煤泥絮团破碎-重构机理研究及对沉降脱水的影响

发布时间：2022-02-11 15:04

　　随着选煤技术的发展,煤泥水沉降环节变得越发重要。煤泥水处理是选煤生产过程的关键环节,并且在生产过程中不同水流环境往往对已形成的絮团产生一定的剪切破坏作用进而影响后续的沉降脱水环节。针对这一问题,本论文以不同药剂下所形成的絮团粒径大小、分形维数、有效密度、沉降脱水效果等特征参数为依据,分析剪切作用对絮团结构特性和再絮凝后的絮团结构特性的影响,并结合模拟软件对絮团破碎-重构过程予以解释说明。本文采用平朔煤为研究对象,首先确定药剂之间最佳药剂量,以此为基础将所形成的絮团进行剪切破碎-重构的处理,引入絮团参数进行对比分析,并且建立破碎-重构模型。具体结论如下所示;（1）通过对凝聚剂所形成的絮团进行破碎-重构试验研究,结果表明:在剪切破碎的作用下,凝聚剂虽然中和颗粒表面电荷,降低静电斥力,促使颗粒聚集沉降,但剪切破碎后再次聚集需要静电修复和电性中和作用共同完成。由于所形成粒径较小,粒径在0.23mm左右,分形维数较高1.8左右,有效密度达到140kg/m³。在絮团破碎重构后与破碎絮团粒径相差较小,几乎不能聚集,其他参数之间变化较小。凝聚剂所形成絮团其沉降效果不佳,脱水速率在... 

