濃相脈動流化床流化與分選機理研究.pdf

1、煤炭是我國的主要基礎能源，實現煤炭的清潔開發(fā)利用與近零排放是未來我國能源與煤炭發(fā)展的唯一道路。目前，濕法選煤技術在我國選煤領域占據主導地位，但近年來，隨著水資源短缺與環(huán)境污染問題的日益嚴峻，濕法選煤技術的應用受到限制。因此，迫切需要發(fā)展高效的干法選煤技術。隨著模塊式干法重介質流化床選煤技術的工業(yè)應用，+6 mm的塊煤已經實現高效的干法分選，而對于含量日益增多的細粒煤，尚缺少成熟的高效干法分選技術。本文首次將脈動氣流的強制振動能量引入到分

2、選流化床中，形成濃相脈動流化床，通過外加能量，改善分選流化床的流態(tài)化質量，增強床層密度的均勻穩(wěn)定性，強化細粒煤的分選過程，從而實現細粒煤的有效分選。
　　對濃相脈動流化床進行平穩(wěn)性檢驗和各態(tài)歷經檢驗，確定濃相脈動流化床是一個平穩(wěn)隨機過程?；谄椒€(wěn)隨機過程的測試與分析方法，對濃相脈動流化床的床層密度進行了測量，并重構出其密度分布云圖。隨著氣流脈動頻率的增大，流化床上層、中層和下層的密度變化存在顯著差異，根據床層密度與脈動氣流頻率的響

3、應特性，將頻率分為低頻、中頻和高頻三個區(qū)域，在中頻區(qū)內，床層密度自上而下逐漸增大，密度在流化床橫截面內的分布均勻，且隨時間變化的波動小，適合細粒煤的分選。
　　壓力信號能夠反映出氣固流化床的氣泡行為與流體力學特性等，在分選流化床中，由于脈動氣流的作用，產生了附加氣體運動，保證了流化床在一個脈動周期內的穩(wěn)定性；通過對壓力信號進行頻域分析，得到分選流化床的能量耗散率隨著床層高度的增加而增大；通過相干性分析分離出不同類型的壓力信號，間接

4、反應出床層中不同類型的氣泡行為?；趯毫μ匦缘姆治雠c研究，提出了氣泡與加重質顆粒的振動作用體系，將床層中的氣泡等效為具有一定剛度的彈簧，建立了流化床床層振動過程動力學方程。
　　采用計算顆粒流體力學的方法，對分選流化床的脈動流態(tài)化過程進行了仿真實驗研究，氣泡的運動和爆裂行為會對加重質顆粒運動產生嚴重的影響。在分選流化床中引入脈動氣流后，床層中氣泡運動減弱，氣流和顆粒相的水平運動速度顯著減小，加重質顆粒在豎直方向和水平方向上的運動

5、均從雜亂狀態(tài)轉變?yōu)橛行驙顟B(tài)，加重質環(huán)流和顆粒返混現象得到明顯改善。
　　基于基礎理論研究和試驗研究，在濃相脈動流化床實驗室系統(tǒng)中進行了?6+1 mm細粒煤的分選試驗研究，提出了灰分離析標準差評價氣流速度與脈動氣流頻率對細粒煤按密度分層的作用效果。分選結果顯示，對?6+3 mm和?3+1 mm細粒煤的分選可能偏差E值分別為0.19 g/cm3和0.10 g/cm3，對?6+1 mm高變質程度的無煙煤分選可能偏差E值可達到0.09 g