液固流化床内颗粒沉降特性试验研究

以小于1.5 cm的粗煤泥颗粒为研究对象,根据密度级和粒度级的不同,将粗煤泥分成20种窄密度级和窄粒度级的均质颗粒,在 100 mm液固流化床粗煤泥分选机内,分别进行自由沉降试验和干扰沉降试验,干扰沉降包括干扰沉降速度的试验和悬浮体密度的测量。结果表明,分选机内的流态应属于过渡区域,阿连公式是粗煤泥颗粒自由沉降末速的合适公式;影响干扰沉降速度的主导因素是介质中固体颗粒数量的多少和粒群的结构特点,固体容积浓度λ越大,颗粒的干扰沉降速度降低系数β越小;机体内从底部到顶部,流化床中悬浮体的密度逐渐减小,但在接近悬浮体顶部,悬浮体的密度稍有增加;随着密度和粒度的增加,悬浮体密度自下而上减小的程度增大。     

液固流化床内颗粒自由沉降末速的试验研究

对液固流化床内粗煤泥的自由沉降速度进行了研究,建立了液固流化床试验系统,通过对流化床内雷诺数和自由沉降末速等参数的测试计算,得出如下结论:在物理模型中,阿连公式是粗煤泥颗粒沉降末速的合适公式,而在经验模型中,斯万森公式与实测值最接近;粒度和密度是影响颗粒沉降最主要的两个因素,随着粒度和密度的增大,自由沉降的不规律性越强,物理模型及经验模型所得出的自由沉降计算值与实测值的差距也增大。     

充气式液固流化床内颗粒运动研究

为提高充气式变径液固流化床内细粒级(1 mm)的金属和非金属混合物的分选效率,有必要对床内颗粒运动特性进行探讨。首先对颗粒在充气式变径液固流化床中受力状况进行了理论分析;然后采用高速动态图像分析系统宏观记录了充气式液固流化床内塑料颗粒和玻璃颗粒的运动轨迹和分选过程,得到了颗粒运动的位移及速度随时间变化曲线,为细颗粒的物理分选回收提供理论依据与技术支持。     

基于颗粒简化动力学方程的液固分选流化床数学模型

利用四阶Runge-Kutta法求解了液固分选流化床内颗粒的简化动力学方程,得到了颗粒速度和位移等随时间变化关系,并搭建了流化试验系统,验证了颗粒简化动力学方程的准确性,其预测的颗粒干扰沉降末速相对偏差基本可控制在5%以内。建立了基于该简化动力学方程的液固分选流化床数学模型,与试验分选结果相比,各密度级颗粒分配率的均方根误差为5.05。利用该模型探究了入料速率对颗粒分离结果的影响,发现入料速率增大导致的床层有效密度与实际分选密度比值减小是该过程中液固流化床分选效率降低的原因。     

液固流化床分选机理研究

本文采用理论结合试验的方法探究了液固流化床分选机理。得到了液固流化床分选机内自生介质流化床层性质。以不同粒度石英砂为自生介质颗粒,研究了自生介质粒度对分选效果的影响。研究发现,自生介质粒度越细,能实现的分选效果越好。其中,0.15~0.20 mm石英砂床层的最小E。值为0.053;0.25~0.45 mm石英砂床层能达到的最小E。值增大到0.095。通过分析入料粒度分布和操作条件对分选效率的影响,认为控制入料粒度应从入料粒度范围和入料粒度下限两方面考虑。在某一床层压力设定值下,保持较小的上升水流速率,可减小粒度和形状对颗粒运动的影响,有利于床层维持较高的颗粒体积分数和有效密度,可提高分选效果。     

液固流化床粗煤泥分选实验研究

基于自制的液固流化床分选系统,考察了其对1.5~0.25mm粒级粗煤泥的脱硫降灰效果实验研究。实验结果表明,数量效率分别随着上升水速和入料浓度的增加而增大,随入料速度的升高而减小。当上升水速为0.049m/s,入料浓度为1.81~1.99kg/L,入料速度为1.28~3.00kg/min,数量效率为94.93%~95.79%。当入料灰分和全硫分别为21.01%、3.00%时,精煤产率达76.15%,其灰分和硫分分别为8.71%和2.43%。尾煤产率为23.85%,其灰分和硫分分别为54.11%、4.78%。液固流化床对粗煤泥有明显的降灰作用,同时具有一定的脱硫效果。     

固体颗粒在液固流化床内分层机理的探讨

在对固体颗粒的沉降速度分层学说和密度分层学说两种理论进行分析的基础上,研究了固体颗粒在液固流化床内的分层机理,并通过窄粒级和宽粒级物料的流化试验,得出了固体颗粒按照自身沉降速度在液固流化床中分层的结论。     

粗煤泥液固流化床分选实验与探讨

利用自制液固流化床分选系统,对1.50~0.25mm粒级粗煤泥进行了分选实验研究。结果表明,精煤产率和灰分及可燃体回收率均随水速增大而增大。当水速为25.72 mm/s时,精煤灰分为11.5%,精煤产率及可燃体回收率分别为76.85%、86.72%。由分选产品不同粒级的浮沉试验结果可知,低密度粗颗粒和高密度细颗粒的错配效应是影响液固流化床分选效果的关键因素。     