【文章来源】：太原理工大学山西省211工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤泥絮团的研究现状
        1.2.2 絮团破碎-重构的研究现状
        1.2.3 分形理论的研究现状
        1.2.4 仿真模拟的研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 试验材料与方法
    2.1 试验仪器和试验试剂
        2.1.1 试验仪器
        2.1.2 试验试剂
    2.2 试样性质
        2.2.1 煤的工业分析
        2.2.2 煤样表面官能团分析
        2.2.3 矿物组成分析
        2.2.4 煤样接触角分析
        2.2.5 电位分析
        2.2.6 粒度分布
    2.3 试验方法及评价指标
        2.3.1 试验参数计算方法
        2.3.2 试验步骤
        2.3.3 评价指标
第三章 絮团破碎特性研究
    3.1 药剂制度对沉降效果的影响
        3.1.1 凝聚剂对沉降效果的影响
        3.1.2 絮凝剂对沉降效果的影响
    3.2 凝聚剂作用下絮团破碎特性
        3.2.1 凝聚剂作用下剪切速率对絮团粒径的影响
        3.2.2 凝聚剂作用下剪切速率对絮团分形维数的影响
        3.2.3 凝聚剂作用下剪切速率对絮团有效密度的影响
    3.3 絮凝剂作用下絮团破碎特性
        3.3.1 絮凝剂作用下剪切速率对絮团粒径的影响
        3.3.2 絮凝剂作用下剪切速率对絮团分形维数的影响
        3.3.3 絮凝剂作用下剪切速率对絮团有效密度的影响
    3.4 本章小结
第四章 絮团破碎-重构特性研究
    4.1 凝聚剂作用下的絮团重构特性
        4.1.1 剪切速率对絮团粒径的影响
        4.1.2 剪切速率对分形维数的影响
        4.1.3 剪切速率对有效密度的影响
    4.2 絮凝剂作用下的絮团重构特性
        4.2.1 自发重构与加药重构的絮团粒径对比
        4.2.2 自发重构与加药重构的分形维数对比
        4.2.3 自发重构与加药重构的有效密度对比
        4.2.4 自发重构与加药重构的破碎/恢复因子对比
    4.3 絮团破碎-重构对脱水效果的影响
        4.3.1 凝聚剂作用下的沉降脱水效果
        4.3.2 絮凝剂作用下的沉降脱水效果
    4.4 本章小结
第五章 加药方式对絮团破碎-重构特性研究
    5.1 加药方式对重构絮团粒度的影响
        5.1.1 二次加药对絮团粒度的影响
        5.1.2 单次加药与二次加药下絮团粒度的对比
    5.2 加药方式对重构絮团分形维数的影响
        5.2.1 二次加药对分形维数的影响
        5.2.2 单次加药与二次加药下分形维数的对比
    5.3 加药方式对重构絮团有效密度的影响
        5.3.1 二次加药对有效密度的影响
        5.3.2 单次加药与二次加药下絮团有效密度的对比
    5.4 加药方式对重构絮团沉降脱水的影响
    5.5 本章小结
第六章 絮团破碎-重构的仿真模拟研究
    6.1 DLCA仿真模拟方法
        6.1.1 模拟的平台的选择与确立
        6.1.2 模拟参数的设定
        6.1.3 絮团参数计算方法
    6.2 DLCA模拟破碎过程的结果分析
        6.2.1 剪切速率对絮团图像的影响
        6.2.2 剪切速率对絮团回转半径的影响
        6.2.3 剪切速率对絮团分布的影响
        6.2.4 剪切速率对絮团孔隙率的影响
        6.2.5 剪切速率对絮团分形维数的影响
    6.3 剪切速率对絮团重构的影响
        6.3.1 剪切速率对重构后絮团图像的影响
        6.3.2 剪切速率对重构后絮团半径的影响
        6.3.3 剪切速率对重构后絮团分布的影响
        6.3.4 剪切速率对重构后絮团孔隙率的影响
        6.3.5 剪切速率对重构后絮团分形维数的影响
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝剂投加量及污泥回流量对絮体破碎再絮凝的影响[J]. 邹青,柯水洲,朱佳,韦伟.  环境工程. 2018(08)
[2]浓度和粒度对细粒煤滤饼结构影响的研究[J]. 陈茹霞,樊玉萍,冯泽宇,李剑波,董宪姝.  中国矿业. 2017(02)
[3]分散介质流变性对煤泥脱水性能的影响研究[J]. 侯金瑛,董宪姝.  中国煤炭. 2016(03)
[4]黏性泥沙絮团强度的试验研究综述[J]. 张乃予,周晶晶,王捷.  泥沙研究. 2015(05)
[5]高灰细泥细粒煤助滤脱水的试验研究[J]. 师文虎,程云霄,李飞,邓启蒙,杨阳.  水力采煤与管道运输. 2015(03)
[6]絮团粘性分维数的概念及其分析模型[J]. 邢军,李庆娜,丁仕强,刘正宁,徐继润.  环境工程学报. 2014(12)
[7]长江中下游洪枯季泥沙絮凝研究[J]. 郭超,何青.  泥沙研究. 2014(05)
[8]大淑村矿选煤厂煤泥水系统优化[J]. 郭晓玲.  科技致富向导. 2014(20)
[9]测量絮团分维数的新方法[J]. 邢军,丁仕强,逄薪蓉,徐继润.  大连大学学报. 2014(03)
[10]电凝聚法在煤泥水沉降中的应用现状[J]. 陈帅,闵凡飞,刘令云,杜佳,刘春福,陈晨.  洁净煤技术. 2014(03)

博士论文
[1]基于絮体特性的煤泥水混凝过程及调控机制研究[D]. 焦小淼.中国矿业大学(北京) 2018
[2]絮凝搅拌能耗分布优化模式及其实验验证[D]. 陈威.华中科技大学 2011

硕士论文
[1]煤泥絮团结构特性研究[D]. 刘云霞.太原理工大学 2017
[2]剪切流中颗粒聚集体的数值模拟研究[D]. 刘克达.哈尔滨工业大学 2014
[3]多级加药用于煤泥水沉降澄清技术的研究[D]. 孙庆.安徽理工大学 2014
[4]混凝絮体破碎及再絮凝机理研究[D]. 姚婧博.东北林业大学 2013
[5]絮凝剂及底泥对水中絮体破碎再絮凝影响研究[D]. 王洪刚.哈尔滨工业大学 2012
[6]破碎絮体的再絮凝技术研究[D]. 盛楠.武汉理工大学 2012
[7]水中絮体颗粒动态分布特征对絮凝效果影响研究[D]. 宋欣欣.哈尔滨工业大学 2009
[8]混凝动力学方程的数值求解及自我相似分析[D]. 张静.西安建筑科技大学 2007
[9]絮凝体分形仿真模拟[D]. 郭坤.西安建筑科技大学 2006



本文编号：3620490