微波加热强化煤泥低温干燥的机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1361113
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31
  • 项目参与者:
    赵希强; 孙静; 陈守燕; 张振; 周龙; 姚连升;
  • 关键词:

项目摘要

The dehydration and drying of coal slime is a key method to enhance its quality. The increase of processing time and energy consumption due to the decreasing drying rate at the falling-rate drying period have become a bottleneck for the effective and fast drying of coal slime by the traditional drying technology. In this project, a new method was put forward. This method is to adopt the traditional heating in the front zone and microwave heating at the rear to enhance the low-temperature drying of slime. The internal heating mechanism can be applied to improve the heat and mass transfer of moisture in the slime, which is promising to increase the heating rate at the falling-rate drying period with the assistance of microwave, and then promotion of coal slime drying effect can be achieved. The feasibility of this method was verified by our previous research work. Based on the acquisition of physical, chemical and structural properties of the coal slime, and the occurrence mode and distribution pattern of moisture, we can obtained the drying curves at different heating mode and operating parameters, and the critical moisture content of slime. And then, the moisture type and migration process under microwave enhanced drying condition can be revealed; the effect of microwave drying process on the coal quality, moisture suck-back property and equilibrium moisture content of the dried sample can also be explained; the interaction of microwave with mineral composition in the slime and its effect on the temperature rise and drying process can also be investigated. Finally, a drying model can be established to predict the temperature field and moisture migration pattern. The project can provide support for the exploration of new drying methods and the improvement of basic drying theory of coal slime.
脱水干燥是高含水率煤泥品质提升的关键手段。在传统热干燥工艺的降速干燥段,随着干燥速率的降低,干燥时间和能耗显著增加,成为制约煤泥高效、快速干燥的一大瓶颈。本项目提出在常规干燥降速段辅以微波照射对煤泥进行低温强化干燥的新方法,应用微波“内部加热”机制优化水汽传热传质,有望大幅提升煤泥整体干燥速率和干燥性能,项目组前期的研究已初步证明了其可行性。拟在获取煤泥性质及水分赋存形态、类型及分布特性的基础上,研究不同干燥方式和操作参数下煤泥干燥的演变过程及相应的临界含水率范围,揭示经过常规预干燥的煤泥在微波深度干燥条件下的水分迁移规律。探索微波干燥对煤质的影响、干燥后样品的返潮特性及平衡含水率范围,阐明微波与煤泥中矿物的耦合作用对煤泥升温、干燥过程的影响。建立煤泥微波干燥模型,对煤泥中的温度场和水分迁移扩散规律进行预测。本项目研究将为探索煤泥干燥新方法、丰富煤泥干燥基础理论提供支撑。

结项摘要

脱水干燥是高含水率煤泥品质提升的关键手段。在传统热干燥工艺的降速干燥段,随着干燥速率的降低,干燥时间和能耗显著增加,成为制约煤泥高效、快速干燥的一大瓶颈。本项目提出在常规干燥降速段辅以微波照射对煤泥进行低温强化干燥的新方法,应用微波“内部加热”机制优化水汽传热传质,有望大幅提升煤泥整体干燥速率和干燥性能。提出的热风/微波联合干燥方式一方面通过热风干燥方式降低干燥过程总能耗,另一方面通过微波干燥的强化提升作用达到缩短干燥总时间的目的。.在对煤泥理化特性进行详细分析的基础上,本项目分别研究了热风和微波加热下的煤泥干燥特性及水分迁移规律,考察了不同干燥方式和操作参数下的干燥曲线,并分别进行了动力学及能耗分析,得到了常规干燥和微波干燥的最佳组合工艺参数及临界含水率范围,发现常规干燥后的煤泥含水率为15%时再辅以微波快速干燥,其总体能耗最低;通过与热风干燥的对比,揭示了具有特定内部孔隙结构的煤炭在特定的微波干燥条件下,内部的水分可能会以液态形式向表面快速释放的现象。由此大幅减少了水分气化时大量吸收汽化潜热带来的高能耗,为进一步降低微波干燥系统的总能耗提供了可能。考察了干燥对煤质的影响、干燥后样品的返潮特性及平衡含水率范围,评价了微波干燥对产品提质特性的综合效果;出于应用考虑,煤泥微波干燥的中试研究表明微波干燥低阶煤技术可行,是一种实现高含水率物料快速、有效干燥的新方法。本项目研究为开发煤泥新型干燥方式,探索干燥机理,促进联合干燥技术的工业化应用提供了重要参考。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Quantitative measurement of energy utilization efficiency and study of influence factors in typical microwave heating process
典型微波加热过程能量利用效率定量测量及影响因素研究
  • DOI:
    10.1016/j.energy.2015.05.036
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    Energy
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Zhao, Xiqiang;Mao, Yanpeng;Li, Xinning;Song, Zhanlong
  • 通讯作者:
    Song, Zhanlong
Self-Heat Recuperative Microwave and Hot-Air-Combined Drying of Lignite
褐煤自热回收微波与热风联合干燥
  • DOI:
    10.1080/19392699.2015.1115398
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    International Journal of Coal Preparation and Utilization
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Guifang Chen;Chuanming Jing;Liansheng Yao;Zhanlong Song
  • 通讯作者:
    Zhanlong Song
Elucidation of the Pumping Effect during Microwave Drying of Lignite
褐煤微波干燥过程中泵送效应的阐明
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.5b04881
  • 发表时间:
    2016-03-23
  • 期刊:
    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Song, Zhanlong;Yao, Liansheng;Ma, Chunyuan
  • 通讯作者:
    Ma, Chunyuan
Cost combined life cycle assessment of lignite-based electricity generation
褐煤发电的成本综合生命周期评估
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2015.07.026
  • 发表时间:
    2015-11
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Zhanlong Song;Qingsong Wang;Xiqiang Zhao;Chunyuan Ma
  • 通讯作者:
    Chunyuan Ma
Drying behavior of lignite under microwave heating
微波加热下褐煤的干燥行为
  • DOI:
    10.1080/07373937.2016.1182547
  • 发表时间:
    2017-01
  • 期刊:
    DRYING TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    井传明;赵希强;王文龙;马春元
  • 通讯作者:
    马春元

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其他文献

Decomposition of methylbenzene over Fe0/ZSM-5 under microwave irradiation
微波辐射下 Fe0/ZSM-5 分解甲苯
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    Catalysis Communications
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    周玉立;王文龙;孙静;宋占龙;赵希强;毛岩鹏
  • 通讯作者:
    毛岩鹏
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    太阳能学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵希强;宋占龙;马春元;王涛;李龙之
  • 通讯作者:
    李龙之
Cost combined life cycle assessment of lignite-based electricity
褐煤发电的成本综合生命周期评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    宋占龙;王庆松;赵希强;马春元
  • 通讯作者:
    马春元
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李龙之;宋占龙;赵希强;马春元
  • 通讯作者:
    马春元
Novel treatment of a biomass tar model compound via microwave-metal discharges
通过微波金属放电处理生物质焦油模型化合物的新方法
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2017.06.075
  • 发表时间:
    2017-11
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    孙静;王文龙;宋占龙;赵希强;毛岩鹏;马春元
  • 通讯作者:
    马春元

其他文献

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宋占龙的其他基金

微波放电耦合溶胀改性协同强化废轮胎气化重整制氢机理及调控机制
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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