浓相高密度流化床干法分选研究新进展

摘要

煤炭在我国能源消费结构中占主体地位,煤炭资源的高效洁净利用对于我国能源供给和环境保护意义重大.煤炭分选是洁净煤的源头技术,其中湿法分选占主导地位.随着水资源的日益短缺,湿法分选受到限制,亟须发展高效的干法分选理论与技术.中国矿业大学自20世纪80年代开始从事浓相高密度流化床干法分选研究,取得了一系列创新性成果。空气重介质流化床选煤技术不用水，省去了复杂的煤泥水系统，并避免了煤泥水带来的环境污染，分选精度高。针对分选流化床浓相、高密度的特点，建立了空气重介质流化床密度均匀稳定理论。空气重介质流化床在微泡准散式流态化条件下分选性能最佳，且床层密度需具有空间均匀性和时间稳定性，分选介质床层需具有低黏度和高流动性。同时，错配效应、布风板特性以及巴西果效应均对实际的分选效果有很大影响。气泡行为对分选密度稳定性、床层膨胀率以及气固两相流间相互作用有很大影响，与加重质颗粒的粒度及其组成、密度、形状、表面特性等有关。基于气固流态化分选理论的基础研究成果，以及半工业气固流化床的分选实践，建立了模块式空气重介质流化床分选系统，能在低密度或高密度条件下对煤炭进行有效分选，E值处于0.05-0.07之间。振动流化床对细粒煤具有良好的分选性能，实际分选密度为1.70g/cm3，数量效率为91.66%，可能偏差E为0.07。通过将磁场能量引入到普通气固流化床形成错流磁稳定流化床来改善流态化质量。