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西安科技大學(xué)從 1988 年開始就對煤層自燃火災(zāi)預(yù)測及防滅火新技術(shù)的研究與應(yīng)用。對煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和煤層自燃的特點(diǎn)，通過對煤自燃預(yù)測理論和防滅火新理論的系統(tǒng)研究，開發(fā)出了煤層自燃火災(zāi)預(yù)測技術(shù)和防滅火新技術(shù)，并重點(diǎn)在煤礦井下煤層自燃火災(zāi)的預(yù)測和防治中進(jìn)行了廣泛推廣和應(yīng)用，較好地解決了制約我國煤炭工業(yè)科技進(jìn)步的關(guān)鍵問題之 ——— 煤層自燃火災(zāi)的預(yù)測和防治問題，取得明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益，于 2002 年獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。目前該技術(shù)已在全國 20 多個省得到應(yīng)用。

我國煤炭資源豐富， 原煤可采儲量占世界的12.8%， 排名世界第三位。煤炭是我國能源結(jié)構(gòu)的重要支撐， 因此煤炭清潔轉(zhuǎn)化對我國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)具有重要意義。超臨界流體（supercritical fluid， 簡稱SCF）是指溫度、壓力均高于其臨界溫度和臨界壓力的流體。SCF 兼具氣體和液體的優(yōu)點(diǎn)，其密度接近液體，具有較大的溶解能力；其粘度接近氣體，具有很強(qiáng)的流動性能；其擴(kuò)散系數(shù)接近氣體，具有很高的擴(kuò)散速度；此外，超臨界流體綠色、環(huán)保、無污染、可回收利用，尤其是超臨界水和超臨界二氧化碳，價廉易得。北京化工大學(xué)化工學(xué)院將超臨界技術(shù)開發(fā)應(yīng)用于煤炭、化工材料、醫(yī)療制藥、環(huán)境保護(hù)、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域。在煤炭方面用于煤發(fā)電、煤氣化、煤液化、煤干燥等行業(yè)，不僅可以實現(xiàn)煤炭的高效轉(zhuǎn)化，更為重要的是，能夠有效減少環(huán)境污染，實現(xiàn)資源利用的可持續(xù)發(fā)展。 超（超） 臨界發(fā)電技術(shù)是通過提高鍋爐中蒸汽初參數(shù)，改善熱循環(huán)效率，從而達(dá)到提高發(fā)電效率的目的。超臨界煤催化氣化技術(shù)是指煤在超臨界氣化劑（通常為水） 的作用下經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)過程， 產(chǎn)生出富含氫氣、一氧化碳、甲烷等混合氣體的過程。超臨界催化氣化主要特點(diǎn)是氣化合成氣中氫氣含量高， 特別適用于煤制氫項目， 能夠有效降低后續(xù)制氫裝置能耗， 提高制氫效率。煤液化技術(shù)是煤炭清潔利用的重要途徑， 也是緩解我國石油供需矛盾的一項可行有效的技術(shù)。目前工業(yè)上比較成熟的煤液化技術(shù)主要是直接液化和間接液化。使用超臨界技術(shù)對煤進(jìn)行液化， 是指將煤炭粉碎到一定粒度后， 用處于超臨界狀態(tài)的溶劑將煤中可溶性物質(zhì)（絕大多數(shù)有機(jī)質(zhì)） 提取出來得到氣體、液體和固體的方法。煤液化生成的氣體作為高熱值的燃燒氣體使用； 液體可加氫精制成柴油或經(jīng)過提純得到高價值化工產(chǎn)品； 固態(tài)殘煤可以作為廉價的吸附劑。超臨界煤液化實現(xiàn)了溫和、綠色環(huán)保條件下煤炭的全面綜合利用， 提高了經(jīng)濟(jì)效益。超臨界干燥技術(shù)利用超臨界流體擴(kuò)散系數(shù)高的特點(diǎn)， 使其快速地進(jìn)入被干燥物體的內(nèi)部， 溫和、高效地與水分子進(jìn)行交換起到干燥物料的作用， 并且不破壞干燥物形狀和結(jié)構(gòu)。因此， 超臨界流體干燥技術(shù)在煤干燥方面有重要的應(yīng)用價值。

該成果為 中國煤炭地質(zhì)總局，中國礦業(yè)大學(xué)（北京），西安科技大學(xué)，山東科技大學(xué)，陜西省煤田地質(zhì)局，河北工程大學(xué)，河北省煤田地質(zhì)局等多家單位合作成果，獲 2010 年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。項目 建立了以煤炭地質(zhì)理論為支撐，以遙感調(diào)查技術(shù)、高精度地球物理 勘查技術(shù)、煤炭地質(zhì)快速精準(zhǔn)鉆探技術(shù)、煤礦區(qū)環(huán)境遙感監(jiān)測與工程治理技術(shù)、煤炭地質(zhì)信息化技術(shù)為關(guān)鍵技術(shù)的中國煤炭地質(zhì)綜合勘查理論與技術(shù)體系。

