基于间断级配水煤浆复合流机理研究

发布时间：2020-05-31 19:08

【摘要】：水煤浆是由煤粉、添加剂和水混和而成的混合物,其可作煤基流体燃料和气化原料,高浓度煤浆对于水煤浆的推广应用有着重要意义。而影响煤浆浓度的主要因素有煤的粒度分布、添加剂等。因此,研究水煤浆粒度级配是制备高浓度水煤浆的重要方向。本文在间断级配的基础上,通过建立模型与采用新的实验方法,对水煤浆粒度级配技术进行了研究,可为水煤浆的生产实践提供参考。水煤浆是由粒度不同的颗粒组成的复合流。煤浆中固体颗粒既有很粗的颗粒又有很细的黏性颗粒。粗颗粒与细颗粒在流体中分别承担了不同的角色,粗颗粒在煤浆中因其颗粒直径较大,表面物理化学作用可忽略不计,因此构成的煤浆黏性较低,而其相对细颗粒堆积密度更大,所以粗颗粒在煤浆中的含量对水煤浆的成浆浓度有很大的影响。细颗粒由于其表面电化学作用在流体中产生了一定的粘滞性作用,可以延缓水煤浆中颗粒垂直沉降作用,且其含量对浆体的黏性作用明显,因此有效控制其在水煤浆中的含量有重要意义。基于对粗细煤粉颗粒的认识建立了间断级配模型,模型是采用间断级配的方式对水煤浆进行粒度级配,目的就是要将粗煤粉粒度尽可能放大,其中细的煤粉足够细,使得粗煤粉中的最小粒径与细煤粉中的最大粒径有间断,这样可以保证细煤粉能够完全填充到粗煤粉中。因为研究已经发现,连续级配中的中间粒径部分的煤粉相比大颗粒提浓的效果差,而其在煤浆中又不能像细颗粒产生增粘的效果,导致煤浆浓度难以提高稳定性不好。试验根据模型粗颗粒平均粒径D、细颗粒平均粒径d及粗细粉质量比φ三者间的关系,选取不同参数点进行成浆性试验。结果表明：新疆宽沟煤制备水煤浆时,当粗颗粒D的平均直径为1mm,粗细粉比例为6/4时,此时细煤粉平均粒径为0.0259mm,成浆浓度59%,流态稳定性都能满足气化煤浆要求。试验结果也进一步修正与完善了理论模型。采用常规制浆工艺和分级研磨工艺对新疆宽沟煤进行水煤浆成浆试验,制得的煤浆浓度分别为51%、55%,都低于采用间断级配制得的水煤浆浓度。
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ536

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本文编号：2690328