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物化提纯法提纯SiC用高纯石墨制品技术研究

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炭素技术 2024年第1期43卷 75-78页

作者：吴忠举白杨丰田冬龙成洋洋李剑张婷山西中电科新能源技术有限公司山西太原030024

通过对现有石墨提纯技术梳理,提出物化提纯法的概念、反应机理及提纯流程,提出物化提纯法的3个重要技术指标,即工艺气体选择、工艺炉压选择和工艺温度选择,根据提纯流程对第3代半导体SiC用高纯石墨制品进行试验,通过试验证明,使用物化... 详细信息

通过对现有石墨提纯技术梳理,提出物化提纯法的概念、反应机理及提纯流程,提出物化提纯法的3个重要技术指标,即工艺气体选择、工艺炉压选择和工艺温度选择,根据提纯流程对第3代半导体SiC用高纯石墨制品进行试验,通过试验证明,使用物化提纯法对第3代半导体碳化硅用石墨制品进行提纯,其纯度可以稳定在99.9995%~99.9999%,并且可以定向去除第3代半导体碳化硅用高纯石墨制品中B和Al元素,完全可以满足第3代半导体碳化硅用高纯石墨制品的纯度要求。

关键词：高纯石墨制品物化提纯法碳化硅定向去除

基于特征选择和XGBoost算法考虑极端天文、气象事件影响的光伏性能预测方法

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太阳能学报 2024年第5期45卷 547-555页

作者：王瑶吴云来俞铁铭胡华友李明光浙江正泰智维能源服务有限公司杭州310051 浙江正泰新能源开发有限公司杭州310051

以Pearson’s r特征选择方法进行参数相关性判断后,构建分析决策树指数模型,提高水平面总辐射的预测精度,通过气象参数的主成分提取,实现训练集降维。采用XGBoost算法构建预测模型,加入正则项控制模型的复杂度,降低过拟合率,提高模型对... 详细信息

以Pearson’s r特征选择方法进行参数相关性判断后,构建分析决策树指数模型,提高水平面总辐射的预测精度,通过气象参数的主成分提取,实现训练集降维。采用XGBoost算法构建预测模型,加入正则项控制模型的复杂度,降低过拟合率,提高模型对未知数据的适应能力。通过泰勒展开将损失函数的选取和算法优化过程去耦合,实现极端天文、气象条件下光伏电站性能的预测和模型评估。预测结果与实测值对比表明,所提预测法能自动学习缺失值的处理策略,支持多种类型的基分类器,有广泛的优化空间。在针对光伏功率P_(w)、系统效率PR、产能利用率CF的预测平均绝对百分比误差在15%以内,显示出良好的预测准确度和稳定性。

关键词：特征选择主成分分析机器学习光伏发电组合预测

基于改进灰狼优化算法的矿井最短逃生路径规划研究

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金属矿山 2024年第3期 244-248页

作者：卢国菊高彩军山西能源学院安全工程系山西晋中030600 中煤集团山西金海洋能源有限公司山西朔州036000

矿井作业环境复杂,各类地质灾害以及水害极易影响井下安全生产,因而预先对灾害发生时的人员逃生路径进行规划很有必要。为获取矿井最短逃生路线,提出了一种改进灰狼优化算法的路径规划方法。该方法针对灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizat... 详细信息

矿井作业环境复杂,各类地质灾害以及水害极易影响井下安全生产,因而预先对灾害发生时的人员逃生路径进行规划很有必要。为获取矿井最短逃生路线,提出了一种改进灰狼优化算法的路径规划方法。该方法针对灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization,GWO)早熟收敛和易陷入局部最优解的不足,提出了一种基于Logistic映射和Tent映射组合的改进灰狼算法(LT-GWO),提高其全局搜索能力。结合矿井实际工作环境,将改进算法应用于井下逃生路径规划,并通过设定合理路径约束和限制条件,获得了较好的路径规划结果。研究表明:所提算法在平均路径长度、路径长度标准差、平均迭代次数和平均寻优耗时等指标上显著优于已有算法,并且具有较好的鲁棒性。所提算法对于矿井灾害等应急场景下的路径规划问题研究有一定的参考价值。

关键词：井下救援灰狼优化算法矿井逃生路径规划 Logistic映射 Tent映射

不等径开放式撞击流雾化特征及二乙二醇/水体系混合研究

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含能材料 2024年第4期32卷 360-368页

作者：梁鹏飞陈锦芳赵美玲张国辉王雅丽山西北方兴安化学工业有限公司山西太原030008

采用粒子图像测速技术(PIV)对不等径开放式撞击流中质量分数60%的甘油‑水溶液雾化性能进行了研究,探讨韦伯数We(51≤We≤1605)、入射速度u(2.12 m·s^(-1)≤u≤6.37 m·s^(-1))、喷嘴直径(喷嘴1:左侧喷嘴直径(D_(1))=1.5 mm,右侧喷嘴直... 详细信息

