气固流化床密度的在线测控研究

在对气固流化床选煤系统被控对象特性分析研究的基础上，提出用逆系统控制方法解决具有非线性多变量特点的气固流化床密度控制问题，建立了相关数学模型，介绍了流化床密度逆控制系统和方法，并获得较好的控制精度。     

气固流态化技术在矿物分选的应用

通过对气固流化床的基本特性及矿物干法分选的重要性分析,提出了气固流化床具有良好的分选性能。并研究了矿粒在流化床的分选机理。试验结果表明,气固流化床可以有效地分选矿物,分选效率大于９０％,开辟了一条新的矿物分选途径。     

气固流化床密度的计算模型

分析了气固流化床（即空气重介质流化床）的形成过程及其分选原理,通过理论推导,给出了气因流化床密度的计算公式,实验结果表明：该计算公式精度较高,可用于分选密度的预测。     

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。     

气固磁场流态化分选细粒煤

利用研制的横流式气固磁稳定流化床,以0.074~0.045 mm粒级磁铁矿粉和磁珠作为高密度和低密度分选介质,对6.0~0.5 mm 细粒煤进行连续分选试验。结果表明：当处于稳定流化时,磁场气固流化床比普通气固流化床具有更宽的稳定操作气速范围;外加磁场使磁性颗粒沿磁力线形成平行磁链,增大了床层空隙率,形成了分布均匀的通道,气体通过时不会产生气泡,由此形成了稳定的散式气固磁场流化床;高密度分选和低密度分选的可能偏差分别为0.085,0.075 g/cm 3 。     

液固流化床粗煤泥分选实验研究

基于自制的液固流化床分选系统,考察了其对1.5~0.25mm粒级粗煤泥的脱硫降灰效果实验研究。实验结果表明,数量效率分别随着上升水速和入料浓度的增加而增大,随入料速度的升高而减小。当上升水速为0.049m/s,入料浓度为1.81~1.99kg/L,入料速度为1.28~3.00kg/min,数量效率为94.93%~95.79%。当入料灰分和全硫分别为21.01%、3.00%时,精煤产率达76.15%,其灰分和硫分分别为8.71%和2.43%。尾煤产率为23.85%,其灰分和硫分分别为54.11%、4.78%。液固流化床对粗煤泥有明显的降灰作用,同时具有一定的脱硫效果。     

模块式气固流化床干法选煤技术的研究

基于选煤技术集约化、高效化、经济化的思想,建立了处理能力为40～60 t/h的模块式气固流化床干法选煤系统,与KZA2050型空气重介质干法分选系统相比,可大幅度降低基建及运行成本,减小了占地面积及三维空间。该模块式气固流化床干法选煤系统采用B-A型磁铁矿粉和B-A型煤粉的混合物作为宽粒级加重质,提出了将循环加重质及引风除尘系统的出料直接返回分选机的新型床层调控方法,优化了工艺流程,增强了床层密度和高度的均匀与稳定,提高了流化质量。在此基础上,还详细考查了该干法选煤系统的分选性能,试验结果表明,该系统能有效分选50～6mm的煤炭,当分选密度为1.33、1.61 g/cm3时,所得可能偏差分别为0.05、0.06g/cm3。     

基于CFD的液固分选流化床数值模拟

利用RNG k-ε湍流模型、VOF(Volume of Faction)多相流模型模拟了液固分选流化床(LSFBS)内外气液两相流场。待气液两相流场稳定后,耦合离散相模型(DPM)模拟了粗煤泥颗粒在LSFBS内部的分选过程。模拟结果能很好地吻合实验结果,其中与试验结果相比所有密度级在重产物中分配率的均方根误差为2.47,预测精煤产率相对误差为2.38%。在此基础上,分析了LSFBS速度场的分布特点;研究了上升水流速度和不同脉动周期、脉动波形的上升水流对分选效果的影响;得到了分选密度和可能偏差与上升水流速度间的函数关系;发现脉动水流分选精度低于均匀上升水流,对于脉动上升水流,最佳脉动周期为1.25 s,最佳波形为矩形。     

稀相气固流化床分选电厂磨煤机返料的研究

通过分析磨机返料的粒度和密度分布,将物料分为0.500～0.125 mm和＜0.500 mm两组,并分别对其进行稀相气固流化床分选实验。结果表明,两组物料的起始流化速度均为0.41 cm/s,物料中的黄铁矿和铝硅酸盐等矿物质得到了去除,0.500～0.125 mm和＜0.500 mm两组物料轻产物和重产物灰分分别为38.90%,77.58%和44.64%,74.55%,硫分分别为1.09%,6.97%和1.62%,6.99%,可燃体回收率分别为94.11%和91.16%。其中,＜0.500 mm物料流化床层更连续、稳定。扫描电镜（SEM）背散射图像与能谱仪（EDX）测试验证了分选的有效性。     

细粒煤流化床分选实验研究

论文比较了几种细粒煤分选方法,并对细粒煤进行了实验室流化床分选实验,试验结果表明:液固流化床分选技术是一种较好的细粒煤分选技术,其工艺简单、能够实现脱灰降硫且分选效果良好。     

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。     

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。     

细粒煤在空气重介质流化床中分层规律的研究

为研究细粒煤在空气重介质流化床中的分层规律,试验采用空气重介质流化床,对3～6mm细粒煤在床层高度分别为150,200,250mm时的分选做了初步的探讨,所用实验设备为直径170mm,高为500mm的圆柱体流化床.研究结果表明:高密度细粒煤大部分聚集在床层中下部;低密度细粒煤则倾向于在床层中上部聚集.因为在此加重质粒度组成及流态化条件下达到了颗粒分选下限,导致分选效果变差.     

基于气动信号小波分析的风机叶片裂纹故障诊断

 叶片裂纹和断裂是风机中普遍存在的一种严重安全隐患,能够尽早的检测出裂纹现象的存在对于工矿安全生产具有重要意义。本文利用小波分析方法对采集的叶片正常工作状态和叶片具有裂纹时的气动信号分别进行五层小波分解,并对分解系数进行重构,获取各频带归一化能量作为特征向量进行识别,结果证明：该方法能有效识别风机叶片裂纹故障,且直观性强,实用性高。     

基于Euler-Euler模型的空气重介质流化床密度分布特性

以Geldart B类磁铁矿粉为主体加重质,采用试验测量与基于Euler-Euler多相流模型的数值计算相结合的方法,考察流化床沿床层高度方向和轴向的密度分布特性。结果表明：当操作气速控制在1.50 U mf ≤ U ≤2.20 U mf时,床层密度沿床层高度方向与轴向位置的分布范围分别为1.95~2.10 g/cm3与2.00~2.10 g/cm3,两者的密度标准差均小于0.20 g/cm3。其中,轴向密度稳定性要高于床高方向密度稳定性,因此在实际分选过程中要侧重保持沿床高方向的密度波动性最小,进而提高流化床三维空间内的密度均匀稳定性,试验测量与数值模拟结果基本吻合。     

振动流化床对细粒煤的分选试验研究

普通空气流化床主要是分选6～50 mm的粗粒煤,且取得了良好的分选效果,而对于小于6 mm的细粒煤,因其粒度不是足够大导致分选效果变差,该试验在振动流化床中引入振动能量使细颗粒处于流化状态,通过调节振动频率来实现对细粒煤的分选,当频率过大或过小时,分选效果都较差,但当频率适中时,能够较好地降低精煤灰分,提高精煤产率,达到较理想的分选效果。