高职教师“数智助力、分类分层”培养模式探究——以咸阳职业技术学院为例

咸阳职业技术学院在教师培养上积极地适应教育数字化战略要求,建成教师数字化管理平台,凝练出教师数字画像策略和“分类发展、分层提升”发展方式,将数字化技术在教师培养的发展方式、培养路径、培养平台、评价机制等关键环节中应用进行了有益探索,较好落实了教育部对教师实施“分层分类,精准施策”培养的要求,为开展基于数字技术高职教师个性化培养的新模式提供借鉴和参考。

机器学习模型预测煤热解产物分布研究

热解技术是煤清洁高效转化利用的主要技术之一,然而由于煤成分复杂、热解反应难以控制,对于各煤种都需要消耗大量时间和精力重复进行热解产物分布研究。以煤的组成和热解终温为输入条件,煤热解产物收率为输出条件,采用机器学习模型调参后的随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和极限梯度提升(XGBoost)算法对煤热解产物收率进行了预测,分析了不同输入特征对热解产物收率的重要性,并使用双因素部分依赖分析(PDP)评估了输入特征对热解产物收率的影响。结果表明:三种算法模型中,XGBoost算法对煤热解产物收率预测的性能最佳,其对焦油收率的决策系数(R^(2))和均方根误差(R_(MSE))分别达到最高的0.95和最低的0.86;焦炭收率主要受到固定碳、挥发分、氧元素和热解终温的影响,占比为84%,而焦油收率主要受挥发分、氢元素、氮元素和热解终温的影响,占比为83%;PDP分析表明,随着煤中氢原子和挥发分质量分数的增加,煤热解焦油收率会随之上升;根据XGBoost算法计算可知,当煤中氢元素的质量分数在5.0%~6.0%,挥发分的质量分数位于30%~40%时,热解焦油收率可达到9%以上,当固定碳的质量分数大于50%时,煤中氢元素和挥发分的质量分数减少以及热解终温下降,都会引起热解气收率的降低。

水煤浆添加剂的研究现状

近年来,水煤浆技术作为一种高效的煤炭清洁利用途径备受关注。但水煤浆的成浆性能受到煤质、煤粉粒度分布、添加剂等因素的制约,其中添加剂是水煤浆制备过程中决定生产成本和浆体性能的重要因素。介绍了传统水煤浆添加剂的主要特点,综述了污泥、工业废水、生物质等废弃物作为环保型水煤浆添加剂的研究进展,并对水煤浆添加剂未来的发展方向进行了展望。

Fe(NO_(3))_(3)-水蒸气催化活化制备兰炭基活性炭及吸附焦化废水的应用研究

以兰炭末为原料,Fe(NO_(3))_(3)为催化剂,采用Fe(NO_(3))_(3)-水蒸气催化活化法制备了兰炭基活性炭(semi-coke based activated carbon,SAC),并将其应用于焦化废水的吸附研究。考察了催化剂溶液浓度(0 mol/L,0.4 mol/L,0.6 mol/L,0.8 mol/L,1 mol/L)和活化温度(600℃,700℃,800℃,900℃)对样品收率、孔隙结构和吸附性能的影响。使用最优活化条件下制备的兰炭基活性炭作为吸附剂,讨论了不同温度(298 K,308 K,318 K)、SAC投加量(1 g,2 g,3 g,4 g,5 g)、吸附时间(10 min,30 min,60 min,90 min,120 min,150 min,180 min)、转速(0 r/min,100 r/min,200 r/min)对焦化废水COD去除效果的影响。研究表明:当Fe(NO_(3))_(3)浓度为0.6 mol/L,活化温度为800℃,制备的Fe-0.6-800具有中孔-微孔分级多孔结构,其产率为69.21%、比表面积为587.21 m^(2)/g、总孔体积为0.383 m 3/g,亚甲基蓝吸附值达到最高(261.64 mg/g);在50 mL焦化废水中,Fe-0.6-800投加量为4 g,温度为318 K,转速为100 r/min,吸附时间为120 min的最佳工艺条件下,焦化废水COD的去除率最高可达91.12%;该吸附过程同时受物理吸附和化学吸附作用,符合准二级动力学模型,最大理论吸附值为60.82 mg/g,且吸附反应的自发性随温度升高而增加。