二、項目簡介蘭炭也稱半焦碳，以低變質(zhì)煤為原料在隔絕空氣的情況采用低溫干餾技術(shù)生產(chǎn)的一種固體產(chǎn)品。它是一種較為硬而脆的煤種，在蘭炭生產(chǎn)過程中，小于 3 mm的蘭炭粉末約占總質(zhì)量的 10%，這部分蘭炭粉(半焦)是用廉價的末煤干餾而成，成本較塊煤降低近 20%。因其粒度小，不符合生產(chǎn)工藝要求，只能被當(dāng)作低級燃料廉價處理或被棄置于河道或地頭。這不僅造成大量能源浪費(fèi)，限制蘭炭的經(jīng)濟(jì)效益，而且對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。將蘭炭經(jīng)過改性后加工制作成高品質(zhì)碳材料，如鋰離子電池負(fù)極或者活性碳等，延長蘭炭產(chǎn)業(yè)鏈，變廢為寶。二、性能優(yōu)勢1.蘭炭基負(fù)極材料電化學(xué)性能表 1 蘭炭基負(fù)極材料電化學(xué)性能首次脫離容量市場定位庫倫效率 0.5C/300 次循環(huán) 1C/300 次循環(huán)材料(%)（mAh/g）（mAh/g）（mAh/g）361蘭炭負(fù)極高82.63373142.蘭炭粉末制備人工石墨的優(yōu)勢：（（（1）原始材料基本無成本，通常作為廢料處理；2）催化劑有效催化蘭炭石墨化，人工石墨品質(zhì)高，催化劑成本低；3）人工石墨容量高，循環(huán)性能好，可作為高品質(zhì)動力電池使用。國內(nèi)某知名鋰離子電池負(fù)極生產(chǎn)企業(yè)將容量大于 350mAh/g 的負(fù)

本發(fā)明涉及一種復(fù)合菌種煤炭生物絮凝劑，其優(yōu)點(diǎn)在于絮凝率高、降低了各種因素對絮凝效果的限制，使其適用范圍更廣。本發(fā)明包括體積比為 1∶1 的黑曲霉菌液和黃孢原毛平革菌菌液，其中黑曲霉菌液和黃孢原毛平革菌菌液分別是指培養(yǎng)黑曲霉和黃孢原毛平革菌得到的培養(yǎng)原液、由培養(yǎng)原液離心得到的培養(yǎng)原液離心上清液、將培養(yǎng)原液經(jīng)過破碎得到的破碎液或?qū)⑵扑橐弘x心得到的破碎離心上清液，其中黑曲霉培養(yǎng)原液和黃孢原毛平革菌培養(yǎng)原液分別通過以下步驟制備得到：a、富集培養(yǎng)，b、適應(yīng)性培養(yǎng)，c、再次富集培養(yǎng)，d、活性培養(yǎng)。

鐵電陶瓷粉體及其集成器件的研究與開發(fā)是目前最為活躍的領(lǐng)域。大部分鐵電陶瓷是鈣鈦礦型復(fù)氧化物，其中最為重要的是BaTiO3基氧化物陶瓷。BaTiO3是在第二次世界大戰(zhàn)的1942年到1945年間，由美國、蘇聯(lián)、日本各自發(fā)現(xiàn)的高介電常數(shù)、強(qiáng)介電體的材料。由于其具有優(yōu)越的介電、壓電、鐵電性能，被廣泛應(yīng)用于制備各種陶瓷電容器、微波器件、鐵電存儲器、溫度傳感器、非線性變阻器、熱敏電阻、超聲波振子、蜂窩狀發(fā)熱體等電子器件。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和電子元件的小型化、高度集成化，需要制備與合成符合發(fā)展要求的高質(zhì)量的鈦酸鋇基陶瓷粉體。納米BaTiO3基電子陶瓷具有獨(dú)特的絕緣性、壓電性、介電性、熱釋電性和半導(dǎo)體性為元器件的小型化、集成化帶來可能，大大提高了產(chǎn)品的附加值和市場競爭力。如采用納米BaTiO3粉末制多層電容器，可以顯著減薄每層厚度增加層數(shù)，從而大大提高電容量和減小體積。因此，低成本合成鈦酸鋇基納米陶瓷粉體對我國信息產(chǎn)業(yè)、電子工業(yè)等的發(fā)展具有重要的意義。 溶膠-凝膠自燃合成(Sol-gel Autoignition Synthesis，SAS)是九十年代伴隨著高溫燃燒合成的深入研究和超純、超細(xì)氧化物陶瓷的制備而出現(xiàn)的一種低成本制備與合成單一氧化物和復(fù)雜氧化物的技術(shù)。它是指有機(jī)鹽凝膠或有機(jī)鹽與金屬硝酸鹽在加熱過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，燃燒產(chǎn)生大量氣體，可自我維持并合成所需燃燒產(chǎn)物的材料合成工藝。它的主要的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：(1)：燃燒體系的點(diǎn)火溫度低(150℃-200℃)，一般為有機(jī)物的分解溫度；(2)：燃燒火焰溫度較低(1000℃-1400℃)，燃燒時產(chǎn)生大量氣體，可獲得具有高比表面積的陶瓷粉體。高溫燃燒合成燃燒溫度一般高于1800℃，合成的粉體粒度較粗，而SLCS則可制得納米粉末；(3)各組分達(dá)到分子或原子水平的復(fù)合；(4)：反應(yīng)迅速：燃燒合成一般在幾分鐘內(nèi)完成；(5)所合成的粉體疏松多孔，分散性良好；(6)：耗能低；(7)：所用設(shè)備和工藝簡單、投資小；(8)：自凈化：由于原料中的有害雜質(zhì)在燃燒合成過程中能揮發(fā)逸出，所以產(chǎn)品純度易于提高。 本項目申請者采用SAS技術(shù)已經(jīng)成功地合成了粒度達(dá)70nm左右的BaTiO3陶瓷粉體。 廣泛應(yīng)用于制備各種陶瓷電容器、微波器件、鐵電存儲器、溫度傳感器、非線性變阻器、熱敏電阻、超聲波振子、蜂窩狀發(fā)熱體等電子器件。

