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题名复合改性活性炭对VOCs吸附性能及其热安全性研究
- 1
-
-
作者
李丛媛
张金锋
黄小羽
吴弘浩
任红威
张丁超
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机构
河北科技大学环境科学与工程学院
河北科技大学河北省污染防治生物技术实验室
-
出处
《中国安全生产科学技术》
北大核心
2026年第3期14-21,共8页
-
基金
河北省自然科学基金项目(E2023208073)。
-
文摘
为提高活性炭对挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)的吸附性能及其在吸附过程中的热安全性,采用“咪唑锚定-甜菜碱调控-硅源修饰”复合离子液体改性方法处理活性炭,进一步优化其理化性能。研究结果表明:改性后活性炭表面成功引入咪唑环C=N、C C等官能团并形成致密的二氧化硅网络,孔隙结构增多且分布均匀,比表面积和微孔=体积增大;在25,45,65℃3个实验吸附工况条件下,25℃时吸附效果最好,甲苯吸附量达50.76 cm^(3)/g,为原始活性炭(12.58 cm^(3)/g)的3.91倍;自燃点从319.0℃提高至357.4℃,初始分解温度从393.79℃提升至470.64℃;表观活化能从31.90 kJ/mol增至84.63 kJ/mol,增加52.73 kJ/mol。复合离子液体改性通过硅基网络与杂环官能团的协同作用,增加吸附位点并形成致密的复合结构,实现活性炭吸附性能与热安全性的协同改善。研究结果可为VOCs废气的安全处理提供理论和技术参考。
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关键词
改性活性炭
复合离子液体
VOCS
吸附性能
热安全性
-
Keywords
modified activated carbon
composite ionic liquid
VOCs
adsorption performance
thermal safety
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名电铲外高压风幕闭环射流除尘装置数值模拟及试验研究
- 2
-
-
作者
陈景序
赵嘉诚
曹成福
刘业娇
荆德吉
智栐凯
-
机构
内蒙古科技大学矿业与煤炭学院
内蒙古自治区矿业工程重点实验室
内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
-
出处
《中国安全科学学报》
北大核心
2026年第1期104-111,共8页
-
基金
国家自然基金面上项目资助(52474229)
内蒙古自治区2025年重点研发和成果转化计划(社会公益领域)(2025YFSH0073)
自治区直属高校基本科研业务费项目(2024QNJS101,2025QNJS007)。
-
文摘
为降低电铲采装作业过程中的粉尘扩散,设计一种安装于电铲车身外的高压风幕闭环射流除尘装置,将电铲倾倒时车前方产生的粉尘团与周围环境分隔开,形成一个小型非扰动区,只开启风流装置时,通过射流风口与负压集尘口共同作用将粉尘通过指定闭环路径吸入负压集尘口;开启喷雾装置后,液滴粒子在高速射流冲击下加剧破碎,水雾粒子与含尘气流充分混合后沉降;通过数值模拟方法分析开启该装置时电铲车身外流场特性及液滴粒子分布特征,并设置4个不同的偏转角度探究最佳流场分布。模拟结果表明:射流风速30 m/s,偏转角30°的情况下闭环卷吸效果最佳;开启喷雾装置后,液滴粒子在受到高速风流冲击下加剧液滴破碎,增大了车身前方粉尘润湿覆盖面积;烟流观测试验与风流场模拟保持高度相似,验证了开启装置外流场模拟结果的准确性;雾化降尘试验表明开启雾化装置后射流偏转角30°时电铲周围粉尘治理效果最佳。
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关键词
电铲
高压风幕墙
闭环射流
除尘装置
数值模拟
-
Keywords
electric shovel
high-pressure wind curtain
closed-loop jet
dust collect unit
numerical simulation
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名旧工业建筑再生施工粉尘运移特性数值模拟研究
被引量:3
- 3
-
-
作者
田卫
马睿浩
关小杰
高明哲
谭啸
-
机构
西安建筑科技大学土木工程学院
广联达科技股份有限公司
-
出处
《中国安全科学学报》
北大核心
2025年第1期231-238,共8页
-
基金
国家自然科学基金资助(51908452)。
-
文摘
