致性，采用改进的组合规则重新分配冲突数据权重，在决策层对卡尔曼滤波的初步融合结果展开仲裁，实现冲突数据决策。最后，应用改进随机森林算法完成跳汰机空气室水位在线监测。实验研究表明，应用所提方法可以获取更加准确的跳汰机空气室水位在线监测结果。
2025年S1期 v.31 926-930页 [查看摘要][在线阅读][下载 700K] [阅读次数：0 ] - 陶亚东;赵乐;陈凡;
跳汰机排料系统具有显著的非线性特征，参数间耦合关系复杂，难以通过简单的数学模型控制其排料过程，故排料量实际变化存在明显的时间延迟。为应对上述情况，提出选煤厂跳汰机定量排料模糊串级PID控制方法。根据跳汰机排料系统组成情况，设计齿轮和齿条结构，再结合针对性的受力分析，设计模糊串级PID控制器，从而完成对模糊规则库与控制参数的自整定运算，实现跳汰机定量排料模糊串级PID控制方法的设计。实验结果表明，基于模糊串级PID原则实施控制，可以结合煤料粒度与密度调节给料速度，实现了以数学模型控制跳汰机排料过程的初衷。
2025年S1期 v.31 931-936页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K] [阅读次数：0 ] - 牛超;兰小进;郭照鑫;何鹏;
针对液压换向阀频繁启停引起的跳汰机自动排料系统排料不畅问题，提出了一种跳汰机自动排料系统液压换向阀模糊PID控制方法。首先，分析跳汰机自动排料系统的工作特性，确定通过控制系统的液压换向阀能够控制床层厚度，并将床层厚度作为系统控制参数；其次，设计模糊PID控制器对液压换向阀展开控制；最后，利用混沌优化算法对控制器展开参数整定，确保控制器的精度。实验结果表明，该方法对液压换向阀的控制效率较高、控制效果较好。
2025年S1期 v.31 937-942页 [查看摘要][在线阅读][下载 814K] [阅读次数：0 ] 下载本期数据