旋转摩擦电选及其创新因素对粉煤灰脱炭的效果

从动力学角度出发详细分析了摩擦电选的科学原理,介绍了所用旋转摩擦电选试验系统的结构、工作过程以及粉煤灰脱炭效果的主要影响因素,并在分析了粉煤灰试样基本的粒度以及矿物组成性质的基础上,为明确系统影响因素中最主要的创新点充电电压和矫正流风速两因素的作用规律,进行了单因素试验研究。结果表明：分选腔内带电颗粒受到的与极板方向垂直的电场力越强,受到气流的扰动越弱,越有利于分选进行;充电电压没有起到加强分选效果的作用,甚至使之有所减弱;矫正流风速对脱炭效果影响显著,在选定的因素水平范围内随其速度的增加,脱炭效果先下降后升高而后又下降,最佳值为2.0 m/s。     

辉钼矿干法旋转摩擦电选预抛尾研究

为探究干法旋转摩擦电选辉钼矿进行预选抛尾的可行性,实验了辉钼矿以及石英、长石、黑云母等脉石矿物在不同条件下的摩擦荷电特性.结果 表明,辉钼矿与其他几种脉石矿物荷电特性有显著差异,荷质比相差较大,利于干法静电分离.在此基础上,利用实验室旋转摩擦静电分选(RTS)系统对辉钼矿石进行分选实验,考察了荷电电压、摩擦转速、给料速率、进风风速、给料粒级等参数对预抛尾分选效果的影响.结果 表明,荷电电压+12 kV、摩擦转速4000 r/min、给料速率50 g/min、进风风速1.6 m/s、给料粒级-0.15 +0.074 mm时,辉钼矿石预抛尾效果较佳.     

微粉煤旋转摩擦电选降灰试验研究

为了确定微粉煤旋转摩擦电选降灰试验的最佳操作参数,在分析微粉煤试样密度组成、矿物组成及煤和矿物的摩擦荷电性质的基础上,研究了充电器转速、分选电压以及气流速度等关键操作参数对微粉煤旋转摩擦电选降灰效果的影响,并采用Design-Expert软件中的Box-Behnken试验设计模块对试验参数进行了优化。结果表明:随着充电器转速的增加,精煤产率不断下降,灰分先降低后增加,分选效率先增加后降低。随着分选电压的增加,精煤产率和灰分都呈下降趋势,分选效率不断增加。随着气流速度的增加,精煤产率和灰分先降低后增加,分选效率则不断降低。当充电器转速为5 000 r/min,分选电压为40 k V,气流速度为1.5 m/s时,微粉煤旋转摩擦电选降灰效果最佳,分选效率最高为21.34%。     

基于正交试验的双风机并联机站结构参数优化

为了提高矿井机站的通风效率,以机站局部阻力系数最小为目标,选取机站扩散角、进风段巷道长度、收缩角和出风段巷道长度4个影响因素并设置合理水平进行了正交数值模拟试验。研究结果表明:在风机间距、粗糙度等因素一定的情况下,影响机站局部阻力系数因素的主次顺序为扩散角、收缩角、进风段巷道长度和出风段巷道长度;随着巷道风速的变化,机站最优结构参数是不同的;当巷道风速为1.2~1.5 m/s时结构最优组合为扩散角60°、收缩角30°、进风段巷道长度9 m、出风段巷道长度6 m;在风速为1.5~2 m/s时出风段巷道长度选择10 m机站局部阻力系数较小。     

摩擦棒分布规律对粉煤灰电选脱炭的影响

摩擦带电器的结构影响粉煤灰摩擦电选脱炭效率。建立了粉煤灰摩擦电选脱炭实验系统,以37~74μm粉煤灰颗粒为介质,在不同风量条件下,对摩擦棒3种不同分布特征的摩擦带电器进行了摩擦电选脱炭实验对比研究,以正、负极板上烧失量和脱炭率的分布情况为评价依据,获得了脱炭效果较好的摩擦带电器。     