采用粒子图像测速技术(PIV)对不等径开放式撞击流中质量分数60%的甘油‑水溶液雾化性能进行了研究,探讨韦伯数We(51≤We≤1605)、入射速度u(2.12 m·s^(-1)≤u≤6.37 m·s^(-1))、喷嘴直径(喷嘴1:左侧喷嘴直径(D_(1))=1.5 mm,右侧喷嘴直径(D_(2))=2 mm;喷嘴2:D_(1)=2 mm,D_(2)=3 mm)对液膜破碎特征及液滴行为的影响,并对复合含能材料粘结剂溶剂二乙二醇与水混合过程的液滴分布进行了研究。结果表明:随着We增大,液膜破碎长度先增大,当液膜破碎模式到达无边缘模式后减小,且液膜厚度与液滴直径逐步减小,液滴速度逐步增大;随喷嘴直径增大,液膜破碎模式变化不显著,液膜破碎长度、厚度、液滴直径均增大,液滴速度则逐步减小。同时,拟合得到液膜破碎长度、液膜厚度、液滴索特平均直径D[3,2]与喷嘴直径、韦伯数间的经验关联式,采用二乙二醇与水体系验证后发现,随入射速度增大,二乙二醇与水撞击混合后液滴直径减小,分布变窄,D[3,2]数值在经验关联式±15%误差范围内与理论预测结果一致。

关键词：开放式撞击流不等径粘结剂溶剂液膜破碎特征液滴行为

氧原子在θ-Fe_(3)C不同晶面的吸附及移除机理

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燃料化学学报（中英文） 2024年第10期52卷 1435-1442页

作者：白亚郑昱李永峰刘金家山西能源学院能源化学与材料工程系山西晋中030600 中科合成油技术股份有限公司北京101400

碳化铁θ-Fe_(3)C作为费托反应活性相之一,其氧化造成了催化剂的严重失活。探究氧原子在碳化铁晶面的吸附及移除机理有助于理解氧化过程,为提高催化剂的稳定性提供参考。本工作通过理论计算研究了低覆盖度下氧原子在θ-Fe_(3)C不同晶面... 详细信息

碳化铁θ-Fe_(3)C作为费托反应活性相之一,其氧化造成了催化剂的严重失活。探究氧原子在碳化铁晶面的吸附及移除机理有助于理解氧化过程,为提高催化剂的稳定性提供参考。本工作通过理论计算研究了低覆盖度下氧原子在θ-Fe_(3)C不同晶面的吸附,其在(110)晶面吸附最强,(001)晶面次之,(011)晶面吸附最弱,即(110)容易氧化。原子热力学研究表明,增大H_(2)O分压或降低温度有利于氧原子吸附,容易造成表面氧化。此外,在典型费托反应条件下(110)晶面氧原子的覆盖度最高,进一步证明该晶面易氧化,与低覆盖度吸附结果一致。对移除路径进行计算得出,(011)晶面吸附氧原子直接与CO反应以CO_(2)方式移除能垒较低(0.84 eV);(001)与(110)晶面吸附氧原子主要通过OH歧化以H_(2)O方式移除,但后者形成O−H键需要克服的能垒更高(1.72 vs 1.47 eV)。

关键词： θ-Fe_(3)C 氧化氧原子吸附移除机理

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高压液氢泵行业研究现状及关键技术问题

天然气工业 2024年第8期44卷 166-177页

作者：高浩华顾素平王琛张昕郑春辉赵瑞何广利北京低碳清洁能源研究院中天华氢有限责任公司国华能源投资有限公司国华(江苏)风电有限公司

将氢气液化,以液态氢的方式进行储运、加注是降低用氢总成本的重要方式之一,并有望成为未来面对更大用氢需求的更优选择。高压液氢泵作为液氢产业链中的核心设备,其国产化水平对于降低成本和提高产业链自主可控至关重要。为此,系统调研... 详细信息