本發(fā)明涉及水煤漿生產(chǎn)方法,旨在提供一種利用微波改變煤炭特定理化特性用于改善成漿性能的方法。該方法是將煤炭破碎至粒度為0.05～5mm后進(jìn)行微波輻照改性,控制微波輻照量以使得煤炭中:含氧官能團(tuán)中羥基和羧基的總含量降低至3～6mmol/g,顆粒孔隙比表面積降低至2～7m2/g,自由態(tài)堿金屬離子含量增加至0.2～0.4wt.%。微波輻照能夠選擇性改變煤炭中含氧官能團(tuán)等特定理化特性,從而明顯提高水煤漿濃度和降低表觀粘度,性能優(yōu)于傳統(tǒng)的電加熱爐或燃燒爐對煤炭由外向內(nèi)的輻射、對流和傳導(dǎo)加熱。儀器設(shè)備簡單易操作,投資和運(yùn)行成本低,適宜工業(yè)自動化生產(chǎn)線。

本項目突破超臨界水流化床中煤氣化制氫反應(yīng)器的排渣和長時間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù)，從根本上解決煤炭清潔高效利用難題，構(gòu)建了世界首套煤炭超臨界水煤氣化制氫示示范系統(tǒng)，實現(xiàn)了以超臨界水相還原氣化煤為核心的新型高效氣化制氫完整流程工藝技術(shù)的集成與長時間連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)實驗，裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行達(dá) 4000 小時以上。

成果通過了陜西省科技廳組織的驗收，所取得成果達(dá)到了 國際先進(jìn)水 平，獲陜西省科學(xué)技術(shù)二等獎，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文 24 篇，其中期刊論文 21 篇，包括英文期刊論文 5 篇， EI 檢索 4 篇， ISTP 檢索 5 篇。中文期刊包括《煤炭學(xué)報》、《管理學(xué)報》等重要期刊，其中 “ 煤炭資源開采權(quán)期權(quán)價值形成機(jī)理研究 ” 一文被引用 18 次， “ 便利收益對煤炭資源采礦權(quán)價值的影響分析 ” 一文被引用 3 次。出版專著 1 部。其研究成果先后在陜西南梁礦業(yè)公司、榆林煤炭公司楊伙盤煤礦和彬縣煤炭有限責(zé)任公司礦業(yè)權(quán)價值管理中得到了很好的實施，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

本技術(shù)整合了土地復(fù)墾學(xué)、土壤學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、化學(xué)和信息技術(shù)科學(xué)等相關(guān)學(xué)科，采用物理模擬實驗與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合、理論分析與實際觀測相結(jié)合的研究方法，通過模型建立、GIS 完全結(jié)合和系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)不同重構(gòu)措施下的不同年限的復(fù)墾農(nóng)田作物動態(tài)預(yù)報，揭示重構(gòu)措施-復(fù)墾年限-復(fù)墾質(zhì)量（作物產(chǎn)量）的動態(tài)響應(yīng)機(jī)制，為礦山土地資源可持續(xù)利用提供技術(shù)支撐。（1）建立復(fù)墾土壤水氮運(yùn)移和作物生長聯(lián)合模型。聯(lián)合模型包括作物生長發(fā)育、土壤水分運(yùn)移、土壤氮素運(yùn)移三個子模塊；（2）在 GIS 的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，確定數(shù)據(jù)庫管理的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)調(diào)運(yùn)和追加的程序，編寫用計算機(jī)程序。開發(fā)能與 GIS 完全結(jié)合的水氮運(yùn)移和作物生長模擬聯(lián)合模型組件及其配套的數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建基于 GIS 和模型的復(fù)墾農(nóng)田土壤作物產(chǎn)量預(yù)測系統(tǒng)；（3）采用智能化土壤作物系統(tǒng)模型和 GIS 結(jié)合的耦合模型，實現(xiàn)不同重構(gòu)措施下的不同年限的復(fù)墾農(nóng)田作物動態(tài)預(yù)報，揭示重構(gòu)措施-復(fù)墾年限-復(fù)墾質(zhì)量（作物產(chǎn)量）的動態(tài)響應(yīng)機(jī)制。