K_(2)CO_(3)-水蒸气催化活化制备兰炭基活性炭的实验研究

选取粒度小于6mm的低价值兰炭末,以K_(2)CO_(3)为催化剂,采用溶液浸渍-水蒸气高温活化技术制备兰炭基活性炭,通过计算收率,碘吸附和亚甲基蓝吸附实验,低温N_(2)等温吸附/脱附实验以及扫描电子显微镜(SEM)表征活性炭孔结构特征,重点考察了催化剂溶液浓度、催化活化温度对孔隙结构的影响。研究表明,相比于常规水蒸气高温活化,K_(2)CO_(3)催化作用能缩短活化时间,活化30min已经十分充分。随着活化温度的上升和催化剂浓度的增加,亚甲基蓝吸附值先增大后减小,碘吸附值持续降低。当催化剂浓度为0.6mol·L^(-1),亚甲基蓝吸附值最高,为234.12mg·g^(-1)。催化活化过程的最佳温度是500℃,此时兰炭基活性炭比表面积和孔容积分别为579.32m^(2)·g^(-1)和0.309cm3·g^(-1),材料中孔和微孔均较为发达。用扫描电镜观察了催化活化制备的兰炭基活性炭的表面形貌,其已经没有规整且丰富孔隙形态,表面不再平整,整体杂乱无序,刻蚀痕迹明显。

活性炭的制备及孔结构优化研究进展

我国是全球最大的活性炭生产国、销售国和使用国,目前工业和生活领域对活性炭的需求也逐年上升,活性炭行业正处于快速发展阶段,在全力推进碳达峰碳中和各项工作和推进生态文明建设中,活性炭也发挥着不可或缺的作用。本文分析了当前活性炭的市场,对活性炭的原料进行了深入分析,介绍了活性炭的孔结构表征手段、生产方法、影响因素和应用进展,并对活性炭孔结构优化技术的研究成果进行了综述,旨在推动活性炭在绿色低碳技术应用中发挥更大的作用。

分散剂在煤泥及其主要组分表面的吸附机理研究

针对煤泥结构特性及利用现状,本文以腐殖酸钠(SH)和木质素磺酸钠(SLS)为研究药剂,探究了不同分散剂在煤泥表面的吸附性能,并借助分子模拟手段揭示了药剂在煤泥主要组分表面的作用机制。结果表明,SH和SLS在煤泥/兰炭表面的吸附动力学过程遵循准二级动力学方程,拟合所得相关系数R2均大于0.99,分散剂在颗粒表面的吸附受化学吸附控制。同时,SLS在水/煤界面和水/高岭石界面都具有较优的吸附性能,说明SLS更易于与在煤泥内主要组分发生吸附,吸附SLS后高岭石体系水分子的扩散系数D降低至6.69×10^(-9)m^(2)·s^(-1),从微观层面解释了SLS在煤泥表面的吸附量大于腐殖酸钠以及加入木质素磺酸钠能更明显改善含煤泥燃料浆浆体性能的原因。

吸波剂协助低阶煤微波热解能量场分布数值模拟研究

吸波剂协助煤微波热解技术可实现煤的清洁高效转化,吸波剂协助煤微波热解技术与数值模拟技术相结合,可进一步优化微波热解产物特性。将电磁场能量守恒方程、固体热传导方程和几何模型耦合,运用COMSOL软件建立了适用于吸波剂协助低阶煤微波热解反应的电磁-传热模型,考察了兰炭(BC)、Fe_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)/BC三种不同种类吸波剂协助煤微波热解的微波腔体电场和煤样温度场的分布特性和强度变化,并与煤微波热解实验进行了对比验证。结果表明:吸波剂种类对微波腔体的电场和煤样的温度场的分布位置和分布区域形状没有显著影响,而对两者的分布区域面积和强度存在较大影响。吸波剂按对电场的分布区域面积和强度的影响从大到小依次为Fe_(2)O_(3)/BC、兰炭和Fe_(2)O_(3),煤样的温度场呈现出右高左低的分布趋势,且高温区域形状呈羽状。三种吸波剂中,Fe_(2)O_(3)/BC吸波剂的电场强度最大,约为9.79×10^(4)V/m,其煤样的温度场分布区域面积和煤样最高温也均最大。三种吸波剂模拟升温特性与实际微波热解升温特性相似,但Fe_(2)O_(3)吸波剂条件下热解最高温和终温模拟结果与实验结果差异最小,而Fe_(2)O_(3)/BC吸波剂条件下的模拟升温曲线与实验结果最为相似。

