振动流化床分选细粒煤的稳定性研究

对影响分选效果的因子进行分类处理,采用"均匀试验+正交试验"相结合的试验方案,结合提出的绝对离析值(Wash)、相对离析值(R)2个分选效果量化指标,在实验室振动流化床分选系统(D120 mm×H350 mm)上,对不同性质-6+1 mm细粒永城烟煤的分选效果波动性进行试验。结果表明,针对不同性质的入料,4种操作类因子均存在相对窄的最佳取值范围,且影响显著性依次为床层高度H流化气速v振动频率f振幅A;对于2种性质类因子,与密度组成相比粒度组成变化时分选效果波动较大,试验范围内密度组成变化时R值的波动区间为70.57%~77.59%,粒度组成变化时R值的波动区间为64.59%~76.61%。     

深型空气重介流化床密度均匀性研究

采用床层空间各处局部压降波动表征深床层密度在径向分布的非均匀性结构,并通过布风结构的设计探索了由布风室结构改变优化深床密度分布的可行性。在床体直径为600 mm,初始床高为520~760 mm流化床中进行实验。研究表明,预布风室结构的改变可以有效改善床层密度径向分布均匀性,在新型布风室作用下床层径向高密度区域由集中于床层中轴部变为分散于床层四周,且床层密度均匀分布的区域范围也明显增加。床层密度径向分布随着流化气速的增加高密度区域先减小再增加,当流化数为1.6时,密度分布标准差为最小值0.1035 g/cm³;随着初始床高的增加,床层径向密度分布规律越来越不明显,且波动越来越剧烈;此外,处于最均匀状态下的深床层分选50~150 mm大块煤时,可能性偏差达到0.042 g/cm³。     

废弃电路板破碎产物粒度分形分布的研究

废弃电路板破碎产物的外观形貌具有统计意义的自相似性,表现出分形的特征,建立了废弃电路板破碎产物粒度分布的分形模型.应用Origin 7.0软件对18种不同实验条件下得到的筛下累积产率曲线进行函数拟合,得到的拟合结果和实际结果相关性较好,残差E值较小,说明分形维数D是反映废弃电路板破碎程度恰当的统计特征量,可作为评价废弃电路板破碎程度的重要参量.采用Design Expert 6.0.8软件建立了分形维数D和破碎实验操作条件之间的二次方模型,标准偏差为0.022 706,且二次方模型得到的预测值和实际值非常接近,残差、平衡值、学生化残差、库克距离和奇异点距离均能达到预测精度的要求,为废弃电路板的湿法高效冲击破碎提供了基础.     

宽粒级加重质的流化特性

为拓宽气固流化床干法选煤加重质的粒级范围,分别配制了B-A型磁铁矿粉和B-A型粉煤,并按一定比例将两者混合作为宽粒级加重质,研究了其流化特性及分选性能,结果表明:由于A类颗粒中较细及密度较小物料的影响,随着床高增大,床层密度逐渐降低,且密度分布标准偏差较大,为0.060 1 g/cm~3.在合理的工艺及操作参数条件下,处于循环状态的0.3～0.074 mm级磁铁矿粉和1～0.15 mm级粉煤在流化床中分布均匀,床层密度均匀稳定,宽粒级加重质的流化性能良好,用于分选50～6 mm煤炭,分选密度为1.61 g/cm~3时,可能偏差(E值)为0.06 g/cm~3,分选精度较高.     

关于离散元法计算参数的探讨

计算时步、接触刚度等计算参数的选取对离散元法解的正确与否至关重要,目前普遍采用的方法是先确定接触刚度并选取保险系数后,按照经验公式求得计算时步,但在保险系数的设定上有关文献却不尽相同．作者提出了一种新的方法——恢复系数检验法来选定计算参数．采用离散元法最常用的弹性-阻尼-滑动接触模型编制了计算程序,以颗粒同静置平面之间的正碰撞考察了不同计算参数下的模拟结果,除模拟得到恢复系数外,还考察了碰撞过程的总接触时间和总接触时步数．统计分析结果表明：计算时步是影响模拟精度最重要的因素;模拟误差还同恢复系数的设定值有关,设定值越大,模拟误差就越小;计算时步的大小虽然对碰撞过程的总接触时间影响不大,但是却决定了碰撞过程的总接触时步数,二者之间存在对数线性相关关系,     

Study on the numerical simulation of batch sieving process

Screening was widely used in many sectors of industry. However, it is rather incomplete to the cognition of the sieving process for us due to the daedal separation process involving interactions of thousands of particulates. To address this problem, two dimensional numerical simulation of batch sieving process was performed by adopting advanced discrete element method （DEM）, which is one of the highly nonlinear digitized dynamic simulative methods and can be used to reveal the quantitative change from particle dimension level. DEM simulation results show that the jam phenomena of sieve-plate apertures of the ＂blinding particles＂ in the screen feed can be demonstrated vividly and results also reveal that the velocity of particle moving on the screen plate will vary along with the screen length. This conclusion will be helpful to the design and operation of screen.     

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...     

细粒褐煤脉动气固流化床干燥分选协同提质

煤炭的清洁高效利用是能源领域长期发展的要求.脉动流化床传质传热效率及分选精度高，可对褐煤实现有效的脱水提质.基于热态脉动空气重介质流化床流化试验，研究了不同操作条件对流化床密度及密度稳定性的影响规律和细粒褐煤的干燥脱水效果，并对-6+1 mm细粒褐煤进行了干燥分选协同提质试验.结果表明：增大气流速度、温度及脉动频率，均可提高细粒褐煤的干燥速率，影响床层密度及其稳定性.在温度与脉动能量的耦合作用下，干燥分选同时进行，水分灰分协同脱除，最佳干燥分选条件为温度T=120℃,气速u/u_mf=1.3,脉动频率f=4.36 Hz.在最佳条件下对-6+1 mm褐煤进行分选，可能偏差E值可低至0.16 g/cm³,精煤发热量可达18.670 kJ·g^-1,能够达到脱水脱灰一体化的要求.这为细粒褐煤的脱水提质提供试验基础.     

低品质油页岩高效干法提质及高密度分选调控

我国油页岩资源受水资源分布及环境等因素的影响，难以采用湿法分选技术，亟需研究油页岩高效干法分选技术.本文采用高密度干法分选系统对低品质煤系油页岩进行分选探究，确立了加重质的级配原则；考察了床层压力波动及膨胀规律，揭示了床层密度的时域分布规律，获得了床层密度调控理论推导公式，并根据实际分选结果对公式进行了修正.试验结果表明：为保证加重质稳定，油页岩矿粉的适宜混入比例应低于20%,在此情况下，床层密度调控范围拓展至2.24～2.82 g/cm³,并且随气速的增加，床层密度逐渐降低、密度波动逐渐增加；提出了油页岩全粒级干法提质工艺，精矿产率为35.20%,含油率为8.67%,较原矿提高了4.68%,整体回收率为76.49%,实现了低品质煤系油页岩的分选提质.