CFB锅炉粉煤灰摩擦荷电特性及分选脱炭研究

脱炭是粉煤灰综合利用的前提，摩擦电选是粉煤灰脱炭的有效方式。为了探索粉煤灰摩擦荷电特性和分选脱炭的最佳操作条件，以CFB锅炉粉煤灰为研究对象，基于其物理化学、工艺矿物学特性分析，采用不锈钢、铜、铝和PVC四种材质，通过摩擦荷电试验，对焦炭和粉煤灰主要成分(SiO₂,CaO,CaSO₄)进行了摩擦荷电特性研究；通过摩擦电选试验，探究了给料速度、风量、分选电压对粉煤灰摩擦电选脱炭效果的影响；并采用Box-Behnken响应曲面法，对粉煤灰摩擦电选的操作参数进行了优化。试验结果表明：PVC的摩擦荷电效果较好，能使焦炭与粉煤灰主要成分的摩擦荷电量差异较大，可作为摩擦荷电器的摩擦材料；粉煤灰烧失量随给料速度的增加呈先降低后增加的趋势，随着风量的升高呈现逐渐降低的趋势，分选电压提高有利于降低粉煤灰烧失量，三个因素之中以风量对粉煤灰烧失量的影响最为显著；优化得出粉煤灰摩擦电选的最佳操作条件，即风量为70 m³/h、分选电压为20 kV、给料速度为10.8 kg/h,在此条件下，粉煤灰烧失量最低，为8.45%。研究可为粉煤灰摩擦电选脱炭...     

粉煤灰摩擦电选脱碳的试验研究

采用摩擦电选的方法对粉煤灰除炭,进行了电压、风量、进料速度、湿度、粒度等单因素试验和正交试验,结果表明在风量75m3/h、电压50kV和进料时间为130s的综合因素作用下脱碳效果最好。试验证明,用摩擦电选的方法对粉煤灰进行除碳是可行的。     

基于示踪技术的Y型通风工作面采空区漏风检测

采用示踪技术对Y型通风试验工作面采空区漏风进行了现场检测,估算了采空区漏风风速,研究了漏风分布特点。研究发现:试验工作面采空区漏风范围较广,漏风风速与工作面位置之间呈负指数关系;在距离工作面50m范围内,漏风风速为0.033～0.043m/s;距离工作面200m以远,采空区漏风风速平均为0.018m/s;距离工作面50—200m是漏风过渡区。     

破碎硐室粉尘浓度空间分布规律的数值模拟

为了掌握破碎硐室内粉尘浓度的空间分布规律,获取通风除尘设计的合理参数,以西石门铁矿提升车间系统27号破碎硐室为研究背景,依据气固两相流理论,运用计算流体力学的离散相模型（DPM）对破碎硐室粉尘浓度进行数值模拟,并与现场实测的粉尘浓度分布情况进行对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合。研究结果表明：硐室空间内破碎机及给矿机附近区域粉尘浓度较大,并以破碎机及给矿机为中心径向逐步降低;捕捉壁面条件下粉尘浓度较之反弹壁面要低;当27/40斜坡道进风,且风速为1 m/s时,硐室空间内粉尘沉降效果较好;安装抽风除尘系统除尘率能达到90%以上,硐室大部分空间粉尘浓度保持在2 mg/m 3以内。     