将氢气液化,以液态氢的方式进行储运、加注是降低用氢总成本的重要方式之一,并有望成为未来面对更大用氢需求的更优选择。高压液氢泵作为液氢产业链中的核心设备,其国产化水平对于降低成本和提高产业链自主可控至关重要。为此,系统调研了高压液氢泵在加氢站的应用现状及国内外研发情况,分析了高压液氢泵研究中亟需解决的关键技术问题,提出了液氢泵国产化的技术攻关方向及主要路径。研究结果表明:①液氢加氢站主要有低压汽化压缩、液氢泵增压汽化和直接加注等3种技术模式,其中液氢泵增压汽化是液氢存储型加氢站的主流技术模式;②中国有关高压液氢泵研发的公开研究成果较少,高压液氢泵的国产化研发仍处在初级阶段,产品的稳定性和成熟度还有待验证;③高压液氢泵国产化研发亟需解决结构型式选择与设计、低温绝热性能、材料选择、活塞密封与泄漏控制等关键技术问题,并针对性地提出了液氢泵国产化的建议。结论认为,高压液氢泵设计需要在技术与性能,生产与维护之间综合考量,以确保其在极端低温环境下稳定、可靠运行;随着氢能产业的快速发展,氢能的跨境运输将成为现实,届时液氢将成为重要储运方式,高压液氢泵将在国际液氢物流运输船舶接收、储罐转注、液氢槽车充装、液氢加注等环节发挥更大的作用。

关键词：液氢加氢站高压液氢泵泵体结构氢脆绝热性能密封增压汽化

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含铁丝光沸石分子筛的合成及性能

硅酸盐学报 2024年第9期52卷 3047-3054页

作者：程莹程士敏谭广宇李盛鹏王闯尹冬雪王倩袁龙正大能源材料(大连)有限公司辽宁大连116000

含铁丝光沸石(Fe-MOR)分子筛因其独特的结构特点和良好的应用潜力,近年开始引起较多的关注。采用无有机模板剂法水热合成含铁丝光沸石分子筛,通过精细调节合成过程的酸碱度及晶化时间可控的合成出棒簇状形貌的Fe-MOR分子筛。通过粉末X... 详细信息

含铁丝光沸石(Fe-MOR)分子筛因其独特的结构特点和良好的应用潜力,近年开始引起较多的关注。采用无有机模板剂法水热合成含铁丝光沸石分子筛,通过精细调节合成过程的酸碱度及晶化时间可控的合成出棒簇状形貌的Fe-MOR分子筛。通过粉末X射线衍射仪,扫描电子显微镜,X射线荧光分析仪,CO_(2)静态吸附,CO_(2)吸附穿透试验分别对所得产物进行结构性质表征及CO_(2)吸附性能测试。成功将Fe元素引入到丝光沸石分子筛的骨架结构中,所合成的形貌新颖的Fe-MOR分子筛样品CO_(2)静态吸附量最高可以达到3.57 mmol/g。

关键词：含铁丝光沸石模板剂二氧化碳吸附性能

地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术——以新疆屯宝煤矿为例

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煤炭科学技术 2024年第9期52卷 173-188页

作者：王海军郑三龙王相业董敏涛吴艳马良杨伟朱玉英中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 国家能源集团新疆能源有限责任公司屯宝煤矿新疆昌吉831113 国家能源集团新疆能源有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

煤矿隐蔽致灾因素是制约矿井安全、高效、绿色、智能化开采的关键地质因素,透明地质是实现煤矿隐蔽致灾因素探测的重要技术手段,其中地质构造透明化勘查是重中之重。为建立适用于不同地质条件或煤矿区的地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查... 详细信息

煤矿隐蔽致灾因素是制约矿井安全、高效、绿色、智能化开采的关键地质因素,透明地质是实现煤矿隐蔽致灾因素探测的重要技术手段,其中地质构造透明化勘查是重中之重。为建立适用于不同地质条件或煤矿区的地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术体系,首先在对构造隐蔽致灾因素分析的基础上,提出了区域构造分析入手,地面、井下联合调查的构造隐蔽致灾因素快速排查技术体系,高效圈定矿井地质构造异常发育区、分析其分布规律;基于以往地面地质勘查钻孔资料和三维地震勘探数据初步分析全井田煤层厚度、断裂构造以及顶底板构造起伏形态;采用槽波勘探、定向钻探、超前物探、随采随掘地震、巷道快速写实等综合技术手段,对采掘工作面的地质构造逐级透明化;采用理论分析、工程类比、数值模拟、相似材料模拟、现场工程验证等方法,对地质构造类型、属性特征与煤层厚度、煤岩体结构、瓦斯涌出量、瓦斯压力、顶板矿压的相关性进行分析,研究在开采条件下采掘工作面过断裂构造不同区内的瓦斯参数、顶板/矿压灾害的响应规律,通过特征参数阈值选取实现工作面构造隐蔽致灾因素的监测和预警;利用数字化技术实现对不同地质构造及其灾害属性的数字化表达,通过建模软件实现对构造隐蔽致灾因素的三维透明化显示;构建了区域构造地质研究、隐蔽致灾因素精细勘查、致灾威胁性科学评价、地质构造透明化4个层级的地质构造隐蔽致灾因素逐级透明化勘查技术体系,并在屯宝煤矿进行了工程实践。研究结果表明:屯宝煤矿地质构造类型复杂,不仅发育有地堑式、地垒式、雁列式、挠曲等断裂构造样式,同时发育有小型冲刷带、断层及其破碎带等;复杂地质构造是诱发矿井瓦斯突出、顶板灾害、应力集中以及矿井冲击地压显现等矿井灾害的关键性地质因素,断层对巷道应力集中的影响范围为10~15 m,对工作面的影响范围为20~30 m;工作面内存在瓦斯富集区,瓦斯含量与瓦斯涌出量的分布具有明显分带性,且分带性受断层的控制;煤层瓦斯的含量、瓦斯涌出量随着工作面与断层的距离变化呈现对数相关性,在距离断层25 m处出现明显增加,在大于25 m区域变化不大,在小于25 m区域随着距离的减小呈指数型增大。工作面初次来压位置前后20 m、工作面见方前后30 m为中等冲击危险区域,采空区煤柱影响区、终采线前后50 m、落差大于4 m的断层前后30 m等区域为弱冲击危险区域;冲击地压、顶板和瓦斯等多种矿井灾害的隐蔽致灾因素叠合区域为灾害防治的重点区域。研究成果实现了构造复杂区域地质构造隐蔽致灾因素与矿井灾害透明化的无缝衔接,为煤矿区传统的地质勘查向数字化、智能化的发展提供了可行的技术路径。

