液固流化床内颗粒沉降特性试验研究

以小于1.5 cm的粗煤泥颗粒为研究对象,根据密度级和粒度级的不同,将粗煤泥分成20种窄密度级和窄粒度级的均质颗粒,在 100 mm液固流化床粗煤泥分选机内,分别进行自由沉降试验和干扰沉降试验,干扰沉降包括干扰沉降速度的试验和悬浮体密度的测量。结果表明,分选机内的流态应属于过渡区域,阿连公式是粗煤泥颗粒自由沉降末速的合适公式;影响干扰沉降速度的主导因素是介质中固体颗粒数量的多少和粒群的结构特点,固体容积浓度λ越大,颗粒的干扰沉降速度降低系数β越小;机体内从底部到顶部,流化床中悬浮体的密度逐渐减小,但在接近悬浮体顶部,悬浮体的密度稍有增加;随着密度和粒度的增加,悬浮体密度自下而上减小的程度增大。     

TBS干扰床分选机内颗粒的受力分析及沉降规律研究

通过对颗粒在TBS干扰床分选机内的自由沉降末速和干扰沉降末速进行了理论分析及试验研究,得出密度较高、粒度较大的颗粒自由沉降末速与其他颗粒差值较大,易于通过速度差来实现分选,颗粒的密度对分选效果的影响大于粒度的影响,有益于按密度差异进行分选;密度相同时,颗粒的粒度在干扰沉降中对沉降末速的影响较大,粒度相同时,颗粒的密度对沉降末速的影响不大,这对颗粒在实际分选中按密度差异进行分选十分不利,也是改善粗煤泥分选效果的核心问题。     

基于准流体法的颗粒干扰沉降末速模型

试验研究了颗粒体积分数对液固流化床颗粒干扰沉降末速的影响，以准流体有效密度和表观黏度概念刻画床层内颗粒间相互作用，提出了新的干扰沉降末速模型，相对误差基本控制在10%以内，预测准确度比现有干扰沉降末速模型明显提高。利用提出的干扰沉降末速模型探究了等沉比随液固流化床层颗粒体积分数变化关系，发现等沉比随床层颗粒体积分数增大而增大，表明入料粒度范围变宽、粒度效应对重选的影响受到一定程度抑制。     

液固流化床分选粗煤泥技术发展与应用

介绍了液固流化床粗煤泥分选技术在粗煤泥分选中的的优势和缺点。针对TBS分选机存在的缺点,阐述了其基本分选原理和分选结构,并介绍了国内外液固流化床分选粗煤泥技术的发展与应用情况,分析了液固流化床粗煤泥分选技术的发展思路、现状和趋势。分析表明,液固流化床分选粗煤泥技术的发展趋势是,提高液固流化床分选机在目前工业应用中2～0.25mm粒级范围内的分选效果和处理量,同时要减少粒度对分选的影响,强化其按密度分选作用,提高其在宽粒级的分选效果,进一步扩大其分选范围。     

干扰床分选机工作原理及分选理论基础研究

文章介绍了干扰床分选机的工作原理,并在比较了各种粗煤泥自由沉降速度计算方法的基础上,提出了适用于粗煤泥自由沉降速度计算的公式,同时计算了不同粒度、密度级别颗粒的干扰沉降速度,为干扰床分选机分选粗煤泥奠定了理论基础。     

基于颗粒简化动力学方程的液固分选流化床数学模型

利用四阶Runge-Kutta法求解了液固分选流化床内颗粒的简化动力学方程,得到了颗粒速度和位移等随时间变化关系,并搭建了流化试验系统,验证了颗粒简化动力学方程的准确性,其预测的颗粒干扰沉降末速相对偏差基本可控制在5%以内。建立了基于该简化动力学方程的液固分选流化床数学模型,与试验分选结果相比,各密度级颗粒分配率的均方根误差为5.05。利用该模型探究了入料速率对颗粒分离结果的影响,发现入料速率增大导致的床层有效密度与实际分选密度比值减小是该过程中液固流化床分选效率降低的原因。     