中等挥发分烟煤回燃逆喷式燃烧数值模拟

为扩展逆喷室燃煤粉工业锅炉对中等挥发分烟煤的适用性,以大同烟煤为研究对象,利用数值模拟技术,对14 MW旋流逆喷式燃烧器三维建模,模拟了燃烧器内的燃烧组织过程。通过对比挥发分较高的神华煤模拟结果发现:着火位置、供料量和燃烧室温度均是影响中挥发分烟煤燃烧稳定的关键因素,延长高温区域、增加回流区域面积、强化燃烧器燃烧过程组织可有效提高燃烧器对中等挥发分煤种的燃烧效果,根据煤质特性,选择相应的运行条件可起到良好的稳定燃烧作用。结合现场运行,同时对现有燃烧器进行了优化研究,最终确定了14 MW燃烧器燃用大同煤的最佳运行工况,即一次风速为24 m/s、二次风速为10 m/s和进料量为0.35 kg/s的优化运行条件,经对运行过程检测,燃烧器出口和炉膛温度由原来的926.5℃和856.7℃分别升高至1 055.6℃和938.8℃,燃烧效率达到98%以上,燃烧更加稳定。     

离子风静电除尘器集尘效率数值仿真研究

静电除尘器是通过在放电针施加高压电场使周围气体发生电离形成电晕放电,使得气流中的粉尘荷电,带电后的粒子受静电力的作用与气流分离并朝向负极板运动,从而达到粉尘收集的目的。通过计算流体力学模型（CFD）,研究离子风对静电除尘器内流场和粉尘收集效率的影响,该模型耦合了电晕放电、气体流、颗粒荷电及传输。结果显示,在电极附近电场强度和空间电荷密度达到最大,分别是7.03×10⁶ V/m和3.93×10^-4 C/m³。在施加27、20 kV电压时,离子风速度可分别达到1.92、1.79 m/s。通过对不同粒径粉尘的除尘效率研究发现,处在中间粒径粉尘收集效率最低。     

煤尘表面摩擦风速的计算方法

露天煤场风蚀扬尘量的估算需要确定煤尘表面的摩擦风速.采用数值计算方法,通过对风蚀作用下煤垛流场的计算,得出煤垛各细小表面处的摩擦风速. 当风速为3,3 m/s时,计算得出最大摩擦风速为0,168 m/s,最小为0,063 m/s,平均0,110 m/s.当外界风速增至10,0 m/s时,煤垛各表面摩擦风速随之增大,各表面平均风速为0,294 m/s.计算结果与文献风洞实验值吻合很好,表明其计算的可信性.根据EPA排放模式,以年均风速3,3 m/s,每3 d扰动1次的11 万m2的煤场为例,计算统计结果：煤垛表面起尘率为14,5％,风蚀扬尘量为671,4 t/a,这与实际煤场每年的煤尘风蚀损失量约700 t较为接近.     

基于LDA的均直巷道断面突扩风速分布规律实验研究

风速分布是计算井下巷道瓦斯、火灾气体、粉尘运移规律,温度、湿度分布,传热传质过程的基础,对风速传感器布置及测风仪表研制具有重要意义。针对传统的接触式瞬时速度测量方法的局限性,采用非接触式激光多普勒测速仪（LDA）对均直巷道的稳定流动及断面突扩后风流状态进行实验测试。在平均风速为4 m/s左右的条件下,得出即使是均直巷道的稳定流动,其瞬时风速的大小及方向也呈现极度的湍流脉动性,平均脉动幅度可达平均风速值的33%左右,测点风速大小及风向均服从正态高斯分布;在突扩区域有大涡存在,漩涡区风流方向极不规则,各向均有分布,其风速平均绝对值在0.1~0.2 m/s左右波动,表明井下工程测风可有条件地忽略湍流大涡区域。受突扩影响均直巷道断面风速分布呈近似均等的动态的波浪线分布而非拟抛物线型,壁面光滑的实验巷道边界层厚度在5 mm左右,风速以跃迁方式“突变”达到均值。实验表明,传统的测风原理及方法仅能满足一般的工程需要,但是不能满足以湍流为特征的巷道瓦斯、火灾气体、粉尘运移规律,温度、湿度分布,传热传质等过程的计算要求。     

