基本信息
- 项目名称：
- 褐煤原位注热脱水提质工艺模型
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 煤原位注热脱水提质工艺是指采用原位注热的方法，使褐煤在采动前的含水量由20%以上降低到5%以下，降低了褐煤开采和运输的成本，提高了褐煤的利用价值。根据以上理论，设计了一个能够形象展示褐煤原位注热脱水提质工艺的模型。该模型在设计过程中恰当运用了采矿学、地质学等学科的许多知识，在深层次理解上述工艺的基础上，成功运用一系列LED灯将上述工艺过程动态展示出来。
- 详细介绍：
- 通过设计褐煤原位注热脱水提质工艺模型来将褐煤原位注热脱水提质工艺形象地展现出来，从而促进该工艺的研究与推广。煤原位注热脱水提质工艺是指采用原位注热的方法，使褐煤在采动前的含水量由20%以上降低到5%以下，降低了褐煤开采和运输的成本，提高了褐煤的利用价值。但是围绕该项技术还有许多急需解决的相关科学问题，与此同时，更加有效地推广该技术也是当前工作的重中之重。基于以上考虑，设计了一个能够形象展示褐煤原位注热脱水提质工艺的模型。该模型在设计过程中恰当运用了采矿学、地质学等学科的许多知识，在深层次理解上述工艺的基础上，成功运用一系列LED灯将上述工艺过程动态展示出来。在设计中运用单片机控制电路，使用了一系列合适的材料，运用手工工艺制作出了一个科学、实用、美观的模型。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 褐煤原位注热脱水提质工艺的基本思路为，在地面施工群井进入煤层，通过水力压裂技术使群井沿煤层连通，首先选择其中若干井作为注热井，另外一些井作为生产井，沿注热井注入高温过热水蒸气，对流加热煤层，并使煤层脱水和提质改性，同时产出大量烃类气体和煤焦油，从生产井排到地面，然后经过换热器使油气水分离，油气即可进入销售环节，水经净化处理加热重复注入煤层，从褐煤层中脱除的水足以补充加热煤层用水的消耗，实现持续生产，经脱水和提质改性后获得的优质褐煤煤层即可正常实施露天或井工开采。 而褐煤原位注热脱水提质工艺模型的制作是为了更加生动形象地反映褐煤原位注热脱水提质工艺的过程，让更多的非专业人士了解这一工艺，有助于知识的普及。而且通过制作的模型能够帮助提前发现实际生产中的一些问题，有助于实际工作的开展。 褐煤原位注热脱水提质工艺模型的基本设计思路为，通过恰当的电路控制， 实现整个褐煤原位注热脱水提质工艺的过程的模拟，具体包括基本模型框架的制作，选取元件及确定元件间的电路连接，发光元件的发光控制三个大步骤。其中基本模型框架总体按比例制作，为了更加清楚地显示其中的一些细节，对某些部位进行了放大。元件在电路连接过程中加入了一些控制元件来控制发光元件的发光顺序和发光时间，从而实现了模型的动态演示。发光元件的发光控制是通过计算机控制处理器，处理器控制各个开关，从而对动态系统的有序运行进行有效控制。
科学性、先进性
- 褐煤原位注热脱水提质工艺模型是根据褐煤原位注热脱水提质的先进工艺进行的创作，对于研究和推广该先进工艺具有重要的作用。该作品涉及采矿学，电学并采用计算机高级语言进行指令控制,需要广泛涉猎多学科的知识，在整个制作过程中均包含着丰富的知识和科学思想。并且这个作品是在科学原理的指导下进行的手工制作，是科学思维与手工制作的一种完美结合。该作品将褐煤原位注热脱水提质的先进工艺用科学的方法生动地表现出来，因此其主体及其客体均具有先进性。由于褐煤原位注热脱水提质工艺本身在国际上具有独创性，所以该模型的制作也具有独创性。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 完善阶段
技术转让方式
- 该技术归太原理工大学采煤工艺研究所所有。
作品可展示的形式
- 实物展示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 实用价值：由于褐煤脱水提质工艺的整个工艺过程抽象而复杂，所以该作品的实际应用价值在于结合褐煤脱水提质工艺全新技术方案的实施过程，用相应的材料作出模型，模拟出主要的生产步骤，从而使抽象的过程变得具体，能形象而直观的全览整个工业流程。 现实意义：由于近年来，随着国内煤炭价格大幅上涨，价格相对低廉的低阶煤资源又重新引起能源化工行业的重视，一批新建煤化工项目纷纷改用低阶煤作为原料，开发出了多种低阶煤提质加工技术。但是相应的技术手段还不是十分完备，所以通过各种相关模型进行模拟研究就显得十分必要。
同类课题研究水平概述
- 西方国家对变质程度低的年轻煤种进行深加工处理最先做了很多研究。国内外低阶煤提质加工技术归纳起来大体可分为非蒸发脱水提质技术、成型提质技术、热解提质技术三大类。 但是以上技术均为地面提质，而地面褐煤提质需要庞大的配套设施，并且会带来一系列的环境污染。同时目前我国建设的褐煤提质项目均为试验性质，核心工艺设备需要专门设计和制造。技术的成熟性、工艺设备的稳定性、可靠性等都远没有达到可以实现大规模工业化生产的程度。 所以在煤层原位进行提质的研究就显得格外迫切，而褐煤原位注热脱水提质工艺模型的制作也就十分必要。
