本文選題：顆粒作用力　切入點(diǎn)：細(xì)粒煤　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：煤炭是我國的基礎(chǔ)能源也是高碳能源,實現(xiàn)煤炭資源的高效清潔利用是未來國家煤炭能源發(fā)展戰(zhàn)略的唯一出路。目前,在選煤技術(shù)領(lǐng)域中濕法選煤占據(jù)主導(dǎo)地位,但近年來,隨著淡水資源短缺狀況的加劇以及環(huán)境惡化程度的加重,濕法選煤技術(shù)的應(yīng)用受到一定限制。因而突出了干法選煤技術(shù)的重要作用與地位,復(fù)合式干法選煤技術(shù)對+6mm煤炭的工業(yè)化分選已經(jīng)成功應(yīng)用,但對于產(chǎn)率逐漸增大的細(xì)粒煤(-6mm)目前仍缺少較為成熟的干法分選技術(shù)。本文首次將復(fù)合式干法分選技術(shù)應(yīng)用到細(xì)粒煤碳的分選之中,形成細(xì)粒煤復(fù)合式干法分選機(jī),通過改變床孔尺寸和振動能量以及氣流輸送速度來改善復(fù)合式干法分選機(jī)對細(xì)粒煤的分選效果,強(qiáng)化細(xì)粒煤在復(fù)合式干法分選床體中按密度分層過程,進(jìn)而實現(xiàn)細(xì)粒煤的復(fù)合式干法高效分選。復(fù)合式干法分選細(xì)粒煤過程中物料顆粒的運(yùn)動形態(tài)直接影響其分選性能及分選效果,通過對床層密度的測量,重構(gòu)出復(fù)合式干法分選床層密度分布云圖,結(jié)果表明:床層密度波動受振幅、頻率、氣流速度及背板角度影響較大,在振幅、頻率、氣流速度、背板角度分別為3.6mm、53Hz、0.66m/s、45°時,床層密度波動性最小,其空間均勻穩(wěn)定性最佳,此時對細(xì)粒煤分選最為有利。振動能量的輸入對細(xì)粒煤復(fù)合式干法分選具有關(guān)鍵作用,通過利用振動能量測試手段對細(xì)粒煤復(fù)合式干法分選床層能量分布特征進(jìn)行了測試分析,確定了床面各分選區(qū)段能量對物料的作用規(guī)律,精煤段、中煤段及矸石段X軸向的振動加速度幅值分別為6.5m/s2、5.5m/s2、5 m/s2;精煤、中煤及矸石段Y軸向?qū)?yīng)振動加速度幅值分別為30.5 m/s2、22.5 m/s2、15 m/s2;精煤段Z軸向振動加速度幅值與Y軸向相同,中煤段Z軸向振動加速幅值較Y軸向增幅為15.38%。矸石段Z軸向加速度幅值較Y軸向減幅為50%,說明自入料端至矸石端方向顆粒的運(yùn)動過程是以垂直拋擲占據(jù)主導(dǎo)地位,有利于顆粒分層及運(yùn)移。通過分析床層能量分布特征圖可知:床面精煤段獲得能量最大,為物料的主要分選區(qū)段,起到主要分選作用即低密度顆粒的分選主要在此段完成;中煤段獲得能量次之,為低密度與高密度物料的分層過渡段;矸石段獲得能量最小,在此段中主要為高密度物料輸送段,基本不具備分層分選作用。復(fù)合式干法分選細(xì)粒煤過程實際上是物料與物料以及物料與床體之間受力作用的結(jié)果,通過對床面X、Y、Z三個軸向的受力分析確定顆粒在床面空間的受力特點(diǎn),建立顆粒三維空間的動力學(xué)方程,通過對顆粒的復(fù)合式干法動力學(xué)分析完善床層顆粒的密度分布理論。復(fù)合式干法分選細(xì)粒煤過程中,顆粒間的能量傳遞決定顆粒床層的活性及密度穩(wěn)定性,通過測試床層中顆粒的碰撞作用力,探究分選過程中顆粒間的能量作用規(guī)律,當(dāng)振幅為3.8mm,頻率為34Hz時,精煤段顆粒受力峰值為21.2m N,矸石段顆粒受力峰值為59.6m N,中煤段顆粒受力極不均勻,此時中煤段顆粒分層分離效果最佳。振動能量在細(xì)粒煤分選過程中通過床層傳遞給顆粒,從而使顆�；钚栽鰪�(qiáng),驅(qū)動不同性質(zhì)顆粒按密度發(fā)生分層進(jìn)而完成分選。能量在傳遞的過程伴隨耗散行為,通過對復(fù)合式干法分選細(xì)粒煤過程中能量傳遞與耗散規(guī)律的研究,建立了復(fù)合式干法分選床層能量傳遞與耗散方程。基于上述基礎(chǔ)分選理論和試驗研究,利用實驗室復(fù)合式干法分選樣機(jī)對-6mm細(xì)粒煤進(jìn)行了分選試驗研究,提出了灰分離析度評價氣流速度與振動強(qiáng)度對細(xì)粒煤在復(fù)合式干法分選床中的分層效果,分選結(jié)果表明:實驗室分選-6mm細(xì)粒煤其可能偏差E值為0.145~0.14,影響因素顯著程度為:振動強(qiáng)度氣流速度背板角度分選時間。根據(jù)實驗室分選所得最優(yōu)操作參數(shù)進(jìn)行半工業(yè)分選-6mm細(xì)粒煤試驗,結(jié)果為精煤產(chǎn)率69.98%,灰分為10.28%。硫分為0.41%,分選效果較好。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD94

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本文編號：1648434