液固流化床分级与分选联合工艺的研究与应用

为了解决液固流化床在粗煤泥分选过程中入料粒度范围过宽、高灰细泥进入溢流污染精煤导致的粗精煤灰分偏高,严重影响液固流化床分选效果和精煤产品质量的问题,提出了液固流化床分级与分选联合工艺,即采用液固流化床对粗、细煤泥进行分级,溢流的细煤泥采用浮选处理,底流的粗煤泥进入第二台液固流化床分选,从而使粗、细煤泥均实现了高精度的分选。液固流化床分级与分选联合工艺在梁北选煤厂的生产实践中取得了良好效果,使入料中高灰细泥减少了80.32%,粗精煤灰分下降了2.43个百分点。     

介质密度对液固流化床粗煤泥分选效果的影响

针对工业上液固流化床粗煤泥分选机有效分选粒级窄,对难选煤分选效率低的缺点,开展了介质密度对液固流化床分选效果的影响研究,提出将液固流化床上升清水流改为重介质流。分别在2种上升流流量条件下对3~0.25 mm粗煤泥进行不同上升流流速的液固流化床粗煤泥分选试验。结果表明,液固流化床分选机采用重介质流分选时可将粗煤泥有效分选粒度范围拓宽至3~0.25mm,可能偏差控制在0.05~0.10 g/cm3,在较高上升流流速下精煤灰分可降至9.85%,当要求精煤灰分不大于11%时,精煤产率提高10.21%。     

新型三产品液固流化床设计与分选效果研究

为克服传统两产品液固流化床分选机应用中有效分选粒度范围窄、精煤容易受高灰细泥污染等局限性,设计出新型三产品液固流化床粗煤泥分选机,将分选过程分为上下两段。并进行了对比分析试验,研究表明,新型三产品液固流化床由于采用不同上升水速以适应物料性质沿床层垂直高度的变化情况,从而更有利于宽粒级物料和难选粗煤泥的分选,为现场应用及后续设计提供参考。     

液固流化床内颗粒沉降的基础研究

介绍了液固流化床的工作原理,探讨了颗粒在液固流化床中的沉降机理,计算了密度为9.5g/cm3、1.85g/cm3,粒度为0.111mm、0.282mm、0.625mm、1.242mm,容积浓度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6时的颗粒在液固流化床中的沉降速度,并运用模拟软件FLUENT验证了上述沉降速度求解的正确性,从而为液固流化床在回收废旧印刷电路板的试验研究中提供了理论基础。     

空气重介质流化床中细粒煤的流化与分选特性

3~1 mm粒级细粒煤介于煤粉与传统空气重介质流化床分选所适用的粒度之间,其在空气重介质流化床中被分选的同时对自身分选与流化特性产生重要影响。利用高速动态摄影等手段详细研究了空气重介质流化床分选3~1 mm细粒煤过程中不同流化数下床层的流化特性、压降波动、煤粒分离混合规律以及流化床中不同高度处的密度分布,阐释了气泡在分选过程中的作用机理。结果表明,加入一定量细粒煤后床层密度降低,流化效果发生了一定程度的改变。随着气速的增加,煤粒在流化床中先后经历了分离与混合两种状态,流化床各高度的密度也随之改变。当流化数在1.8~2.0时煤粒达到较好的分离效果。随着气速增大煤粒受气流影响增大,不再严格按照流化床密度分离。     

The influence of discharge style on the separation of coarse coal slime by a hindered fluidized bed

Two kinds of liquid distributor, a central discharge or a peripheral discharge, were designed into a hindered fluidized bed separator. The beneficiation performance of the fluidized bed was investigated using 0.25∼1.00 mm coarse coal slime and the two different distributors. The experimental results show that the heterogeneity of axial particle velocity in the radial direction of the bed can be reduced by a distributor that has a central discharge. The beneficiation performance for this distributor is improved relative to the distributor with the peripheral discharge. This indicates that it is necessary to eliminate or suppress the core-annulus structure within a hindered fluidized bed. Increasing superficial water velocity causes the clean coal ash content, the tailings ash content, and the combustible recovery to increase. Additionally, increasing the bed height decreases all of these three indexes. The optimum superficial water velocity and bed height for a 0.25∼1.00 mm coal feed were determined to be 3 mm/s and 800 mm, respectively. This work provides a foundation for the scale-up of the bed.     

