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。     

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。     

鼓泡流化床排渣流动的模拟与实验研究

基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法,研究了鼓泡流化床的排渣流动特点,获得了不同管径的排渣管对流化床排渣流率的影响,并对排渣流动的流场进行了详细分析。模拟结果表明,布风板上开孔排渣会影响床内的正常流态化,随排渣管径的增大所影响的区域也会逐渐增大;排渣流率与流化风速、床层压降和管径的平方呈现出正相关性。根据流体力学拟流体理论所建立的公式能较好地预测排渣流率的变化趋势,从排渣流动过程中颗粒体积分数的梯度分布可知,布风板上排渣口的上方存在一个拱形临界面,此临界面是排渣过程中颗粒流动形态发生转变的分界面。     

模块式干法重介质流化床选煤理论与工业应用

我国2/3以上的煤炭资源分布在西部干旱缺水地区,迫切需要高效的干法选煤技术。新一代干法重介质流化床分选机是以磁铁矿粉和煤粉为二元宽粒级加重质,以空气为流化气体,形成具有一定密度的流化床层,进入到分选机中的煤炭按密度进行分层,实现高效干法选煤,新一代分选机解决了布风板易堵塞的难题,具有流化床密度均匀稳定、加重质循环量小、整机可靠性高的特点。中国矿业大学与唐山市神州机械有限公司合作开发,建立了模块式干法重介质流化床选煤厂,实现了干法选煤技术生产超低灰精煤的工业应用。工业应用结果表明,采用模块式干法重介质流化床选煤系统生产超低灰精煤,精煤灰分为3.46%,可能偏差E值为0.055g/cm3,数量效率90%,具有不用水、分选精度高、工艺简单、投资和运行成本低、能耗小等特点。     

内构件对提高干扰床细粒煤分选性能的影响

为提高干扰床对细粒煤的分选性能,在干扰床内加入内构件,对比分析了加入内构件前后干扰床的分选效果。结果表明,对于灰分21.57%的1.50～0.25 mm细粒煤,为使精煤灰分不超过10.00%,普通干扰床的表观水速不宜超过23.50 mm/s,所得精煤灰分和精煤产率分别为9.00%、72.56%,可能偏差Ep为0.123 g/cm3。在相同试验条件下,加入内构件的干扰床在一定程度上能抑制煤粒的错配效应,强化了煤粒基于密度差异分离的趋势,提高了干扰床的分选性能,所得精煤灰分和精煤产率分别为8.83%、80.12%,可能偏差Ep为0.085 g/cm3。     

带内构件干扰床细粒煤分选实验研究

 为提高干扰流化床对细粒煤的分选性能,本文提出了一种内构件（截顶倒圆锥形多孔板）,考察了板倾角、板间距、水速对干扰床分选效果的影响。实验结果表明,板倾角不是影响精煤灰分的显著因素,精煤灰分随着板间距（水速）增大逐渐降低（升高）。板间距不小于6.51cm或水速不超过20.14mm/s时,精煤灰分可控制在10%以下。精煤产率随着板间距（板倾角）增大逐渐下降（升高）,较大水速有助于提高精煤产率。在优化的实验条件下, 1.5~0.25mm细粒煤的灰分可由21.57%降至10%以下,同时精煤产率在70~83%。     

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。     

空气重介质流化床多元加重质流化特性研究

 本论文在综述了流化床干法选煤和加重质研究现状的基础上,采用硼铁矿粉和磁铁矿粉作为空气重介流化床的多元加重质,进行了相应的试验研究。选择了-0.3+0.15mm、-0.15+0.125mm和-0.125+0.074mm三个粒级的硼铁矿粉,分别与-0.074+0.045mm磁铁矿粉以不同总量配比组成两元加重质,进行流化特性的考察研究。建立了多元加重质流化床的起始流化速度与平均粒度之间的回归模型和密度模型。     

空气重介流化床干法选煤机的测量和控制方法探讨

从空气重介流化床干法选煤机的工作原理入手 ,阐述了流化床床高和密度的均匀、稳定对分选的重要作用 ,分析了流化床分选过程中的动态平衡机理 ,针对其工艺特点提出了保证流化床床高、密度均匀及稳定的测控方法     

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。     

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。     

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。     

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.     

新型分选分级机研制及其试验研究

在分析液固流化床性能的基础上,研制了一种新型煤泥分选分级机,阐述了它的工作原理与特点。以浮选尾煤为研究对象,分别进行了无顶水和有顶水的分选试验。结果表明,该分选分级机对浮选尾煤具有良好的分选降灰和分级效果。在底锥增加上升顶水的扫选环节有助于提高设备的分选分级效果,能够从高灰浮选尾煤中回收灰分28.48%,产率23.64%的+0.125mm低灰中煤,具有良好的分选效率,应用前景广阔。     

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。     

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。     

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。     

复合力场中煤岩显微组分的高效富集

以神东煤制油煤样为研究对象,建立了煤岩显微组分基于灰分差异的赋存规律模型,并提出了基于离心力场强化的煤岩组分分选方法。借助强化重力分选机对1~0.25 mm粒级煤样进行变参数分选试验研究,揭示了基于离心力场强化的分选机制。试验结果表明,镜质组含量与煤样灰分关系显著,模型关系可用指数函数模型表示。分选试验结果表明,煤岩组分可以在复合力场中得到有效富集,分选精煤的镜质组含量可以达到70%,精煤产率可达80%。对于1~0.25 mm粒级煤样,为使流态化水压为颗粒群的提供足够的径向分层动力,高效分选需要在较低的离心力条件下进行。复合力场有效强化了煤岩显微组分间的分选行为差异,可有效实现煤岩显微组分的富集。     

Numerical study of centrifugal fluidized bed separation

This paper examines the modelling of hindered settling separation in a centrifugal fluidized bed. A mathematical model based upon the macroscopic continuum conservation law and dynamic discrete particle velocity equation has been developed to simulate polydisperse particle separation in a centrifugal hindered-setting bed. An explicit finite difference method was used to discretise the partial difference equation and combined hindered settling velocity to solve the equation. A c++ program was developed to carry out iterative computations with special shock front interface treatment for initialization and boundary conditions.The simulated values from this dynamic model showed good agreement with the results of a centrifugal fluidized bed separator at different fluidization water flow rates and centrifugal forces.