为探究旧工业建筑再生施工过程中产尘工序与环境流体对粉尘时空分布的影响,利用现场试验与数值模拟方法,研究不同工序及背景风速作用下施工区域内部的粉尘运移特性。通过分析大量粉尘数据,明确旧工业建筑再生施工主要工序的尘源特征类型;选取具有典型旧工业建筑特征的某待改造工业厂房,开展打磨和铲运2类工序的现场试验;使用数值模拟方法分析5种入口风速与2种产尘工序下的粉尘质量浓度分布,明确旧工业建筑再生施工空间粉尘易聚集区。结果表明:打磨工序最高粉尘质量浓度超限倍数为54倍,铲运工序最高粉尘质量浓度超限倍数为37倍;入口风速的改变会影响施工区域内粉尘的主要影响区分布,同时,会改变粉尘质量浓度在施工区域内达到动态平衡的进程;产尘工序的改变会对粉尘质量浓度分布产生一定的影响,对特定工序的工作强度进行增强则会导致其下游粉尘质量浓度同比增加。
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关键词
旧工业建筑再生
施工粉尘
运移特性
数值模拟
粉尘质量浓度
-
Keywords
old industrial building regeneration
construction dust
suppression characteristics
numerical simulation
dust mass concentration
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名非均匀渗透率对滤袋表面过滤风速分布的影响研究
被引量:1
- 4
-
-
作者
杨宏刚
李奥
曹莹雪
孟晓静
王金宵
-
机构
绿色建筑全国重点实验室/西安建筑科技大学
西安建筑科技大学资源工程学院
西安市工业职业危害评价与防治技术重点实验室
-
出处
《中国安全科学学报》
北大核心
2025年第7期91-97,共7页
-
基金
绿色建筑全国重点实验室自主研究课题基金资助(LSZZ-Y202418)。
-
文摘
为解决袋式除尘器滤袋表面过滤风速分布不均匀的问题,提出一种新的非均匀渗透率滤袋设计方法,利用Fluent软件和用户自定义函数(UDF),模拟在设计过滤风速(1.0 m/min)条件下,非均匀渗透率对滤袋表面过滤风速分布的影响。结果表明:均匀渗透率滤袋的过滤风速沿滤袋轴向自底部向上逐渐增加,且过滤风速分布均匀性随滤袋长度的增加而降低;通过优化长度为5、7、10 m等3种不同滤袋的渗透率,滤袋表面过滤风速的最大值分别从1.60、2.32和3.34 m/min降至1.30、1.31和1.38 m/min,并显著提升了滤袋表面过滤风速分布的均匀性指数,且指数分别从0.736、0.459、0.210提升至0.854、0.868、0.892。
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关键词
袋式除尘器
滤袋表面
过滤风速
非均匀渗透率
均匀性指数
-
Keywords
baghouse dust collector
filter bag surface
filtration velocity
non-uniform permeability
uniformity index
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名接尘工人粉尘暴露特征的虚拟实验设计与研究
被引量:1
- 5
-
-
作者
耿凡
黄若溪
何新建
安家俊
远士龙
-
机构
中国矿业大学低碳能源与动力工程学院
中国矿业大学孙越崎学院
中国矿业大学安全工程学院
-
出处
《实验技术与管理》
北大核心
2025年第2期119-124,共6页
-
基金
徐州市基础研究计划(KC23050)
国家自然科学基金面上基金项目(52174222)
+1 种基金
2023年教育部产学合作协同育人项目(230904554251436)
2023年中国矿业大学教学研究项目(2023ZX09)。
-
文摘
随着“健康中国,职业健康先行”的逐渐深入,个体防护作为防止粉尘进入人体、保障人身健康的最后一道防线在能源动力、安全工程、医药卫生等领域受到广泛关注。个体防护效果与接尘工人的粉尘暴露特征密切相关,但开展接尘工人粉尘暴露实验受限。为了方便学生更好地了解接尘工人粉尘暴露特征,以煤矿井下高浓度粉尘环境为背景,构建了接尘工人个体三维物理模型,采用计算流体动力学-离散相模型(CFD-DPM)模拟工人个体周围的气固两相流动,考虑个体呼吸特点对流场的影响,设计了研究接尘工人粉尘暴露特征的虚拟实验,开发了个体周围粉尘时空分布规律的分析程序。通过该实验,学生可视化观察了井下工人接尘全过程,分析了接尘工人呼吸半球区及其周围两相流动特征,所得接尘工人粉尘暴露特征为探究个体防护的改进措施、制定个体呼吸防护方案提供了理论指导,有助于学生深刻认识粉尘危害、增强个体防护意识,为深入学习和掌握两相流规律及其研究方法提供一种新思路。
-
关键词
接尘工人
个体防护
虚拟实验
暴露特征
CFD-DPM方法
-
Keywords
dust-exposed workers
individual protection
virtual experiment
exposure characteristics
computational fluid dynamicsdiscrete phase model method
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名综采工作面架间超声速喷雾降尘技术研究与应用
- 6
-
-
作者
荆德吉
赵勇
胡俭
蒋卓
任帅帅
刘鸿威
-
