基于PIV技术的煤泥沉降特性研究

发布时间：2017-12-05 18:22

  本文关键词：基于PIV技术的煤泥沉降特性研究

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【摘要】：煤泥水沉降在选煤厂生产中具有极其重要的意义,煤泥水处理的好坏直接影响选煤厂的经济效益和生产环境。近些年来,选煤厂入选原煤中煤泥量的不断增加和细粒煤自身复杂的物化性质造成了煤泥水沉降难的特点。因此结合煤泥水的自身性质,在确定合适药剂制度的基础上对其絮团特性加以分析成为了一项日益重要的研究课题。本文以王家岭气煤为研究对象,首先通过絮凝沉降试验,确定不同电解质和不同类型絮凝剂以及药剂复配所需的最佳药剂量,以此为基础对不同絮凝机理所形成的絮团在PIV系统中进行颗粒跟踪测试,统计絮团粒度与速度,根据斯托克斯公式计算絮团的有效密度。分析了絮团颗粒在介质中的受力情况,引进了合理的形状修正系数,建立了絮团粒度与絮团沉降速度的数学模型。通过分析已有的絮团粒度与絮团有效密度的数学模型,进一步建立了更加精确且物理意义明确的数学模型。具体结论如下:1、通过煤样粒度组成分析得知,试验所用煤样王家岭气煤原煤中细粒级物料含量较高,占原煤的33.81%,且灰分高达41.22%。通过XRD分析得知原煤中高岭石、石英、碳酸钙和软铝石等含量较高,精煤含量较低,不利于煤泥沉降。2、单独加入絮凝剂可以显著改善煤泥水沉降效果,单独加入阳离子型聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺的最佳药剂用量分别为500g/t、200g/t、500g/t。单独加入无机电解质类凝聚剂对提高煤泥水透光率作用并不明显,离子价态越高,电位压缩能力越强,并且所需药剂量越少,AlCl_3和FeCl_3的最佳药剂用量分别为0.048mmol/L和0.072mmol/L,CaCl_2和MgCl_2的最佳药剂用量为3.2mmol/L。3、单独加入有机絮凝剂,尤其是阳离子型聚丙烯酰胺和非离子型聚丙烯酰胺形成的絮团粒度较大,沉降速度较快,但是絮团的密实程度较低。单独加入电解质不利于絮团生长,沉降速度小,絮团有效密度较大。不同电解质与阴离子型聚丙烯酰胺联合使用时形成的絮团粒度和速度都明显大于两种单独添加时形成的絮团,且絮团密实程度明显大于单独加入絮凝剂时所形成的絮团。4、絮团的形态以及组成十分复杂。经过修正后的絮团沉降速度与絮团粒度之间通常满足线性关系,但是R~2值通常较低,范围为0.7至0.9。这同时也反映了在给定絮团尺寸时,絮团沉降速度变化范围通常很大。5、絮团有效密度与絮团粒度之间虽然同时满足幂函数和指数函数的关系,但是Δρ=(ρ_s-ρ_w)e~(?)的指数关系数学模型具有明确的物理意义,而幂函数数学模型没有实际物理意义。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD94

【参考文献】

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本文编号：1255760