本文關(guān)鍵詞：褐煤柱式脈動(dòng)氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)研究

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【摘要】：由于褐煤高水分、熱值低、易泥化、易自燃,難以分選和運(yùn)輸,因此發(fā)展煤化工項(xiàng)目進(jìn)行就地轉(zhuǎn)化是一個(gè)良好的選擇,褐煤氣化技術(shù)使合成氣用于生產(chǎn)下游產(chǎn)品,目前褐煤氣化前預(yù)處理技術(shù)主要是除矸與干燥,針對(duì)采集的3-1 mm與6-3mm粒級(jí)內(nèi)蒙古褐煤煤樣在實(shí)驗(yàn)室建立的柱式脈動(dòng)氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)設(shè)備上進(jìn)行分選干燥協(xié)同提質(zhì)研究,確定氣流速度、脈動(dòng)頻率、給料速度、氣流溫度等工藝參數(shù)范圍,在此基礎(chǔ)上對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)研究,采用Fluent軟件對(duì)分選干燥過(guò)程進(jìn)行模擬,為褐煤分選干燥提供理論依據(jù),為以后的半工業(yè)試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)提供依據(jù)。本文綜合了礦物加工學(xué)、顆粒學(xué)、流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)等理論知識(shí),研究了固相顆粒在脈動(dòng)熱氣流中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析,通過(guò)單因素試驗(yàn)確定了3-1 mm與6-3 mm粒級(jí)褐煤最佳單因素參數(shù):當(dāng)氣流速度9.39m/s、脈動(dòng)頻率2.07Hz、給料速度250.00g/s、氣流溫度80.0℃時(shí),試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)3-1 mm粒級(jí)褐煤能得到可燃體回收率為48.34%,精煤灰分為27.89%,比原煤灰分降低了10.19%,精煤水分為11.23%;當(dāng)氣流速度11.61m/s、脈動(dòng)頻率1.60Hz、給料速度200.00g/s、氣流溫度80.0℃,能得到6-3 mm粒級(jí)褐煤可燃體回收率為73.91%,精煤灰分為21.43%,比原煤灰分降低了10.12%,精煤水分為12.43%;柱式脈動(dòng)氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)6-3 mm粒級(jí)褐煤比3-1 mm粒級(jí)褐煤分選效果好,但試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)3-1 mm粒級(jí)褐煤比6-3 mm粒級(jí)褐煤干燥效果好,6-3 mm褐煤經(jīng)過(guò)分選干燥后可以滿足褐煤氣化的要求,可以用于褐煤流化床氣化前的預(yù)處理。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用Design-Expert軟件對(duì)6-3 mm粒級(jí)褐煤進(jìn)行四因素三水平的正交試驗(yàn),得到影響可燃體回收率和輕產(chǎn)物水分的交互作用(2FI)模型,其中氣流速度與給料速度的交互作用對(duì)可燃體回收率影響最大,給料速度與氣流溫度的交互作用對(duì)輕產(chǎn)物全水分影響最大,得到可燃體回收率與輕產(chǎn)物全水分和實(shí)際各因素之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化,得到6-3 mm粒級(jí)褐煤分選干燥協(xié)同提質(zhì)的最佳條件:當(dāng)氣流速度11.28m/s,脈動(dòng)頻率為1.83Hz,給料速度為150.00g/s,氣流溫度80.0℃,可以使6-3 mm粒級(jí)褐煤精煤灰分降低到20.25%,精煤水分降低到11.21%,得到精煤產(chǎn)率為63.21%,可燃體回收率為73.64%,可以有效降低精煤灰分和含水量。在最佳試驗(yàn)條件下對(duì)6-3 mm粒級(jí)褐煤進(jìn)行分選干燥的柱式脈動(dòng)氣流分選干燥協(xié)同提質(zhì)設(shè)備的數(shù)量效率η為78.04%,可能偏差EP為0.15,不完善度I值為0.28。Fluent軟件的氣固兩相流Eulerian-Eulerian模型適用于6-3 mm褐煤分選干躁的仿真,解決分選與干燥停留時(shí)間耦合以及分選與干燥脫水傳熱之間協(xié)同機(jī)制問(wèn)題。選取最佳試驗(yàn)參數(shù)的條件下,當(dāng)給入溫度為354K的脈動(dòng)熱氣流1.267s后,煤與矸石顆粒可以有效分離,經(jīng)過(guò)2.503s時(shí)矸石顆�；炯性诜诌x干燥柱底部集料口,經(jīng)過(guò)2.968s時(shí)煤顆�；痉植荚诜诌x干燥柱頂部從出口逸出,煤顆粒在分選干燥柱逗留時(shí)間大約為2.968s,在t=2.503s時(shí),大部分煤顆粒溫度分布在310~337K。6-3 mm粒級(jí)褐煤在干燥時(shí)間t=2.968s內(nèi),熱效率η隨著時(shí)間不斷減少。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD94

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本文編號(hào)：1204512