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室(辽宁工程技术大学)
辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院
-
出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第10期3853-3863,共11页
-
基金
国家自然基金面上项目(52474229)。
-
文摘
煤矿综采工作面架间移架及采煤机运转过程中会产生大量粉尘,严重影响作业环境与矿工健康。利用COMSOL数值模拟结合计算流体力学(CFD),研究了王家岭煤矿12304综采工作面的风流、粉尘与雾滴运动规律。结果表明,喷头向下倾斜45°时,雾化覆盖范围最优,可有效抑制粉尘扩散。在实验室测试中,对常用的雾化装置进行了优选,自研超声速抗风喷头表现出显著提升的抗风性(风阻保持距离达2.8 m,较传统喷头提升55%~133%)、优异的雾化特性(形成3.5 m×2.7 m的连续雾幕,雾滴粒径分布均匀)及更低的耗水量(减少7%~14%)。结合优化的45°向下倾角布置,在王家岭煤矿现场应用实现了91.32%的全尘降尘效率和86.59%的吸尘降尘效率,显著改善了作业环境,并在多处煤矿综采工作面应用此技术。该研究为煤矿综采工作面粉尘污染控制提供了可靠的理论依据和技术支持。
-
关键词
安全卫生工程技术
喷雾降尘
数值模拟
雾化试验
煤矿降尘
-
Keywords
safety and hygiene engineering technology
spray dust suppression
numerical simulation
atomization experiment
coal mine dust suppression
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名运输巷仿真模型建立及多断面喷雾降尘技术
- 7
-
-
作者
荆德吉
阚琦笙
刘鸿威
戴明颖
刘绍航
刘阔
-
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室
辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院
航天信息软件技术有限公司
-
出处
《中国安全科学学报》
北大核心
2025年第9期96-105,共10页
-
基金
国家自然科学基金资助(52204216)
国家自然基金面上项目资助(52474229)
国家自然科学基金青年基金资助(51704146)。
-
文摘
为了治理煤矿运输巷粉尘污染问题,利用数值仿真软件,按照1∶1的比例建立棋盘井煤矿运输巷北大巷几何模型。首先,基于标准k-ε湍流模型和粒子追踪模型,展开运输巷风流-粉尘耦合特征研究,并根据其特征提出同时治理转载点和运输巷的多断面喷雾降尘技术;然后,通过数值仿真与试验相结合的方法,验证新型降尘技术的有效性;最后,在棋盘井煤矿运输巷北大巷开展现场应用,验证该技术的实用性及高降尘特性。结果表明:运输巷内风流分布受胶带运转速度及牵引力影响产生诱导风流,整体平均风流速度约为0.6 m/s,而粉尘粒子受巷道风流裹挟扩散,粒径为25μm以下的粉尘悬浮在人行道处,而粒径为25μm以上的粉尘沉积在胶带表面和巷道底板上;新降尘技术可实现对转载点的完美覆盖,且主巷道内形成1道超音速雾幕,拦截并捕集转载点逃逸的粉尘。超音速喷雾的雾幕范围大,抗风性强,持续降尘效果显著。经棋盘井煤矿运输巷北大巷现场应用,全尘和呼尘的最高降尘效率分别达到80.12%和83.15%,验证了文中所提降尘技术的有效性。
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关键词
运输巷
转载点
多断面
喷雾降尘
粉尘质量浓度
-
Keywords
transportation roadway
transfer point
multi-section
spray dust suppression
dust mass concentration
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名不同表面活性剂对煤尘润湿效果的试验联合模拟研究
- 8
-
-
作者
荆德吉
鲍春花
戴明颖
董智斌
刘鸿威
-
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室(辽宁工程技术大学)
辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院
航天信息软件技术有限公司
辽宁工程技术大学矿业学院
-
出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第3期995-1006,共12页
-
基金
国家自然基金面上项目(52474229)
2021年度辽宁省教育厅科学研究经费项目(LJKZ0323)。
-
文摘
