脉动流化床低密度分选细粒煤试验研究

发布时间：2017-09-16 05:18

  本文关键词：脉动流化床低密度分选细粒煤试验研究

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【摘要】：煤炭干法分选技术可以克服水对于分选加工的限制,具有更加广阔的推广应用空间。综合机械化采煤技术的不断普及使用,致使原煤中细粒煤的含量不断攀升,传统空气重介质流化床可以分选-50+6mm的煤炭,但却无法有效分选-6mm的细粒煤。脉动流化床可以有效的使-6+1mm细粒煤根据自身密度差异在流化床中分散离析,然而随着对于煤炭精煤产品要求的提高,常规的脉动流化床加重质难以形成密度均匀稳定的低密度流化介质层,无法分选出低灰分精煤,因此本文旨在探究适用于脉动流化床的低密度加重质级配及合适操作参数范围。本课题通过探究不同粒度磁铁矿粉、煤粉的流化特及混合后二元加重质流化特性及混合离析特性,确定在脉动流化床中煤粉不适宜作为调节磁铁矿粉加重质的物料。此外通过试验探究得到脉动流化床低密度加重质的物料组成为-0.15+0.074mm粒级的磁铁矿粉和-0.25+0.15mm粒度石英颗粒,通过单因素及三因素正交试验确定了操作气速、脉动频率及石英质量分数对于床层平均密度大小及稳定性的影响规律。当二元加重质中石英的含量应为40%-50%,气流速度在7.87-9.83cm/s范围内,脉动频率为3Hz-4Hz之间时,脉动流化床层可达到较低的平均密度。试验探究获得操作气速、脉动频率及石英质量分数床层平均密度的作用权重及交互作用规律C(质量分数)A(气流速度)B(脉动频率);AC(气流速度×质量分数)BC(脉动频率×质量分数)AB(气流速度×脉动频率),床层密度随着石英砂质量分数的增加而降低,随着气流速度的提高先降低后逐渐提高,随着脉动频率的提高先增加后降低。获得床层平均密度的拟合公式:density=8.38632-0.56439A-0.27193B-0.16858C+2.99142×10-3AB+4.46853×10-3AC+1.17862×10-3BC+0.019583A2+0.029867B2+1.26000×10-3C2式中density代表床层的平均密度,A为气流速度,B为脉动频率,C代表二元加重质中石英砂的质量分数。对新疆某矿-6+3mm长焰煤,利用探究所得的二元加重质进行分选试验,通过分选试验可知-0.15+0.074mm粒级的磁铁矿粉和-0.25+0.15mm粒度石英颗粒形成的二元混合加重质在适当的操作条件下可实现精煤的低密度分选。此外本文简要探究了石英砂-磁铁矿粉二元加重质介质分离回收工艺,利用筛分-干法磁选-脉动流化床工艺可实现石英砂和磁铁矿粉的有效回收。借助Fluent软件模拟二维脉动流化床流化过程和高速动态系统拍摄二维脉动流化床流化过程,进一步验证了脉动流化床中石英砂-磁铁矿粉二元加重质的颗粒运动规律、床层密度分布规律及气泡的运动规律。本文通过试验研究与模拟探究得到并验证了脉动流化床的低密度加重质级配及合适操作参数范围,为干法分选细粒低灰煤产品提供了有效的加工工艺。
【关键词】：脉动流化床低密度分选 细粒煤 石英砂-磁铁矿粉 二元加重质
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD94
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-19
• 变量注释表19-20
• 1 绪论20-24
• 1.1 研究背景及意义20-21
• 1.2 课题的提出21
• 1.3 研究内容及方法21-24
• 2 文献综述24-35
• 2.1 细粒煤干法分选技术24-25
• 2.2 空气重介质流化床选煤研究现状25-27
• 2.3 脉动流化床分选研究现状27-32
• 2.4 空气重介质流化床加重质研究现状32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3 试验研究系统35-40
• 3.1 脉动流化床分选系统35-37
• 3.2 试验分析软件37-38
• 3.3 试验原煤38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 低密度加重质试验与理论研究40-73
• 4.1 一元加重质流化特性试验40-48
• 4.2 磁铁矿粉-煤粉二元加重质分选密度及稳定性试验研究48-54
• 4.3 磁铁矿粉-石英砂二元加重质分选密度及稳定性试验研究54-72
• 4.4 本章小结72-73
• 5 脉动流化床低密度分选及介质回收试验研究73-91
• 5.1 入选原煤性质及评价指标73-74
• 5.2 单因素对分选效果影响的试验研究74-81
• 5.3 正交分选试验81-87
• 5.4 石英砂-磁铁矿粉二元加重质分离回收87-90
• 5.5 本章小结90-91
• 6 脉动流化床中二元加重质混合数值研究91-110
• 6.1 脉动流化床数值模拟参数设置91-93
• 6.2 脉动流化床数值模拟结果与讨论93-107
• 6.3 脉动流化床气泡行为研究107-109
• 6.4 本章小结109-110
• 7 结论与展望110-112
• 7.1 结论110-111
• 7.2 展望111-112
• 参考文献112-118
• 作者简历118-120
• 学位论文数据集120

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本文编号：861101