矿井乏风余热回收和除尘实验研究

煤矿在开采的过程中会产生数量巨大的低温热源,如果能合理利用,将产生丰厚的经济效益和环境效益。设计了矿井乏风余热回收净化系统,采用多级喷淋对矿井乏风进行显热回收并除尘。实验研究各级喷淋换热效率及除尘效率,并分析其影响因素。实验结果表明:当整体水气质量流量比为0.649 8、单级水气质量流量比为0.324,且环境温度为17℃时,乏风两级喷淋后水温可以升高约3.4℃,喷淋室风侧换热总效率为82.72%;乏风温度越高,各级换热效率越高;乏风湿度越大,各级换热效率和换热总效率增加,但湿度超过70%后效率变化不明显;乏风速度增大,各级换热效率降低;喷淋室入口水温升高,各级换热效率降低;随着风速的升高,除尘效率降低。当风速1 m/s时,喷淋室的平均除尘效率约为55%。     

新型干式永磁筒式磁选机风力因素分析

为了探究风力因素对分选腔流场特性、磁选机分选性能的影响,将借助计算流体力学软件ANSYS fluent对新型干式永磁筒式磁选机分选腔进行流场特性研究,并通过整机试验研究风力因素对分选性能的影响.研究结果表明,随着风速的增加,精矿铁品位由17.78％提升到19.63％,尾矿磁性铁品位由1.09％降低到0.77％,精矿产能...     

Development of dust collection and removal technology of comprehensive mechanized excavation face

To solve the problem of excavation face dust control, the theory of dust removal after collection was put forward. Through a large number of theoretical and experimental researches, a new wind screen dust-collection system which was applied to comprehensive excavation face was developed. To set a wind dam in jet stream box, achieve the function of multi-stage and multiple-level regulation, lots of experimentation was carried out to obtain higher jet stream velocity with the minimum loss of energy. Experiments show that the slit width in the exports of wind screen dust-collection system should be 10 to 15 mm. For the general excavation roadway, after wind attenuation, the velocity can be greater than 3 m/s at the roof which meets the requirements of respirable dust control. Supported by the National Natural Science Foundation of China(f010206)     

钛铁矿摩擦静电分选研究

为探究摩擦电选分选钛铁矿的可行性,对比了钛铁矿及长石、石英、云母等脉石矿物与不同材质进行摩擦后的荷电特性。结果表明,以PVC作为摩擦介质时,钛铁矿与脉石矿物荷电的极性相反,且钛铁矿荷电量最高,荷质比可达4 nC/g。在此基础上对不同粒级矿物颗粒进行了荷电效果比较,确定物料的最佳分选粒级为0.074~0.125mm。采用实验室锯齿形摩擦电选系统对粒度为0.074~0.125 mm的钛铁矿与长石、石英、云母脉石矿物组成的混合物料进行摩擦电选试验,考察分选电压、给料速度和风量对分选结果的影响。结果表明,物料的分选效率随着分选电压、给料速度和风量的增大均呈先增大后减小的趋势,在分选电压为20 kV、给料速度为4.7 g/s、风量为80 m3/h时,钛铁矿分选指标最佳。     

氧化铝陶瓷旋转超声铣磨加工表面粗糙度研究

通过氧化铝陶瓷普通铣磨与旋转超声铣磨加工对比试验,分析了加工工件表面粗糙度随超声功率、砂轮线速度、进给速度、铣磨深度以及砂轮粒度的变化规律。结果表明:超声功率由0增大至90 W时,工件表面粗糙度下降,表面形貌得到改善; 随着砂轮线速度增大、进给速度和铣磨深度减小,旋转超声铣磨和普通铣磨工件表面粗糙度均呈下降趋势,在砂轮线速度1.09~5.49 m/s、进给速度100~550 mm/min、铣磨深度7~22 μm条件下,旋转超声铣磨相比于普通铣磨的表面粗糙度最大降幅19.3%。相比于80^#砂轮,170^#砂轮旋转超声铣磨后的表面粗糙度最大降幅23.1%,表面形貌相对更好。