流化床选择性排渣的实验研究

根据流态化分选和终端速度差异分选原理,提出了一种采用不均等配风的选择性排渣的方法,搭建了流化床选择性排渣的可视化冷态实验台,研究了压力分布、流化风速、床料粒径分布对排渣分选效果影响。结果表明:不均等配风时,由床内压力分布特点可知床内颗粒存在循环流动特点;当高风速与低风速的比值越大,其对颗粒度分选效果越好;在相同的高风速与低风速比之下,随床内细颗粒比例的增加,由于粗细颗粒的混合程度增加,分选效果会变差;不均等配风的排渣方式能够实现对细颗粒的分选。     

空气重介干法分选机刮板运动轨迹及分析

通过对空气重介干法选煤主机中刮板运动轨迹的研究，得出刮板在排矸端运动轨迹方程。讨论了刮板在排杆端运动过程中与布风板之间的间隙变化情况，结果表明，刮板在排矸端的运动是跳跃波动的，其与布风板之间的间隙是不断变化的，为了减小刮板与布风板之间的间隙变化量，应采用小的圆环链和齿数较多的链轮，并且要合理确定排矸端布风板的安装位置。这为合理设计空气重介流化床中刮板输送装置提供了理论依据。图3，参6。     

进气速度与质量流率对多密度颗粒分离性能的影响研究

通过建立多密度颗粒在康达效应下的分离模型,利用不同密度颗粒在康达壁附近迁移轨迹不同而实现不同颗粒间的分离.基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法模拟混合颗粒在该模型下的流动迁移特征,反映出不同密度颗粒在不同进气速度与质量流率的分离特性.研究表明,进气速度与质量流率对不同密度颗粒在康达壁下的迁移轨迹及分布均具有重要影响,当...     

煤矿井下空气套管钻进工艺最优参数研究

针对空气套管钻进施工工艺,优选套管钻进段最优工艺参数,基于煤粉颗粒运移规律及计算流体动力学,分析了供风参数、钻进速度、钻具转速等钻进工艺参数对空气套管钻进过程中排渣的影响规律。通过数值模拟和云图显示,将钻孔环空截面上煤粉颗粒的最高体积分数和颗粒最小速度作为排渣效果评价标准,对不同的工艺参数下定量描述了煤粉体积分数,得出了钻进过程中工艺参数排渣影响规律。     

循环流化床内煤矸石一维燃烧模型

为研究煤矸石在循环流化床锅炉内的燃烧性能,建立了预测煤矸石在锅炉内燃烧后的飞灰底渣残炭量的一维燃烧数学模型。建模采用"小室模型"的方法,将炉膛沿高度方向划分为多段小室,分别建立了质量平衡、动量平衡和组分平衡方程,计算得到了煤矸石燃烧特性沿炉膛高度的一维分布结果。与其他煤矸石燃烧模型不同的是,该模型详细考虑了锅炉内部气固流动、多孔介质传质和化学反应过程,并且耦合了颗粒在循环流化床锅炉的一维停留时间分布模型,模拟了颗粒在炉膛内部的流动过程。通过对模型的计算,得到矸石在循环流化床锅炉中的燃烧速率控制因素,以及矸石燃烧后的飞灰底渣残炭量与矸石物性参数和锅炉运行参数的关系。利用该模型计算并分析得到:矸石燃烧速率由灰层传质速率控制;选取灰层孔隙率大的矸石、增大锅炉热负荷、选取7m/s的风速、投入100~1 000μm的颗粒燃烧效率最高,飞灰或底渣残炭量最低。     

井下注聚管径对聚合物溶液流动影响

聚合物驱油技术被广泛应用在石油开采中,在地面工艺流程及地层渗流等方面对其做了大量研究,但对注聚井注入管柱工艺方面的研究较少,而井下注聚管径对聚合物溶液井下流动有重要影响。本文针对单管分层注聚工艺,基于幂律流体圆管层流流动理论,研究不同浓度的聚合物溶液在不同日注入量下的流态、表观黏度、管壁应变速度等参数受井下注聚管径影响的变化规律。研究表明,随着管径的减小,溶液的Re值缓慢增大,且属于层流;当管径减小到一定程度后,Re值急剧增大,由层流向紊流过渡;之后,随管径继续减小,Re值迅速攀升,彻底变为紊流。随着管径的变化,Re值会发生"突变",且日注入量越小,这种"突变"现象越明显。聚合物溶液流动时的表观黏度随注聚管径的增大而增大,但增大速率逐渐减小;会随流量的增大而减小,减小的速率逐渐增大。溶液流动时的平均速度梯度随注聚管径的减小而增大,增大速率逐渐增大;应通过优选注聚管径保持合理的应变速度,进而减小聚合物溶液的黏度损失。本文的研究结果,对注聚工艺的管柱尺寸设计和黏度变化规律认识有指导意义。     