随着煤矿开采深度增加和机械化程度提高,传统的喷雾难以有效解决煤尘污染问题,而添加表面活性剂能够有效抑制煤尘的产生和运移。为探明不同类型表面活性剂对煤尘润湿性的影响,采用试验联合分子模拟方法,从宏微观尺度探讨了十二烷基苯磺酸钠(Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate,SDBS)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(Coconutt Diethanol Amide,CDEA)及椰油酰胺丙基甜菜碱(Cocoamidopropyl Betaine,CAB)对煤尘的润湿性。从宏观试验入手探究各表面活性剂对煤尘润湿性的影响,并通过建立表面活性剂/水、水/表面活性剂/煤体系进行动力学模拟分析,考察运动过程中分子运动趋势,将表面张力与氢键作用和径向分布函数结合分析表面活性剂自身的亲水性,将润湿角和沉降试验与静电势和相对浓度、均方位移、相互作用能结合研究表面活性剂对煤尘的润湿性影响,从分子尺度对试验现象进行系统性分析,深入探讨表面活性剂润湿煤尘的机制。结果表明:SDBS对水的表面张力削弱最强,即表面张力最小,为24.08 mN/m,微观表现为SDBS溶液形成的氢键最多,为771个,长为0.15 nm的氢键最多,径向函数曲线峰值最早出现,最易与水分子吸附;SDBS溶液的润湿角、沉降时间均为最小,分别为19.83°、21.11 s,微观表现为SDBS与煤结合后与水结合部位的静电势差最大,为5.3529 eV,受π-π相互作用的影响,SDBS在煤水界面的吸附范围最广,在氢键和静电力的主导下,水分子扩散系数最小,为0.51×10^(-4)cm^(2)/s,大幅限制了水分子扩散,SDBS与煤的相互作用能也最大,为-2662.80 kJ/mol。模拟分析揭示了宏观试验现象呈现的变化规律,研究结果可为高效评价表面活性剂润湿性提供参考。
-
关键词
安全卫生工程技术
表面活性剂
分子模拟
氢键作用
润湿性
-
Keywords
safety and hygiene engineering technology
surfactant
molecular simulation
hydrogen bond interactions
wettability
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名煤矿辅运巷道径向射流吹吸风幕控尘技术研究
- 9
-
-
作者
荆德吉
阚琦笙
胡俭
马纪闯
任帅帅
鲍春花
-
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室(辽宁工程技术大学)
辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院
陕煤集团神木张家峁矿业有限公司
-
出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第11期4280-4289,共10页
-
基金
国家自然基金面上项目(52474229)。
-
文摘
随着无轨胶轮车在煤矿中的应用,煤矿的生产效率大大提高了,但也导致了辅运巷道粉尘污染严重的问题。为解决辅运巷道粉尘污染严重的问题,基于射流理论,提出了一种径向射流吹吸风幕控尘技术。并以棋盘井煤矿辅运北大行巷为研究对象,通过建立与现场情况高度匹配的1∶1几何模型进行数值仿真计算,对径向吹吸风幕控尘技术不同工况下的风流及粉尘分布情况展开研究。模拟结果表明,径向射流吹吸风幕控尘技术最佳工况为射流速度v=25 m/s、压抽比λ=1.2,且吹风筒在B位置时控尘效果最佳。此时,巷道内进风风流对风幕的干扰作用较小,在射流吹吸风幕的卷吸作用下,粉尘沿风幕路径进入吸风口。基于数值模拟确定的最佳工况,在棋盘井煤矿辅运北大巷合理布置径向射流吹吸风幕控尘系统,并进行现场应用测试。测试结果表明:在风幕后方,总粉尘及呼吸性粉尘最高降尘效率分别为85.54%和80.99%;在风幕前方,总粉尘及呼吸性粉尘最高降尘效率分别为89.47%和86.62%。风幕前方降尘效率高于后方,且在同一截面内,越接近吹风口降尘效率越高。
-
关键词
安全卫生工程技术
辅运巷道
吹吸控尘
数值模拟
粉尘运移
-
Keywords
safety and hygiene engineering technology
auxiliary transportation roadway
blowing and suction dust control
numerical simulation
dust migration
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名阴⁃非离子复合溶液对烟煤润湿性影响及微观机理研究
- 10
-
-
作者
荆德吉
鲍春花
葛少成
孟祥曦
杨殿才
刘晓南
-
机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室
辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院
太原理工大学安全与应急管理工程学院
辽宁工程技术大学软件学院
中国核工业二三建设有限公司
-
出处
《煤炭转化》
北大核心
2025年第5期61-69,共9页
-
基金
国家自然基金面上项目(52474229)
2021年度辽宁省教育厅科学研究经费项目(重点项目)(LJKZ0323)
辽宁省教育厅理工类项目(JYTQN2023205).
