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。     

振动流化床加重质流动模型的研究

加重质的流动状态对振动流化床中细粒煤的有效分选起着决定性的作用，通过理论分析及试验研究，提出了以两个并联扩散模型的描述适合于细粒煤分选的振动流化床和重质流动模型，全面分析了振动参数，气流参数等对加重质流动模型的影响，得出了振动强度是决定如重质平均停留时间及有效的扩散系数的主导因素，并建立床层不同区域中振动强度与有效扩散系数的关系模型。     

加重质液固流化床流化特性研究

为确定加重质液固流化床对粗煤泥的最佳分选条件,开展了针对加重质液固流化床流化特性的实验研究,分析了加重质液固流化床在不同流化水速下的床层密度分布,考察了不同粒级磁铁矿粉沿柱高方向的分布,研究了-0.25 mm煤泥含量对流化特性的影响。     

加重质选择对气固流态化分选中气泡运动行为的影响研究

气固流态化干法分选技术具有分选精度较高的优势，已成为干法分选技术的研究热点之一，气泡结构的稳定调控是该项技术的核心难题之一。为探索加重质选择对气泡运动行为的影响，选择了不同种类的加重质，分析了不同加重质流化床中气泡的分布特征，基于不同加重质流化过程气泡运动的生长曲线，分析了气泡运动对床层密度波动的影响，并进一步建立了气泡生长预测模型。对比结果表明，该模型具有较高的预测精度，为提高颗粒流化质量，避免气泡兼并对床层密度的影响提供了理论依据。     

基于机器学习的Geldart A类加重质流化床的床层膨胀特性研究

为了预测Geldart A类加重质的膨胀特征,通过床层塌落试验,研究了床层流化过程中的气泡相和乳化相的组成与操作因素之间的关联,构建了操作气速、静止床高以及床层膨胀高度的数据集,进行了数据统计分布和相关性分析,利用具有最佳超参数的GBDT模型成功模拟了膨胀高度和影响变量之间的非线性关系,分析了特征变量的敏感性。结果表明,随着气速的逐渐增加,乳化相与气泡相的膨胀呈现先增加并略有减小的规律。对于不同的初始床高与床层膨胀高度,气泡相组成不受其变化的影响且组成比例相对稳定。操作气速的重要性得分是0.68,是膨胀高度最敏感的变量。而静止床高的重要得分仅为0.32,表明此变量对床层膨胀的影响较小。此外,由部分相关性分析可知,床层的膨胀高度对操作气速的依赖性具有一定的敏感性区间。     

干法选煤的一种新型加重质硼铁矿的物化特性研究

文章通过理论分析和实验研究,对硼铁矿的物化特性做了系统全面的分析,研究结果表明,硼铁矿适宜作为干法选煤的一种新型加重质,为硼铁矿作为加重质在空气重介质流化床干法选煤技术中的工业应用提供了理论依据。     

内部构件对空气重介质流化床流化特性的影响

 基于内部构件的作用机理，设计利用挡网作为流化床中的内部构件，并就其对于空气重介质流化床流化特性可能带来的影响规律进行研究。试验表明，挡网能够调节空气重介质流化床的分选密度以及床层的空隙率，使得床层的压降波动变得缓和，在流化状态下密度波动方差可降到0.63×10-2以下，这对于流化床流化特性的提高具有促进的作用。     

不同煤粉含量对气固流化床流化性能的影响研究

研究了0.5～1 mm级煤粉含量对流化床中流化介质流化性能的影响规律,煤粉含量对床层密度的影响进行了回归分析,建立了数学模型。结果表明:当0.5～1 mm粒度级煤粉含量为8%～11%时,对床层流化效果最佳。密度标准偏差与0.5～1 mm煤粉含量的回归模型决定系数R2=0.98,而床层平均密度与0.5～1 mm煤粉含量的回归模型决定系数R2=0.999,所建立的数学模型具有较高的可信度。     

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。     

空气重介质脉动流化床流化特性研究

为研究脉动流化床的流化效果,对不同脉动气流参数条件下脉动流化床和传统流化床的流化特性进行了对比试验,并分别对流化曲线、流化床床层压降以及床层中心点密度波动进行了分析。结果表明,脉动流化床在临界流化状态时,床层压降变化平稳,流化曲线不会出现凸峰。脉动流化床中床层压降波动显著小于传统流化床,其床层密度的稳定性更高,相同流化数（流化床工作气流速度与起始流化速度的比值）时,脉动流化床具有更低的床层密度。     

-0.5mm煤粉对空气重介质流化床流化特性的影响

为研究-0.5 mm煤粉在空气重介质流化床中的分布规律与影响效果,采用煤粉含量分布标准差、煤粉灰分分布标准差以及在稳定区间内的压降波动标准差3个指标分析了煤粉在分选流化床中的流化质量及分选性能.结果表明:-0.5 mm煤粉对流化质量有显著影响,少量-0.5 mm煤粉能促进形成密度均匀稳定的分选流化床,过多煤粉含量对流化床密度稳定不利,试验条件下最佳的-0.5 mm含量为6％;同时揭示了-0.5 mm煤粉在流化床中的分布规律,为空气重介质流化床的分选稳定控制提供了依据.     