煤矿巷道底板锚固孔排渣机理及应用

针对煤矿巷道底板锚固孔钻进过程中排渣困难的问题,分析了底板锚固孔钻进过程中的排渣过程,提出了底板锚固孔钻进排渣困难是由于"钻渣三区"的存在,得出"钻渣三区"是动态的依次逐步形成的,并最终同时存在;利用流体力学的基本原理,推导了冲洗液循环过程的沿程水力损失及在固液耦合作用下钻渣在冲洗液中上返的力学公式。根据现场基本情况,得出冲洗液在冲洗钻孔及排渣过程中的沿程水力损失对钻渣上返的速度vt影响极小,并确定了"钻渣三区"形成的条件。结果表明:在底板锚固孔钻进过程中,钻孔机具的选择、冲洗液流量的要求以及钻机转速、钻压的控制必须协调一致,控制钻渣聚集区的形成,在很大程度上避免钻渣聚集区的形成是加快钻进速度的关键。     

固体颗粒对油气井管柱的冲蚀损伤研究

油气井管柱内液体高速流动时,液体内含有的固体颗粒会对管柱造成损伤和冲蚀,因此有必要对油气井管柱受颗粒冲蚀特性进行研究。本文利用Fluent中湍流模型和DPM模型对90°弯曲油气管柱的固体颗粒冲蚀过程进行了数值模拟,研究不同影响因素下弯管内壁的冲蚀率及冲蚀效果。结果表明:固体颗粒对弯管的冲蚀磨损主要发生在弯曲段的下弯头外弧内壁;在流体速度和颗粒质量流率一定时,固体颗粒对弯曲内壁的冲蚀率随着流体黏度的增大而减小,随着固体颗粒直径的增大而增大,冲蚀量随着冲蚀时间的增加而呈线性增加;其他因素一定的条件下,固体颗粒对弯曲内壁的冲蚀率随着流体速度的增大而缓慢增大,增量逐渐减小。模拟结果为油气井管柱弯管的合理设计提供了数值依据和理论参考。     

低螺旋钻杆排渣流阻分析及减阻方法研究

为提高松软煤层钻孔气力排渣,改善钻孔施工工艺,基于两相流的相关理论对松软突出煤层低螺旋钻杆气力排渣钻进工艺进行了研究。具体进行了气力排渣流阻分析、钻杆腔体内部流阻计算和环形排渣空间流阻分析。通过分析和讨论影响流阻的因素,得出在钻进过程中流动阻力越大,压力损耗越大的结论,提出了降"内阻"和减"外阻"的方法。分析计算表明:增大钻杆接头内孔直径、减小接头处变径角和优化螺旋叶片的结构参数,可有效降低流阻,为低螺旋钻杆的设计生产提供参考依据。     

煤泥流化床燃烧技术的研究与应用

(1)采用大粒度高位给料,使洗煤泥凝聚结团特性得以利用,以减少燃料的损失。(2)采用异重流化床技术,防止聚团大颗粒沉积,保证稳定运行。(3)采用不排渣运行方式,减少重度床料的损失,避免燃料排渣损失,提高了燃烧效率。     

The influence of discharge style on the separation of coarse coal slime by a hindered fluidized bed

Two kinds of liquid distributor, a central discharge or a peripheral discharge, were designed into a hindered fluidized bed separator. The beneficiation performance of the fluidized bed was investigated using 0.25∼1.00 mm coarse coal slime and the two different distributors. The experimental results show that the heterogeneity of axial particle velocity in the radial direction of the bed can be reduced by a distributor that has a central discharge. The beneficiation performance for this distributor is improved relative to the distributor with the peripheral discharge. This indicates that it is necessary to eliminate or suppress the core-annulus structure within a hindered fluidized bed. Increasing superficial water velocity causes the clean coal ash content, the tailings ash content, and the combustible recovery to increase. Additionally, increasing the bed height decreases all of these three indexes. The optimum superficial water velocity and bed height for a 0.25∼1.00 mm coal feed were determined to be 3 mm/s and 800 mm, respectively. This work provides a foundation for the scale-up of the bed.     

