UCG污染物苯酚在PRB中穿透行为及数值反演
王凡1
徐冰2
谌伦建2
李从强1
邢宝林2
苏发强3
1.河南理工 大学化学化工学院河南省煤炭绿色转化重点实验室,河南焦作 4540032.河南理工 大学化学化工学院河南省煤炭绿色转化重点实验室,河南焦作 454003;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 4540033.煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454003;河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003
摘要：煤炭地下气化(UCG)是集煤炭开发、转化为一体的煤炭清洁利用技术,但地下水污染风险已成为限制其推广应用的主要瓶颈之一.以有井式UCG为背景,以苯酚溶液为模拟UCG污染水,分别以砂、砂与有机膨润土和砂与活性炭混合材料构建模拟渗透反应墙(PRB)试验系统,利用有限元法和Python科学计算库NumPy及SciPy构建数值反演程序,研究苯酚在PRB中穿透现象.发现:①对充填砂和有机膨润土的PRB,随砂和有机膨润土质量比增加,扩散系数D和渗流速度q增大,弥散度λ和延迟因子R减小;对充填砂和活性炭的PRB,随砂和活性炭质量比增加,扩散系数D、渗流速度q和延迟因子R减小,弥散度λ增大.②混合材料质量比决定其孔隙率和吸附性能,对阻滞净化苯酚影响大.对砂和有机膨润土配制PRB墙体材料,质量比增大,PRB墙体孔隙率增大,苯酚初检时间缩短;对砂和活性炭配制PRB墙体材料,质量比增大,PRB墙体孔隙率减小,苯酚初检时间先增后减.③PRB对苯酚的吸附净化效果与机理:砂与有机膨润土构成墙体材料,其质量比存在阈值(本试验条件阈值2∶1),质量比小于该阈值时PRB对苯酚净化效果好,大于该阈值时净化效果急剧下降;砂与活性炭构成的墙体材料,其质量比小于2∶1时溶液渗流速度占主导作用,质量比大于2∶1时活性炭吸附性能占主导作用.
关键词：煤炭地下气化地下水污染渗透反应墙数值反演有限元
分类号：TD984(矿产资源的综合利用)X523(水体污染及其防治)
资助基金：国家自然科学基金(U1803114)河南省自然科学基金资助项目(232300421335)河南省科技攻关资助项目(212102311069)河南省博士后基金资助项目(HN2022021)
论文发表日期：2024-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 155-161 )
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