关键词：煤矿安全隐蔽致灾因素地质透明化勘查地质保障技术断层智能开采透明地质

矿用防爆柴油机四元组合式尾气后处理系统设计及性能试验

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2547-2560页

作者：张磊唐彬展鲍久圣胡志伟彭振胡德平阴妍袁晓明中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿山西吕梁033602 徐州徐工重型车辆有限公司江苏徐州221112 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006

防爆柴油机是矿井辅助运输车辆使用最为广泛的动力源之一,受防爆改造以及井下恶劣环境的影响,导致其尾气污染问题严重,有悖于绿色矿山发展战略。煤矿井下自2020年12月开始实施非道路国III排放标准,但现阶段矿用防爆柴油机尾气净化多采... 详细信息

防爆柴油机是矿井辅助运输车辆使用最为广泛的动力源之一,受防爆改造以及井下恶劣环境的影响,导致其尾气污染问题严重,有悖于绿色矿山发展战略。煤矿井下自2020年12月开始实施非道路国III排放标准,但现阶段矿用防爆柴油机尾气净化多采用机内前处理技术,无法满足非道路国IV及更高标准的排放要求。针对防爆柴油机尾气污染严重及净化技术滞后的问题,设计了一种新型四元组合式尾气后处理系统,并通过仿真和台架试验开展了关键部件结构参数优化及尾气污染物净化性能研究。首先,按照煤矿井下防爆要求,超前面向非道路国IV尾气排放标准,设计了一种由氧化催化剂(DOC)、颗粒捕集器(DPF)、选择性催化还原器(SCR)和防爆温控装置(EPTC)组成的防爆柴油机四元组合式尾气后处理系统;采用STAR-CCM+仿真软件对防爆温控装置结构进行传热分析,结果表明:管壁面温度均小于150℃,可满足煤矿安全规程防爆要求。其次,以某型60 kW防爆柴油机为研究对象,基于GT-Power软件分别搭建了DOC、SCR和DPF后处理部件的仿真模型,并对其关键结构参数及净化性能开展正交试验进行优化,确定了尾气后处理系统关键部件的最优结构参数,得到如下规律:污染物的净化效率随DOC和SCR的载体直径、载体长度和通道密度的增大而提高;载体长度和载体直径对DPF捕集效率与DOC和SCR规律一致,而DPF因其特殊的壁流式载体结构,随着通道密度增加,PM颗粒物的捕集效率可始终维持在96%附近。在此基础上,建立了防爆柴油机和后处理系统的耦合模型,开展了防爆柴油机尾气排放污染物净化效率、动力性与经济性仿真试验。最后,研制了四元组合式尾气后处理系统样机并开展台架试验,将试验数据与仿真数据对比分析,结果表明:尾气后处理系统对CO、NO、HC与颗粒物的净化效率分别大于95%、90%、83%以及95%,可满足非道路国IV排放要求;加装尾气后处理系统的防爆柴油机整体输出扭矩平均下降4.83%,整体燃油消耗率平均增加1.19%,对防爆柴油机的动力性与经济性的实际影响较小。

关键词：防爆柴油机尾气后处理 “四元”组合式参数优化非道路国Ⅳ