振动重介质分选流化床流化质量改善机理与细粒煤高效分选

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 12; pp. 4559 - 4570
• Main Authors: 周恩会, 赵跃民, 董良, 张博, 段晨龙
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221116 01.12.2023; 中国矿业大学煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室,江苏徐州 221116
• Subjects: 振动激励; fluidization quality; 细粒煤; vibration excitation; fine coal; 干法分选; gas-solid fluidized bed; dry separation; 气固流化床; 流化质量
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.1201

TD94; 煤炭清洁高效利用是国家重大战略需求.随着我国煤炭工业重心战略西移和综采技术的普及,所开采的原煤尤其是动力煤日趋"贫、细、杂"化,迫切需要细粒煤高效干法分选技术.细粒煤具有迎风面积小、重力效应弱的特点,风力分选时介质密度与分选密度差异大,传统的干法重介质分选时气泡大、返混严重,均无法在有限时间和空间内实现细粒煤有效分离.将简谐振动与上升气流协同输入气固重介质流化床,通过振动能量强化气固接触、抑制气泡兼并、改善流化质量.着重研究了振动能量在床层中的传递过程与床层响应规律,发现床层密度的扰动程度主要取决于上升气流与振动能量的竞争协调结果,气泡引发床层密度的随机性波动,振动能量将颗粒由无规律的随机运动转变为周期性振荡,沿床层轴向挤压破碎气泡;基于经典两相理论,结合床层塌落过程中气泡相与乳化相的逸出规律,计算得到了振动激励下气体在气泡相与乳化相中的分布比例,表明振动能量可以有效驱使气体由气泡相迁移至乳化相,气泡体积减少19.23％,削弱了气泡引起的床层波动,改善了流化质量,形成了均匀稳定的流态化分选环境.建立了振动对流化质量改善效果的量化评价模型,明确了适合细粒煤高效分选的振幅、频率、气速3因素协同操作范围,将新疆黑山矿薄煤层6～1mm精煤发热量相较于原煤提高了4 571 kJ/kg.