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文摘
为了探讨阴-非离子复合溶液对烟煤的润湿性影响和微观机理,选择阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和非离子表面活性剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(CDEA)为研究对象,通过润湿实验对单一表面活性剂和复合表面活性剂溶液的润湿性进行研究;利用分子动力学计算水/煤、水/表面活性剂/煤体系的相互作用,并对模拟结果展开相对浓度分布、均方位移和相互作用能分析。结果表明:溶液表面张力及其在煤上的润湿角随溶液质量分数增大而减小,两种单一表面活性剂均在质量分数为0.05%后趋于稳定,0.05%质量分数下SDBS-CDEA复配溶液的表面张力及润湿角均低于单一表面活性剂;相较于单一表面活性剂体系,SDBS-CDEA体系中水分子相对浓度分布起点最靠前,水与煤的相对浓度分布曲线重叠面积最大,表面活性剂在煤表面的相对浓度最高,且此体系下水分子扩散系数降低了27.87%,体系中水与煤的相互作用能也最大,为-406.273 kJ/mol,有效地解决了烟煤亲水性差、润湿困难的问题。研究结果可为抑尘剂的选择和研发提供理论参考。
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关键词
分子动力学
烟煤
阴-非离子复合溶液
润湿性
表面活性剂
-
Keywords
molecular dynamics
bituminous coal
anionic-nonionic composite solution
wettability
surfactant
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名声-水汽联合作用下的油性细颗粒物聚并实验研究
- 11
-
-
作者
王昕
阎守洁
杨璐莹
张琦
李天
-
机构
上海理工大学
-
出处
《暖通空调》
2025年第4期158-163,171,共7页
-
基金
国家自然科学基金项目“基于声聚并与水汽凝结的油性细颗粒长大机理及净化效率提升研究”(编号:52378103)
机械工业联合会机械工业创新平台建设项目“机械工业厂房大空间健康环境与节能重点实验室”(编号:2019SA-10-07)。
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文摘
为了分析厂房内生产过程中油性细颗粒物的聚并效率,并探讨聚并过程中的影响因素,本文建立了声水汽联合作用下的油性细颗粒物聚并长大实验台。实验结果表明:在冷凝室温度10~20℃区间内,随着温度的降低,油性细颗粒物的聚并效率逐渐提升;在实验范围内,声强强度小的声波更有利于小粒径油性细颗粒物的聚并,并且小粒径颗粒物在声聚并下的聚并效果优于大粒径颗粒物。
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关键词
油性细颗粒物
声聚并
水汽凝结
聚并效率
实验分析
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Keywords
oily fine particle
acoustic aggregation
water vapor condensation
aggregation efficiency
experimental analysis
-
分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名煤矿开采中的“一通三防”安全措施研究
- 12
-
-
作者
郝宝军
-
机构
陕西彬长胡家河矿业有限公司
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出处
《湖北应急管理》
2026年第4期51-53,共3页
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文摘
本文围绕通风系统设计原则、运行维护中的风险点,以及防治瓦斯、防火、防粉尘三个方面的技术与管理措施,分析了当前煤矿开采中“一通三防”存在的薄弱环节,并提出通风网络优化、实时监测、责任制度完善、智能报警与防护装备升级等对策。研究旨在为煤矿安全管理提供可操作建议,从而有效降低事故风险,提升矿井本质安全水平,保障人员生命安全与生产效益。
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关键词
煤矿安全
一通三防
通风设计
瓦斯监测
防火管理
粉尘防护
-
分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
X936
[环境科学与工程—安全科学]
X962
[环境科学与工程—安全科学]
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
-
题名生物型表面活性剂磁化水对煤尘润湿性能影响分析
- 13
-
-
作者
袁树杰
王佳妮
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机构
安徽理工大学安全科学与工程学院
煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
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出处
《兰州工业学院学报》
2025年第1期28-34,共7页
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基金
安徽理工大学研究生创新基金(2021CX2018)。
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文摘
为研究不同生物型表面活性剂磁化水对煤尘的润湿性能,以1/3焦煤为研究对象,选择4种常见的生物型表面活性剂,通过测量生物型表面活性剂溶液的表面张力和接触角选择适宜的降尘浓度,然后计算溶液的粘附功、铺展功和浸湿功来分析润湿能力。通过粉尘沉降试验和红外光谱试验比较生物型表面活性剂磁化水的润湿性能及其对煤尘表面官能团的影响。结果表明:溶液的表面张力和接触角在质量分数大于0.1%时下降速度均放缓;质量分数为0.1%时,茶皂素的粘附功下降得最少,鼠李糖脂的粘附功下降幅度最大,而铺展功和浸湿功提升效果最好;磁化与槐糖脂的协同作用优于鼠李糖脂,但煤尘在鼠李糖脂磁化水溶液中的脂肪族/芳香族吸光度比为12.27,吸附密度最高,沉降速度最快。
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关键词
煤尘防治
生物型表面活性剂
磁化水
润湿性
-
Keywords
coal dust control
bio-based surfactants
magnetized water