二元加重质振动流化床的流化及分选特性研究

将振动能量引入到二元加重质气固流化床中,将一定粒度组成的磁铁矿粉和石英砂按照不同质量配比形成的混合物作为加重质,对床层进行流化及分选特性研究。研究了二元加重质振动流化床的流化特性,并在不同流化气速、振动强度、加重质配比条件下,对6~3mm、3~1 mm两个粒级细粒煤进行分选试验,确定了最优试验参数。试验结果表明,临界流化气速随石英砂质量配比增大而减小。当气速为7.37 cm/s时,床层稳定性良好,压降标准差为4.08 Pa;在最佳试验条件下,对6~3 mm和3~1 mm两种粒级煤样分别进行分选试验,分选精度(可能偏差值E_p)分别达到0.09 g/cm~3和0.13 g/cm~3,分选效果良好。     

路天厂加重质补添系统的改造

本文对传统的加重质(磁铁矿粉)补添方式作了简单比较；重点介绍了自创的搅拌—泵法的具体方案和优点。     

干坝子洗选厂选煤加重质粒度的确定

分析了干坝子洗选厂采用3NWX1100/850无压给料三产品重介旋流器与NZX150×6煤泥重介旋流器组配合选煤生产中加重质的粒度变化情况,介绍了在实际重介生产中加重质粒度选择的方法和依据。     

工艺条件对费托铁基催化剂气固流化特性的影响

传统上浆态床费托合成铁基催化剂主要采用浆态床反应器进行还原,之后转移至费托合成反应器中进行反应。随着费托合成反应器规模的扩大,配套的浆态床还原技术显现出了生产能力小,还原周期长等不足。通过对费托合成铁基催化剂气固流化特性进行研究,开发产能大、还原周期短的气固流化床还原技术能够显著提高费托合成装置的经济效益。在分析了费托铁基催化剂物性参数的基础上,利用氢气和氮气的混合气模拟还原合成气,在能够升温加压的不锈钢气固流化床反应器内,研究了工艺条件对催化剂气固流化特性的影响,包括温度、压力条件对床层压差脉动幅值的影响,温度、表观气速对反应器床层内气固分布的影响,并结合数值模拟揭示了加压条件下表观气速和温度条件对反应器床层轴向和径向的颗粒体积分数分布、径向颗粒速度分布的影响规律,获得了加压条件下床层从鼓泡流化态到湍动流化态的转变速度并与常压结果进行了对比。实验结果表明,压力增加能够降低床层压差脉动幅值;床层气固分布变化规律及关联计算结果表明在3.0 MPa条件下床层由鼓泡流化态转变为湍动流化态的气速为0.26 m/s。床层不同高度的径向模拟结果表明,在不同表观气速下,反应器内颗粒体积分数都沿径向呈...     

干法重介质流化床压力多尺度分析与流化质量表征

选煤是煤炭清洁加工利用的源头技术，干法选煤是干旱缺水地区与易泥化煤炭高效分选提质的重要途径。干法重介质流化床通过上升气流驱动加重质颗粒流化形成一定密度的气固流态化床层，实现对煤炭按密度分选，床层密度均匀稳定性即床层流化质量是决定分选精度的关键。受到气流、气泡、运动内构件、入料等多因素扰动，床层流化行为复杂多变，压力信号呈现出非均匀性、非线性、多尺度特征。基于干法重介质流化床压力信号的轴向差异传递与横向等效扩散特性，着重研究了床层轴向压差波动特征，提出流化质量定量表征方法。结果表明：基于时域分析可知，Geldart A类加重质颗粒床层总压降概率密度分布接近于正态分布；当床层散式膨胀时，由于颗粒间接触力的分布不均，概率密度呈现右偏且尖峰的偏离正态分布。通过频域分析发现，在床层膨胀区间的中末期，气泡主频主导了流化床的整个轴向区间；完全流化后的流化床，气泡主频仅控制着床层中部区域，床层浓度信号主频沿床层轴向分布变化明显。结合时域和频域信号分析结果，提出以轴向床层浓度主频为子区间波动标准差权重值的流化质量表征模型，可以综合评估干法重介质流化床的密度分布均匀性和稳定性，为干法重介质流化床分选密度稳...     

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。     

底部粗重颗粒层对流化床流化特性的影响

研究床层底部粗重颗粒层对气固流化床流化特性的影响。以0~0.300 mm磁铁矿粉为加重质,不同粒度的玻璃球模拟粗重颗粒层,对比不同粗重颗粒层条件下的床层流化特性、压降变化特性。结果表明:底部粗重颗粒层堆积会减小流化床的临界流化气速,使床层提前进入稳定流化状态,影响流化床的分层特性。当玻璃球粒度为12 mm,层数为2层,流化床的分层作用最弱,床层的垂直压降波动标准差为2.55 Pa,流化效果良好。     

气固流化床中气泡的行为及其对分选过程的作用机理研究

介绍了流化床选煤的基本特性和分选原理，从气固两相流的相互运动和作用入手，研究选煤流化床中气泡的行为及其分选过程的影响，通过实验研究得出选煤充化床气速的操作范围，建立了煤炭在流化床的分选模型。