三产品液固流化床结构设计及试验研究

针对传统液固流化床在粗煤泥分选过程中底流跑粗,对难选粗煤泥分选效果差,高灰细泥污染精煤的问题,提出并设计了基于多重分选环境的三产品液固流化床分选机,介绍了其工作原理。通过分选试验证明了三产品液固流化床能够拓宽入料的有效分选粒度范围,降低精煤灰分,提高精煤回收率,并能够得到精、中、矸三种产品,具有显著的经济效益和环境效益,为解决传统液固流化床存在的问题提供了新思路。     

介质密度对液固流化床粗煤泥分选效果的影响

针对工业上液固流化床粗煤泥分选机有效分选粒级窄,对难选煤分选效率低的缺点,开展了介质密度对液固流化床分选效果的影响研究,提出将液固流化床上升清水流改为重介质流。分别在2种上升流流量条件下对3~0.25 mm粗煤泥进行不同上升流流速的液固流化床粗煤泥分选试验。结果表明,液固流化床分选机采用重介质流分选时可将粗煤泥有效分选粒度范围拓宽至3~0.25mm,可能偏差控制在0.05~0.10 g/cm3,在较高上升流流速下精煤灰分可降至9.85%,当要求精煤灰分不大于11%时,精煤产率提高10.21%。     

脉动液固流化床分选机流场的计算流体力学模拟

介绍了一种新型的粗煤泥分选设备及其工作原理,并在试验研究的基础上,应用Fluent软件对脉动液固流化床分选机内部流场进行了三维数值模拟,结果表明:颗粒的运动行为与其密度、粘度、粒度大小等有关,在上升水流作用下,颗粒群进入分选区后迅速实现分层、分选,表明该分选机分选粗煤泥是可行的。但该机也存在溢流短路几率较大、分选机底部返混等问题,因此应当改进入料管和布水板的结构,以达到优化分选机的目的。     

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CFD的液固分选流化床数值模拟

利用RNG k-ε湍流模型、VOF(Volume of Faction)多相流模型模拟了液固分选流化床(LSFBS)内外气液两相流场。待气液两相流场稳定后,耦合离散相模型(DPM)模拟了粗煤泥颗粒在LSFBS内部的分选过程。模拟结果能很好地吻合实验结果,其中与试验结果相比所有密度级在重产物中分配率的均方根误差为2.47,预测精煤产率相对误差为2.38%。在此基础上,分析了LSFBS速度场的分布特点;研究了上升水流速度和不同脉动周期、脉动波形的上升水流对分选效果的影响;得到了分选密度和可能偏差与上升水流速度间的函数关系;发现脉动水流分选精度低于均匀上升水流,对于脉动上升水流,最佳脉动周期为1.25 s,最佳波形为矩形。     

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。     

液固流化床分选粗煤泥技术发展与应用

介绍了液固流化床粗煤泥分选技术在粗煤泥分选中的的优势和缺点。针对TBS分选机存在的缺点,阐述了其基本分选原理和分选结构,并介绍了国内外液固流化床分选粗煤泥技术的发展与应用情况,分析了液固流化床粗煤泥分选技术的发展思路、现状和趋势。分析表明,液固流化床分选粗煤泥技术的发展趋势是,提高液固流化床分选机在目前工业应用中2～0.25mm粒级范围内的分选效果和处理量,同时要减少粒度对分选的影响,强化其按密度分选作用,提高其在宽粒级的分选效果,进一步扩大其分选范围。     

细粒煤流化床分选实验研究

论文比较了几种细粒煤分选方法,并对细粒煤进行了实验室流化床分选实验,试验结果表明:液固流化床分选技术是一种较好的细粒煤分选技术,其工艺简单、能够实现脱灰降硫且分选效果良好。     

沸腾床与固定床组合工艺加氢处理煤焦油试验研究

为探索适宜煤焦油加工处理的组合工艺,提出沸腾床加氢预处理-固定床加氢裂化组合工艺处理煤焦油的思路,并在STRONG沸腾床加氢试验装置上进行试验.试验结果表明:沸腾床加氢预处理可大幅降低煤焦油原料中的S、N、残炭及金属等含量,降低不饱和分含量;生成油能够满足直接进固定床加氢处理要求;经固定床加氢处理后生成油性质得到改善:轻石脑油S、N含量均小于1.0μg/g,芳烃潜含量为56％,可以作为重整原料;柴油馏分密度0.856 6g/cm3,S含量50 μg/g以下,十六烷值高达53,可以作柴油调和组分或生产合格柴油;尾油以蜡油为主,S、N含量分别为59、21μg/g,残炭含量为0.15％,可作加氢裂化原料.     

循环流化床常压煤气化的初步试验研究

建立了一套常压热态循环流化床煤气化试验台，采用神华煤进行了初步的试验研究．结果表明，试验台可长时间稳定运行，碳转化率和冷煤气效率分别可达到96．9％和60．5％，但存在高温结渣和飞灰碳损失高等问题．