wetting performance
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分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
-
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题名受载状态下表面活性剂对煤体损伤特性的影响
被引量:1
- 14
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作者
杨明
周子恒
景续武
徐靖
江舒纬
邓辉
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机构
河南理工大学安全科学与工程学院
煤矿灾害防治教育部重点实验室
河南理工大学郑州高等研究院
安阳鑫龙煤业(集团)有限责任公司
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出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第7期2562-2571,共10页
-
基金
国家自然科学基金项目(52274186,52274187)。
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文摘
为探究表面活性剂对受载煤体损伤特性的影响,提高难润湿煤层注水效果,以高阶无烟煤为研究对象,采用低场核磁共振三轴加载渗流试验系统,开展表面活性剂作用后的煤体三轴受载试验研究,探究单一及复配表面活性剂作用的煤体在不同轴向载荷条件的微观孔隙结构演化特征及宏观力学机制,揭示表面活性剂作用下煤体的孔隙损伤机制。结果表明:添加表面活性剂会促使煤体中孔与大孔的孔隙度增加,导致煤体中产生更多的中孔与大孔孔隙损伤,其中大孔对煤体总孔隙损伤贡献比例最大。煤体在轴向加载过程中,存在孔隙扩展阶段,中孔孔隙体积会发生突变。添加表面活性剂会导致煤体的塑性变形阶段提前,孔隙扩展致中大孔相互连通,进而导致煤体的脆性增加。相比单一表面活性剂,非离子-阴离子复配表面活性剂能加速孔隙的连通,增加大孔孔隙体积,导致更多的微小孔和中孔提前转化为大孔,降低轴向加载峰值强度。单一表面活性剂的添加可以增加孔隙的分布范围和数量,而复配表面活性剂能加剧煤体损伤,产生孔裂隙连通和应变集中现象。
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关键词
安全工程
煤层注水
表面活性剂
核磁共振
煤体损伤
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Keywords
safety engineering
coal seam water injection
surfactant
nuclear magnetic resonance
coal damage
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分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
TD714
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名复配型表面活性剂协同无机盐增效弦栅水膜除尘
被引量:2
- 15
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作者
丁厚成
薛亚芹
邓权龙
张文静
邵梦胜
许盈盈
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机构
安徽工业大学建筑工程学院
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出处
《化工进展》
北大核心
2025年第6期3651-3658,共8页
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基金
安徽高校自然科学研究项目(KJ2019A0052)
安徽省大学生创新训练项目(S202310360228)。
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文摘
为研究新型高效复合型湿式除尘装备除尘性能,本文以无烟煤粉为研究对象,设计并搭建了复配型表面活性剂协同无机盐增效弦栅水膜除尘实验系统,通过对表面活性剂和无机盐进行优选复配来确定配比方案,选取了0.4%SDBS/0.5%SDS/0.07%MgCl_(2)、0.5%SDS/0.3%AEO-9/0.05%MgCl_(2)、0.4%SDBS/0.3%AEO-9/0.07%MgCl_(2)三种复合溶液来进行弦栅水膜除尘实验,研究风速、喷雾压力、喷嘴与弦栅间距、粉尘浓度及复合溶液种类对除尘性能的影响规律。研究结果表明,在不同风速条件下的湿式弦栅的除尘效率相较于单一弦栅过滤除尘显著提升;在一定范围内增加风速可有效提高除尘效率,当风速超过0.8m/s时,除尘阻力明显增大,弦栅造膜效应降低导致除尘效率降低;增大喷雾压力,耗水量及除尘效率随之增加,需综合考虑;随着喷嘴与弦栅间距、入口粉尘浓度的增加,除尘效率先增后减,当喷嘴与弦栅间距为100mm、粉尘浓度为500mg/m^(3)时,除尘效率最高达95.54%;三种复合溶液中0.4%SDBS/0.5%SDS/0.07%MgCl_(2)对粉尘的润湿性能最佳,且除尘效果最优。
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关键词
湿式除尘
喷雾
弦栅
表面活性剂
无机盐
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Keywords
wet dust removal
spray
chord grid
surfactant
inorganic salt
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分类号
X513
[环境科学与工程—环境工程]
X964
[环境科学与工程—安全科学]
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题名表面活性剂与氧化铝纳米流体对煤尘润湿协同效应研究
被引量:1
- 16
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作者
肖旸
刘凯
刘建国
佟林全
付超
曹勇
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
北京科技大学大安全科学研究院
国家卫生健康委职业安全卫生研究中心
国家卫生健康委粉尘危害工程防护重点实验室
