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基本信息

項(xiàng)目名稱：
褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝模型
小類：
能源化工
簡介：
煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝是指采用原位注熱的方法，使褐煤在采動前的含水量由20%以上降低到5%以下，降低了褐煤開采和運(yùn)輸?shù)某杀?，提高了褐煤的利用價值。根據(jù)以上理論，設(shè)計(jì)了一個能夠形象展示褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝的模型。該模型在設(shè)計(jì)過程中恰當(dāng)運(yùn)用了采礦學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科的許多知識，在深層次理解上述工藝的基礎(chǔ)上，成功運(yùn)用一系列LED燈將上述工藝過程動態(tài)展示出來。
詳細(xì)介紹：
通過設(shè)計(jì)褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝模型來將褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝形象地展現(xiàn)出來，從而促進(jìn)該工藝的研究與推廣。煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝是指采用原位注熱的方法，使褐煤在采動前的含水量由20%以上降低到5%以下，降低了褐煤開采和運(yùn)輸?shù)某杀?，提高了褐煤的利用價值。但是圍繞該項(xiàng)技術(shù)還有許多急需解決的相關(guān)科學(xué)問題，與此同時，更加有效地推廣該技術(shù)也是當(dāng)前工作的重中之重?；谝陨峡紤]，設(shè)計(jì)了一個能夠形象展示褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝的模型。該模型在設(shè)計(jì)過程中恰當(dāng)運(yùn)用了采礦學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科的許多知識，在深層次理解上述工藝的基礎(chǔ)上，成功運(yùn)用一系列LED燈將上述工藝過程動態(tài)展示出來。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用單片機(jī)控制電路，使用了一系列合適的材料，運(yùn)用手工工藝制作出了一個科學(xué)、實(shí)用、美觀的模型。

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝的基本思路為，在地面施工群井進(jìn)入煤層，通過水力壓裂技術(shù)使群井沿煤層連通，首先選擇其中若干井作為注熱井，另外一些井作為生產(chǎn)井，沿注熱井注入高溫過熱水蒸氣，對流加熱煤層，并使煤層脫水和提質(zhì)改性，同時產(chǎn)出大量烴類氣體和煤焦油，從生產(chǎn)井排到地面，然后經(jīng)過換熱器使油氣水分離，油氣即可進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)，水經(jīng)凈化處理加熱重復(fù)注入煤層，從褐煤層中脫除的水足以補(bǔ)充加熱煤層用水的消耗，實(shí)現(xiàn)持續(xù)生產(chǎn)，經(jīng)脫水和提質(zhì)改性后獲得的優(yōu)質(zhì)褐煤煤層即可正常實(shí)施露天或井工開采。 而褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝模型的制作是為了更加生動形象地反映褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝的過程，讓更多的非專業(yè)人士了解這一工藝，有助于知識的普及。而且通過制作的模型能夠幫助提前發(fā)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)中的一些問題，有助于實(shí)際工作的開展。 褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝模型的基本設(shè)計(jì)思路為，通過恰當(dāng)?shù)碾娐房刂疲? 實(shí)現(xiàn)整個褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝的過程的模擬，具體包括基本模型框架的制作，選取元件及確定元件間的電路連接，發(fā)光元件的發(fā)光控制三個大步驟。其中基本模型框架總體按比例制作，為了更加清楚地顯示其中的一些細(xì)節(jié)，對某些部位進(jìn)行了放大。元件在電路連接過程中加入了一些控制元件來控制發(fā)光元件的發(fā)光順序和發(fā)光時間，從而實(shí)現(xiàn)了模型的動態(tài)演示。發(fā)光元件的發(fā)光控制是通過計(jì)算機(jī)控制處理器，處理器控制各個開關(guān)，從而對動態(tài)系統(tǒng)的有序運(yùn)行進(jìn)行有效控制。

科學(xué)性、先進(jìn)性

褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝模型是根據(jù)褐煤原位注熱脫水提質(zhì)的先進(jìn)工藝進(jìn)行的創(chuàng)作，對于研究和推廣該先進(jìn)工藝具有重要的作用。該作品涉及采礦學(xué)，電學(xué)并采用計(jì)算機(jī)高級語言進(jìn)行指令控制,需要廣泛涉獵多學(xué)科的知識，在整個制作過程中均包含著豐富的知識和科學(xué)思想。并且這個作品是在科學(xué)原理的指導(dǎo)下進(jìn)行的手工制作，是科學(xué)思維與手工制作的一種完美結(jié)合。該作品將褐煤原位注熱脫水提質(zhì)的先進(jìn)工藝用科學(xué)的方法生動地表現(xiàn)出來，因此其主體及其客體均具有先進(jìn)性。由于褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝本身在國際上具有獨(dú)創(chuàng)性，所以該模型的制作也具有獨(dú)創(chuàng)性。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

完善階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

該技術(shù)歸太原理工大學(xué)采煤工藝研究所所有。

作品可展示的形式

實(shí)物展示

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

實(shí)用價值：由于褐煤脫水提質(zhì)工藝的整個工藝過程抽象而復(fù)雜，所以該作品的實(shí)際應(yīng)用價值在于結(jié)合褐煤脫水提質(zhì)工藝全新技術(shù)方案的實(shí)施過程，用相應(yīng)的材料作出模型，模擬出主要的生產(chǎn)步驟，從而使抽象的過程變得具體，能形象而直觀的全覽整個工業(yè)流程。 現(xiàn)實(shí)意義：由于近年來，隨著國內(nèi)煤炭價格大幅上漲，價格相對低廉的低階煤資源又重新引起能源化工行業(yè)的重視，一批新建煤化工項(xiàng)目紛紛改用低階煤作為原料，開發(fā)出了多種低階煤提質(zhì)加工技術(shù)。但是相應(yīng)的技術(shù)手段還不是十分完備，所以通過各種相關(guān)模型進(jìn)行模擬研究就顯得十分必要。?

同類課題研究水平概述

西方國家對變質(zhì)程度低的年輕煤種進(jìn)行深加工處理最先做了很多研究。國內(nèi)外低階煤提質(zhì)加工技術(shù)歸納起來大體可分為非蒸發(fā)脫水提質(zhì)技術(shù)、成型提質(zhì)技術(shù)、熱解提質(zhì)技術(shù)三大類。 但是以上技術(shù)均為地面提質(zhì)，而地面褐煤提質(zhì)需要龐大的配套設(shè)施，并且會帶來一系列的環(huán)境污染。同時目前我國建設(shè)的褐煤提質(zhì)項(xiàng)目均為試驗(yàn)性質(zhì)，核心工藝設(shè)備需要專門設(shè)計(jì)和制造。技術(shù)的成熟性、工藝設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性等都遠(yuǎn)沒有達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的程度。 所以在煤層原位進(jìn)行提質(zhì)的研究就顯得格外迫切，而褐煤原位注熱脫水提質(zhì)工藝模型的制作也就十分必要。
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