浓相气固高密度流化床内的气泡动力学行为特性

采用试验测量与数值模拟计算相结合的方法,对干法选煤采用的浓相气固高密度流化床内的气泡动力学行为进行研究。对影响床层稳定性和密度均匀分布的气泡尺寸与上升速度进行计算分析,结果表明：以Geldart B类高密度磁铁矿粉作为分选介质,在表观流化气速 1.5 U mf ≤ U ≤ 2.2 U mf的条件下,气泡沿床高方向与床体轴向的气泡平均直径分布为35 mm< D b <49 mm和 40 mm< D b <61 mm,气泡上升速度范围为40~65 cm/s,试验与模拟结果基本吻合;此时,流化床内各点的密度分布均匀稳定,密度分布标准偏差为0.016 8。因此,调节表观流化气速 1.5 U mf≤ U ≤2.2 U mf ,可以使气泡尺寸和上升速度都保持在合理的范围内,流化床处于最有利于煤炭分选的准散式流态化,分选效果最好。     

表面改性加重质的流化特性与分选特性

为提高空气重介质流化床对不同外在水分入选煤的适应性,对磁铁矿粉进行表面疏水改性是一条有效的途径。研究了表面改性对磁铁矿粉流化特性的影响,结果表明：表面改性提高了磁铁矿粉的最小流化速度,但对床层压降分布无显著影响;与改性前相比,床层密度更均一、稳定,有利于形成高质量的流化状态;随着入选煤的外在水分的逐渐提高,对改性前后的磁铁矿粉流化特性都有影响,表面改性使入选煤的外在水分上限从2%提高到4%,并且在水分含量为4%时仍然保持较好的流化状态。以改性磁铁矿粉作为加重质,形成的流化床具有良好的分选性能,分选试验结果表明,入选煤外在水分为3%时,分选密度为1.55和1.82 g/cm³时,可能偏差E值均为0.075。     

液固流化床分选粗煤泥的试验研究

自制了直径300 mm液固流化床模型机分选试验系统,并分别设计了中心排料型和周边排料型流体分布器,分别对0.25~1.00 mm粗煤泥进行了3个不同柱体高度的分选试验。结果表明：随着水流速度的增加,精煤灰分、尾煤灰分、精煤可燃体回收率都随之升高;分选密度达到1.5 g/cm 3左右,可能偏差E值在0.06～0.08;在一定的上升水流范围内,高柱体的精煤灰分低于低柱体,1 800 mm柱体高度下得到的精煤灰分比1 200 mm的精煤灰分低0.6%～1.2%;1 500 mm柱体高度下的分选效果最佳,中心排料型流体分布器的E值较低,分选效果优于周边排料型流体分布器。     

煤系高岭土微细粉体振动流化床煅烧的试验研究

针对由耐火材料构造的高温煅烧窑炉难以实现整体振动的特殊性,开发了具有分布板振动特征的新型振动流态化煅烧工艺,在 35 mm振动流化床煅烧炉实验装置中实现了煤系高岭土微细粉体（平均粒径25.8 μm）的流态化煅烧,并进行了静态煅烧、常规流态化煅烧和振动流态化煅烧的对比试验。研究表明:流态化烧成速度明显优于静态煅烧;分布板振动可有效减小微细颗粒团聚体尺寸,改善流化质量,缩短烧成时间。在适宜煤系高岭土煅烧的温度（900 ℃）下,实现振动流态化煅烧的最佳的工艺条件是:流化气速7 cm/s,振动频率25 Hz。     

细粒煤液固流化床分选技术国内外研究现状分析

论述了细粒煤分选在洁净煤技术中的重要地位以及液固流化床分选机的应用和理论研究的现状,指出液固流化床分选细粒煤是经济适用的分选方法。建议加强液固流化床分选的基础理论研究,特别是对液固流化床分选动力学特性以及结构参数对分选效果的影响方面进行研究。     

影响细粒煤振动流化床分选的关键因素

基于振动流化床的分选特性,本文采用200 mm×400 mm振动流化床装置,在不使用任何加重质条件下分选细粒煤(1~3 mm)。详细阐述了振动流化床的系统结构和分选过程。在3种不同床高情况下,利用Design-Expert试验设计手段详细研究了振幅、振动频率、膨胀度以及多因素协同作用对分选效果的影响,揭示各因素与评价指标之间的内在规律。试验结果表明:振动流化床可以排除高灰矸石,得到低灰精煤,精煤灰分为10.77%,相比原煤灰分34.57%降低23.80%左右,矸石层灰分达到54.00%以上,有效实现对细粒煤的分选,达到降灰提质的要求。