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出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第10期3843-3852,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(52474205,52204198)
国家重点研发计划课题(2022YFC2903901)
国家卫生健康委职业安全卫生研究中心自管科研项目(ZY-2023-ZD01-01)。
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文摘
研究旨在探究氧化铝(Al_(2)O_(3))纳米颗粒与非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚,AEO-9)对煤尘润湿性的协同效应。通过表面张力测试和接触角测量,评估了不同浓度纳米流体对煤尘润湿性能的影响。为深入理解其微观机制,采用分子动力学模拟,研究了Al_(2)O_(3)纳米颗粒对纯水、低浓度AEO-9和高浓度AEO-9体系中吸附构型、相对浓度分布、氢键作用和水分子均方位移的影响。结果显示,纳米颗粒和表面活性剂单独使用均能增强煤的润湿性。纳米颗粒的引入降低了低浓度AEO-9对煤尘的润湿能力,却在高浓度AEO-9体系中表现出显著的协同增效作用,进一步提升了煤的润湿性。在高浓度纳米活性流体作用下,煤-水界面张力最低可达27.53 mN/m,接触角减小至16.65°。纳米颗粒在高浓度AEO-9吸附平衡构型中的位置远低于低浓度AEO-9体系,且吸附层厚度、水分子扩散系数和新产生氢键数量进一步提升。纳米颗粒的高表面活性及强吸附性是协同润湿煤尘的关键机制。研究为开发新型纳米抑尘剂和煤层注水增注剂提供了理论基础和参考。
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关键词
安全卫生工程技术
非离子表面活性剂
纳米流体
润湿性
分子动力学
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Keywords
safety and hygiene engineering technology
nonionic surfactant
nanofluid
wettability
molecular dynamics
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分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
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题名掘进巷道超微细水雾降尘技术研究及工程试验
- 17
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作者
马纪闯
荆德吉
李亚斌
宋嘉慧
阚琦笙
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机构
辽宁工程技术大学安全科学与工程学院
矿山热动力灾害与防治教育部重点试验室(辽宁工程技术大学)
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出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第12期4677-4684,共8页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52474229)。
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文摘
为解决掘进巷道粉尘污染严重问题,基于湿式降尘的理念,研究提出了掘进巷道超微细水雾降尘技术方案。采用分区协同治理方式,将风流控尘区与水雾降尘区相结合进行研究。其中,风流控尘区通过优化通风参数,可有效抑制粉尘扩散;水雾降尘区则利用雾化装置,生成微米级别的超微细水雾,能显著提升对粉尘的捕捉效率。研究构建了掘进巷道超微细水雾降尘技术数值模型。结果显示,当压抽比值为1.2时,风流场兼具前端粉尘高效捕集与后端流场稳定的双重优势,粉尘粒子向抽风筒定向迁移,可实现粉尘治理效能最大化。研究基于最佳风量参数在棋盘井煤矿进行现场试验,并通过相对湿度指标确定最佳供水压力为0.4 MPa,进而在I030903掘进巷道进行了现场应用。结果显示:呼吸性粉尘降尘效率最高达到92.2%,全尘最高降尘效率达到91.7%,可有效控制掘进巷道粉尘污染问题。
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关键词
安全卫生工程技术
掘进巷道
超微细雾降尘技术
降尘效率
工程试验
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Keywords
safety and hygiene engineering technology
roadway excavation
ultra-fine mist dust reduction technology
dust reduction efficiency
engineering test
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分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
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题名基于图像机器学习的粉尘浓度估算方法
被引量:3
- 18
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作者
贺安民
孔旭辉
郑丽娜
冯温婷
李睿钢
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机构
国能神东煤炭集团有限责任公司
中国矿业大学安全学院
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出处
《中国安全生产科学技术》
北大核心
2025年第1期79-86,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2023YFC3010602)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(2021YCPY0107)。
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文摘