液固流化床分选粗煤泥的试验研究

自制了直径300 mm液固流化床模型机分选试验系统,并分别设计了中心排料型和周边排料型流体分布器,分别对0.25~1.00 mm粗煤泥进行了3个不同柱体高度的分选试验。结果表明：随着水流速度的增加,精煤灰分、尾煤灰分、精煤可燃体回收率都随之升高;分选密度达到1.5 g/cm 3左右,可能偏差E值在0.06～0.08;在一定的上升水流范围内,高柱体的精煤灰分低于低柱体,1 800 mm柱体高度下得到的精煤灰分比1 200 mm的精煤灰分低0.6%～1.2%;1 500 mm柱体高度下的分选效果最佳,中心排料型流体分布器的E值较低,分选效果优于周边排料型流体分布器。     

基于γ－Fe2O3的高梯度磁场中燃煤可吸入颗粒物脱除实验

利用流化床气溶胶发生器分别产生2种不同磁特性的燃煤可吸入颗粒物,在高梯度磁场试验装置中通过添加γ-Fe₂O₃进行了可吸入颗粒物脱除的实验研究.结果表明,γ-Fe₂O₃对高梯度磁场中提高可吸入颗粒物的脱除效率有一定的促进作用.当γ-Fe₂O₃的添加量为0.003～0.012 g/g(飞灰)时,2种可吸入颗粒物的总脱除效率提高了20%～50%不等,并且γ-Fe₂O₃对饱和磁矩较大样品的脱除效率促进作用较大;可吸入颗粒物脱除效率随外加磁场、磁介质填充率、磁种与飞灰质量比的增加而增大;磁场开启后,可吸入颗粒物脱除效率的变化可分为缓慢提高、快速提高和稳定3个阶段.     

循环流化床锅炉飞灰的分形特性

为分析循环流化床飞灰的微观特性,以某480 t/h循环流化床锅炉为研究对象,通过压汞仪和扫描电镜研究其飞灰的分形特性。研究结果表明,循环流化床锅炉飞灰含碳量随粒径的分布具有峰值特性,在37μm处,含碳量达到最大值(峰值区),48~78μm为低含碳区。飞灰具有良好的分形特性,压汞仪测得的峰值区飞灰颗粒孔比体积、比表面积和孔隙率较大,而其分形维数较小(2.227),低含碳区飞灰分形维数为2.694。峰值区飞灰颗粒为致密的实心体,低含碳区飞灰颗粒为蜂窝状。基于SEM图像计算的分形维数与基于压汞实验所得的飞灰分形特性结论一致。     

液固流化床分级与分选联合工艺的研究与应用

为了解决液固流化床在粗煤泥分选过程中入料粒度范围过宽、高灰细泥进入溢流污染精煤导致的粗精煤灰分偏高,严重影响液固流化床分选效果和精煤产品质量的问题,提出了液固流化床分级与分选联合工艺,即采用液固流化床对粗、细煤泥进行分级,溢流的细煤泥采用浮选处理,底流的粗煤泥进入第二台液固流化床分选,从而使粗、细煤泥均实现了高精度的分选。液固流化床分级与分选联合工艺在梁北选煤厂的生产实践中取得了良好效果,使入料中高灰细泥减少了80.32%,粗精煤灰分下降了2.43个百分点。     

振动流化床对细粒煤的分选试验研究

普通空气流化床主要是分选6～50 mm的粗粒煤,且取得了良好的分选效果,而对于小于6 mm的细粒煤,因其粒度不是足够大导致分选效果变差,该试验在振动流化床中引入振动能量使细颗粒处于流化状态,通过调节振动频率来实现对细粒煤的分选,当频率过大或过小时,分选效果都较差,但当频率适中时,能够较好地降低精煤灰分,提高精煤产率,达到较理想的分选效果。     

影响细粒煤振动流化床分选的关键因素

基于振动流化床的分选特性,本文采用200 mm×400 mm振动流化床装置,在不使用任何加重质条件下分选细粒煤(1~3 mm)。详细阐述了振动流化床的系统结构和分选过程。在3种不同床高情况下,利用Design-Expert试验设计手段详细研究了振幅、振动频率、膨胀度以及多因素协同作用对分选效果的影响,揭示各因素与评价指标之间的内在规律。试验结果表明:振动流化床可以排除高灰矸石,得到低灰精煤,精煤灰分为10.77%,相比原煤灰分34.57%降低23.80%左右,矸石层灰分达到54.00%以上,有效实现对细粒煤的分选,达到降灰提质的要求。     

结构参数对双溢流旋流器内空气柱性能的影响

传统旋流器一次分级只能得到溢流和底流两种产品,造成产品粒级范围太过宽泛,达不到精细分级的要求。本文提出了一种具有双溢流管结构的多产品旋流器,建立了流场模型,利用流体力学多相流理论,对旋流器内部流场进行了数值模拟,得到了内外双溢流流场分布特点,获取了流场和空气柱的形成、发展演化过程。对底流口、溢流口结构参数对旋流器内空气柱性能的影响进行了仿真分析,结果表明:旋流器内空气柱直径随着底流口和溢流口直径的增大而增大,当内溢流管直径小于底流口直径时,空气柱较为紊乱。研究结果对分析空气柱影响涡旋运动及优化旋流器结构参数奠定了理论基础。