不同介质下物理法活化制备兰炭基活性炭实验研究

以粒径小于6mm的废弃兰炭末为原料,高温下分别用水蒸气和CO2为介质活化制备兰炭基活性炭。采用碘吸附实验、N_2吸附/脱附实验和SEM等手段对成品的孔隙结构进行表征,比较了不同温度下活化介质对成品孔隙形成过程的影响,并分析了活化机理。结果表明:水蒸气活化速率更快,在温度较低时反应就能充分进行。随着活化温度的升高,两种活化介质制备活性炭的碘吸附值先增加后减小,收率均降低;N_2吸附/脱附实验表明,两种吸附等温线均符合I型吸附曲线的特征,成品微孔发达并含有中、大孔,900℃和1 000℃分别是水蒸气和CO_2活化过程的最佳温度,CO_2活化效果更好,成品的微孔比表面积和微孔体积低,平均孔径更大;机理分析表明,随着活化温度上升,先持续发生径向造孔作用,再发生横向扩孔作用,径向活化是活性炭形成发达微孔的主要控制过程。

酸改性兰炭基活性炭吸附焦化废水中COD研究

用酸改性兰炭基活性炭对焦化废水进行吸附处理,研究了酸的种类、吸附剂投加量、转速等因素对COD去除率的影响,对吸附等温线、吸附动力学和热力学特征进行了探讨。结果表明:经酸改性后,兰炭基活性炭能显著提升对焦化废水的吸附效果,无机酸改性较有机酸更好,硝酸改性效果最佳。318 K条件下,在50 mL焦化废水中加入4 g硝酸改性后的兰炭基活性炭,以100 r/min的转速吸附90 min后,COD去除率可达86.79%;Langmuir等温吸附模型能更好地描述吸附过程,热力学参数ΔG~θ<0、ΔH~θ>0、ΔS~θ>0,表明吸附为自发吸热的单分子层吸附过程,且吸附动力学可用拟二级动力学模型描述。

兰炭粉末活化制备活性炭的实验研究

以3-6mm兰炭粉末为原料，用物理法和物理化学法活化制备活性炭，重点研究了时间、温度、水蒸气用量、浸渍比和浸渍时间对成品碘吸附值的影响，并对成品做了性能表征。结果表明，物理活化法可制备出比表面积达463．26m2／g的活性炭，其碘吸附值达768mg／g，收率达为46．25％；物理化学法制备的活性炭比表面积为571．31m2／g，碘吸附值达932mg／g，收率41．88％。孔径分析结果表明，二者的孔径主要集中在3-8nm，属中孔发达的活性炭。

烟煤与无烟煤混合煤粉燃烧过程的动力学研究

利用热重分析(TGA)方法系统研究了配加烟煤对无烟煤燃烧特性的影响。结果表明:煤粉燃烧主要由3个阶段组成,烟煤配加量和升温速率对燃烧过程有重要影响,随着烟煤配加量的增加,燃烧DTG曲线向低温区移动;实验所用煤种中的主要矿物元素是Si,Ca,Al,Fe,S,P,其中Mg,Zn,K,Na,Cl等含量较低,这些元素主要以氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物和磷酸盐等形态存在,在低温燃烧过程中,矿物质挥发损失量对煤粉燃烧率的影响较小。采用非等温模型Flynn-Wall-Ozawa(FWO)对主要燃烧过程进行动力学分析,当烟煤配加量从0增加到100%时,煤粉燃烧活化能从133.94 kJ/mol降低到78.03 kJ/mol,且烟煤的配加量低于60%时,能够显著降低煤粉燃烧的活化能。

