李 昊,田文艳,刘 鑫,李泽民

(1.太原科技大学 电子信息工程学院,太原 030024;2.中国移动通信集团 山西有限公司太原分公司,太原 030009)

脱除煤中硫对提高煤炭资源利用率和环境保护具有重大意义[1]。微波脱硫技术的兴起是利用微波加热具有选择性、高效性的优势,对有机化学反应具有独特的促进强化效果,能够加快化学反应速率和缩短反应时间[2]。

刘松等[3]通过硝酸处理无机硫,利用微波联合冰醋酸——双氧水脱除煤中有机硫,并分析冰醋酸和过氧化氢配比、反应时间对脱硫效果的影响。魏蕊娣等[4]在微波脱硫过程中考察了反应体系温度、浸提剂种类对微波脱硫效果的影响,并得出微波脱硫的最佳条件。唐龙飞等[5]通过量子化学方法对煤中各形态硫的脱除机理进行研究,并研究各形态硫对微波的响应规律。但上述通过实验研究煤样脱硫存在实验周期长,且在实验过程中可能由于温度分布不均匀导致热点产生,甚至严重时可能发生爆炸等安全隐患问题。因此,需要通过仿真计算[6]提前预测微波脱硫过程中电场、温度场分布和最佳工艺条件。

本文选取山西省新阳煤矿高硫煤作为研究对象,通过多物理场耦合计算方法对微波脱硫实验过程进行研究。在建立合理的煤样模型基础上,通过实现微波脱硫涉及的多个物理场之间的耦合关系,实现对煤的微波脱硫过程的研究,得到微波脱硫的最佳工艺条件,并分析电场分布的均匀性,讨论温度分布的均匀性,解决热点问题。……