寬粒級(jí)介質(zhì)流化床層數(shù)值模擬及粘度特性對(duì)分選過(guò)程的影響.pdf

1、氣固流化床選煤是一種高效的干法分選技術(shù)，氣固流化床屬濃相聚式鼓泡床，床層具有典型的似流體性質(zhì)，同樣具有流體的粘度屬性。對(duì)氣固流化床干法選煤技術(shù)來(lái)說(shuō)，床層粘度大小決定被分選物料的分層時(shí)間和分選效果，因此研究粘度對(duì)分選過(guò)程的影響尤為重要。
　　本文采用試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了不同粒級(jí)配比下石英砂的流化特性及流變特性，并在此基礎(chǔ)上對(duì)不同粘度下流化床進(jìn)行模擬物料分選及原煤分選，考察了寬粒級(jí)介質(zhì)床層中不同粘度下的分選效果。同時(shí)優(yōu)化

2、了加重質(zhì)級(jí)配，拓寬了加重質(zhì)的適用粒級(jí)，此外，還對(duì)不同煤粉含量下的床層粘度特性進(jìn)行了研究分析，討論了原煤在加入煤粉后的實(shí)際分選效果。
　　對(duì)0.3~0.25mm粗粒級(jí)和0.125~0.074mm細(xì)粒級(jí)加入0.25~0.125mm主粒級(jí)床層后在不同配比下進(jìn)行了床層特性數(shù)值模擬，研究了床層膨脹過(guò)程，床高隨時(shí)間的變化，分析了不同配比下的床層流化特性及顆?；旌咸匦裕Y(jié)果表明，粗細(xì)粒級(jí)配比下，隨著配比率γ的增加，壓降和密度趨于穩(wěn)定，顆?；旌隙?/p>

3、增大，γ=30％時(shí)床層活性最高，粗細(xì)顆?；靹蚨茸畲?；γ=40%時(shí)床層不穩(wěn)定性增加，說(shuō)明粒級(jí)間的配比要控制在一定范圍內(nèi)，且數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果有很好的一致性。
　　不同粒級(jí)配比下石英砂流化床粘度特性的試驗(yàn)研究表明，在0.25mm-0.125mm粒級(jí)床層中加入粗粒級(jí)0.3-0.25mm后床層表觀粘度大于加入細(xì)粒級(jí)0.125-0.074mm后的床層粘度。兩種情況下粘度隨氣速變化規(guī)律相同，即γ=10%、20%、40%時(shí)床層粘度隨氣速的增

4、大先減小后增大；γ=30%時(shí)，表觀粘度隨流化氣速增大而減小，細(xì)粒級(jí)床層粘度值小于加入前。
　　對(duì)同一粒級(jí)配比下每次測(cè)得粘度值的正態(tài)分布研究表明，粘度標(biāo)準(zhǔn)差均隨氣速增大而減小，且整體標(biāo)準(zhǔn)差值在隨0.3-0.25mm粒級(jí)及0.125-0.074mm粒級(jí)含量增大先減小后增大，兩種情況下均在γ=30%時(shí)，整體粘度標(biāo)準(zhǔn)差值最小。與模擬結(jié)果中床層密度穩(wěn)定性及顆粒混勻度綜合評(píng)價(jià)，此時(shí)床層最為穩(wěn)定。
　　對(duì)分別加入不同含量的-0.5mm煤粉

5、后的床層粘度進(jìn)行研究，結(jié)果表明：煤粉的加入使床層粘度增大，床層粘度隨煤粉含量增加而增大。γ<12%，床層粘度隨氣速增大而減小，γ>12%床層粘度陡然增大且隨氣速增大而增大。建立床層粘度與煤粉含量、流化氣速間的數(shù)學(xué)模型。
　　考察了分別加入粗細(xì)粒級(jí)石英砂后的床層粘度對(duì)模擬物料分選效果的影響，結(jié)果表明，隨著氣速的升高，床層膨脹率逐漸增大，實(shí)際分選密度逐漸減小，可能偏差E相應(yīng)增加，細(xì)粒級(jí)γ=30%時(shí)可能偏差值變化幅度很小；氣速8.49c

6、m/s、床層粘度0.34Pa·s，分選密度為1.27g/cm3，可能偏差E值最小為0.07g/cm3。粗粒級(jí)γ=30%、氣速為12.03cm/s，床層粘度為0.64Pa.s，分選密度1.39 g/cm3，可能偏差最小為0.087g/cm3。
　　在寬粒級(jí)及加入煤粉不同床層粘度下的原煤分選，結(jié)果表明，中煤矸石灰分呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)。隨氣速增大灰分離析度先增大后減小。細(xì)粒級(jí)γ=30%時(shí)氣速為9.32cm/s床層粘度為0.34Pa.

7、s，第1、2層灰分40%-60%，第3、4、5層灰分15%～20%，灰分離析度為0.63，可燃體回收率為85.25%。粗粒級(jí)γ=30%時(shí)氣速為12.03cm/s床層粘度為0.61Pa.s，第1、2層灰分30%-50%，第3、4、5層灰分10%-20%，灰分離析度為0.55，可燃體回收率為80.89%。煤粉γ=12%隨著流化數(shù)增大，氣速9.91cm/s床層粘度為0.71Pa.s，第2、4、5層灰分小于12%，第3層灰分為15%，第1層灰分