一种新型耐水性型焦用胶粘剂的制备

分别由两种不同种类的胶粘剂制取复合胶粘剂,并由该复合胶粘剂制取型焦,根据型焦的各项性能优选复合胶粘剂。实验结果表明,优选的复合胶粘剂是由无机水玻璃和有机聚乙烯醇(PVA)混合而成;当W(复合胶粘剂)=13%时,型焦的各项性能达到最佳值,其冷热强度分别为4.98 MPa和2.55 MPa,固定碳含量为76.42%。

微波辅助KOH二次活化对兰炭基活性炭孔隙结构的影响

以兰炭基活性炭为原料,采用微波辅助KOH对其进行二次活化,考察了KOH浓度、微波功率、微波加热时间对兰炭基活性炭孔隙结构的影响,并与管式炉辅助KOH二次活化进行了比较。结果表明,微波辅助KOH二次活化对兰炭基活性炭微孔结构的发育有促进作用,经1.5 mol·L^(-1) KOH溶液浸渍、于800 W微波加热15 min得到的二次活化的兰炭基活性炭的总比表面积和微孔比表面积分别为839.21 m^(2)·g^(-1)和598.21 m^(2)·g^(-1),微孔率从二次活化前的68.87%提升至78.24%,碘吸附值为1034.12 mg·g^(-1),达到了木质净水用活性炭(GB/T 13803.2-1999)一级品标准。微波加热作用弱于管式炉加热作用,但对微孔促进作用更明显。

兰炭基活性炭和高分子树脂吸附焦化废水

采用兰炭基活性炭(BAC)和高分子树脂静态吸附焦化废水,研究投加量、树脂种类、pH、吸附时间等因素对COD去除率的影响,探讨BAC吸附过程的吸附等温线和吸附特征。结果表明,在不调节pH条件下,经过7.0 g BAC吸附90 min和1.5 g D301R树脂吸附30 min后,焦化废水COD可降至167 mg/L,去除率达94.14%。Langmuir和Freundlich两种吸附模型对吸附过程都有较好的拟合效果。

兰炭基型煤共炭化热解动力学初步研究

研究了以兰炭末为原料制备的型煤的共炭化热解过程动力学,得出了共炭化热解过程时间和温度的影响规律,并计算了过程的动力学参数。

活性炭改性技术新进展

从物理结构特征和化学表面性质两方面论述了国内外活性炭改性技术的进展。物理结构特性主要聚焦各种方法对比表面积的和孔隙结构的改善,化学表面性质重点探讨氧化法、还原法、微波法和负载法对活性炭性能的改善,最后展望了活性炭技术的发展趋势。

兰炭末制备冶金型焦过程焦煤的影响研究

以废弃兰炭末为原料制备冶金型焦,文章重点研究了不同粒度、不同比例焦煤的加入对成品强度、孔隙率等指标的影响。结果表明小粒度焦煤颗粒对成品强度增加更明显,且随着焦煤加入量的增加,产品强度增加,孔隙率和固定碳含量也随之增加,成品灰分有所降低。

兰炭末制备冶金型焦的粘结剂初步研究

文章以小于6 mm的废弃兰炭末为原料加粘结剂制备冶金型焦,分别研究了添加无机和有机粘结剂对成品的影响,并通过复配,得出了一种性能优良的复合粘结剂,制备出的型焦冷态、热态抗压强度分别为7.26 Mpa和4.04 Mpa,成品还具有优良的防水功能。

废弃半焦粉制备型焦的共炭化工艺研究

本文以废弃半焦粉为原料,添加合适的粘结剂,通过压制成型以及共炭化热解来制造工业型焦。通过实验讨论了共炭化温度和时间对成品的强度和孔隙率的影响,确定了整个共炭化工艺的最优条件:共炭化温度800℃,共炭化时间90 min。在此条件下,型焦的抗压强度可达7.55 MPa、I转鼓强度为41.03%,孔隙率为51.94%,型焦的水分、灰分、挥发份分别为0.78%、16.42%、4.02%。