为了应对燃煤电厂超低排放标准的推行后,粉尘颗粒物排放特性向低浓度、小粒径方向发展的趋势,提出一种基于粉尘颗粒散射图像的浓度测量方法,以粉尘的侧向散射图像为研究对象,通过极度梯度提升树(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)、支持向量机回归(support vector regression,SVR)和随机森林(random forest,RF)算法,建立灰度值与粉尘浓度值之间的关系,从而实现粉尘浓度的检测。研究结果表明:基于粉尘散射图像建立的多变量输入XGBoost模型在对添加信号噪声前后的粉尘浓度预测中表现出色,拟合得到的R2接近于1,校正RMSE值在0.0197~0.2156之间,预测R2值在0.9656~0.9998的范围内,预测RMSE值在0.0181~2.9328之间,表明XGBoost模型具有较高的准确度以及稳定性。研究结果可为特定空间内某断面粉尘平均浓度的精确检测提供可靠依据,提高检测的准确性和便捷性。
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关键词
粉尘浓度检测
图像法
光散射
图像灰度
支持向量机
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Keywords
dust concentration detection
image method
light scattering
image gray scale
support vector machine
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分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
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题名香樟叶提取物对铝锌废尘湿式除尘产氢的抑制影响研究
- 19
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作者
郝腾腾
许开立
王浩杰
倪辰阳
史继航
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机构
东北大学资源与土木工程学院
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出处
《中国安全科学学报》
北大核心
2025年第7期159-166,共8页
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基金
国家自然科学基金资助(52074066)。
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文摘
为实现湿式除尘系统绿色本质化安全运行,降低铝锌废尘遇水产氢引发火灾、爆炸事故的风险,利用金属与水产氢测试系统和煎煮法制备的水基香樟叶提取物,开展质量浓度作用下的抑氢有效性试验,基于表面分析得出香樟叶提取物抑制铝锌(Al-Zn)粉产氢的吸附行为学特征、化学反应动力学参数和抑氢机制,评估最佳香樟叶提取物质量浓度在多变环境条件下的抑氢可靠性。结果表明:随着质量浓度升高,香樟叶提取物对Al-Zn粉遇水产氢的抑制效果逐渐增强,当质量浓度为50 mg/L时,抑氢效率为97.86%,化学反应速率常数接近于0,几乎无氢气产生。香樟叶提取物可自发吸附在Al-Zn粉表面,其吸附行为符合单层Langmuir模型,包括物理和化学双重吸附机制。香樟叶提取物通过络合作用在Al-Zn粉表面形成抑制膜,可有效阻隔颗粒与水接触,从而抑制金属产氢行为。在湿式除尘器内温度变化、压强波动和水体扰动的影响下,香樟叶提取物对Al-Zn粉产氢具有稳定的抑制效果。
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关键词
香樟叶提取物
湿式除尘
铝锌(Al-Zn)粉
抑氢剂
抑氢效率
吸附行为
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Keywords
Cinnamomum camphor leaf extract
wet dust collection
aluminum-zinc(Al-Zn)dust
hydrogen inhibitor
hydrogen suppression efficiency
adsorption behavior
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分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
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题名机器学习算法在矿井喷雾降尘动态调控中的应用
- 20
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作者
刘永立
全金峰
梁云飞
方磊
佟林全
张江石
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机构
黑龙江科技大学安全工程学院
中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院
国家卫生健康委粉尘危害工程防护重点实验室
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出处
《安全与环境学报》
北大核心
2025年第6期2207-2214,共8页
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文摘
为解决受矿井内粉尘浓度、湿度和温度等现场条件动态变化影响,难以设定最佳降尘参数以满足持续高效降尘的问题。文中将相似性模型试验和多种机器学习算法相结合,构建了一种矿井喷雾降尘动态调控模型,并针对黑龙江双阳煤矿综掘面的产尘问题开展所提模型的实际应用。模型累计考虑20个试验参数,涵盖最佳雾滴粒径参数优选、特征参数对雾化效果影响分析以及降尘效率预测模型3大模块。结果表明:以3个模块所构建的矿井喷雾降尘动态调控模型,可以对综掘面巷道喷雾降尘参数进行实时优化,有效降低现场粉尘浓度,增强喷雾降尘效果,且该方法具有较好的泛化性。
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关键词
安全卫生工程技术
机器学习
呼吸性粉尘
降尘处理
参数优化
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Keywords
safety and hygiene engineering technology
machine learning
respirable dust
dust reduction treatment
parameter optimization
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分类号
X964
[环境科学与工程—安全科学]
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