床层高度对浓相气固流化床分选下限的影响研究

摘要

在浓相气固流化床中，流化床床层高度是流态化技术的一个重要参数，直接影响着床层的流化行为。对于流化床选煤技术来说，床层太浅，分选空间不够，分层不好，影响分选效果；床层太高，易产生大气泡和腾涌现象，影响流化床稳定。而床层高度对于处于分选下限的细粒煤的影响较大，由于床层高度的增加，必然会影响分选下限，因此本文着重于探究浓相气固流化床中床层高度对分选下限的影响。
　　从流态化角度出发，本试验以床层密度分布标准差、不均匀度为评价指标，探究了加重质颗粒大小模型、布风板压降、介质二维组分和流化数等因素对流态化的影响，并在确定以上因子为最佳条件的基础上，进一步探究不同床层高度下的流化特性、空隙率特性和密度空间分布，并揭示了不同床层高度下稳定流态化区域的变化特征，得出流化稳定区域S与床层高径比H/D的关系模型：（此处为公式，省略）
　　从分选角度出发，本试验首先探索了各粒度级煤样的最大入料率rmax与煤样平均粒度级的关系模型：
　　rmax=0.004369+0.05350基于此关系模型的斜率数值上，确定其实际入料率。在不同床层高度下、不同流化数下，分别对-10+8mm、-8+6mm、-6+5mm、-5+4mm、-4+3mm、-3+2mm、-2+1mm和-1+0.5mm八个粒度级煤样进行了分选试验。以灰分离析度和可能偏差为评价指标，得出相关结论：首先，在较大粒度级入料时，其分选效果在较大流化数下其分选效果更佳；而在较小粒度级入料时，其分选效果在较小流化数下其分选效果更佳。其次，在同一床层高度下，分选效果随入料煤样粒度级的减小而变差，较小粒度级的分选效果不理想。再次，随着浓相气固流化床床层高度的增大，各粒度级入料煤样的分选效果在变好，当床层高度增大到240mm时，其分选下限能达到-4+3mm粒度级。从次，从混合粒度级煤样入料的分选效果来看，与单粒级煤样入料分选效果相似，其粒度级、流化数与床层高度的关系与单粒级煤样入料的分选结果基本一致。最后，在较短的分选时间内，高床层流化床的分选效果不如低床层床，随着时间的增加，高床层床和低床层床的分选效果都开始变好，但是高床层床的变好幅度大于低床层床，高床层床的分选效果从不如低床层床，变化为超过低床层床的分选效果。
　　从分析机理的角度出发，气速-压降、气固两相模型、散式流化区域和颗粒沉降理论等流态化理论对本试验中的流化及分选过程进行了阐明，并且从高速动态分析上对该结论进行了验证。

目录

声明

致谢

变量注释表

1绪论

1.1研究背景及意义(Research Background and Significance)

1.2课题提出(Subject Support)

1.3研究内容及方法(Research Content and Approach)

2文献综述

2.2空气重介质流化床分选机的发展(The Development of Air Dense Medium Fluidized Bed Separator)

2.3空气重介质流化床特性研究(Study on the Characteristics of Air Dense Medium Fluidized Bed)

2.4空气重介质流化床床体高度研究现状（Research Status of Air Dense Medium Fluidized Bed）

2.5本章小结(Brief Summary)

3试验系统、材料及方法

3.1浓相气固流化床试验系统（The Experimental System of Dense Phase Gas-solid Fluidized Bed）

3.2数据采集及分析设备(Data Acquisition and Analysis Equipment)

3.3试验材料(Experimental Material)

3.4试验方法（Method）

3.5本章小结(Brief Summary)

4床层高度对流态化质量的影响研究

4.1浓相气固流化床中流化特性的评价指标（Evaluation Index of Fluidization Characteristics in Dense Phase Gas-solid Fluidized Bed）

4.2气固聚式流态化的散式化设计（The Design of Gas-solid Fluidization）

4.3不同床层高度下稳定流态化区域的变化特征（Variation Characteristics of Stable Fluidization Zone at Different Bed Heights）

4.4本章小结(Brief Summary)

5床层高度对不同粒级煤样分选影响的研究

5.1 浓相气固流化床中的分选效果的评价指标及原煤性质（ Evaluation Index of Separation Efficiency in Dense Phase Gas-solid Fluidized Bed and the Raw Coal Properties）

5.2不同粒度级煤样入料率的研究（Study on Feeding Rate of Coal Samples with Different Particle Size）

5.3不同床高下单粒级煤样入料试验(Experiment of Single Particle Coal Sample with Different Bed)

5.4不同床高下混合粒级煤样入料试验（Experiment of Mixed Particle Coal Samples with Different Bed）

5.5不同床高下分选时间对细粒级煤样的分选影响(The Effect of Separation Time on the Separation of Fine Coal Samples)

5.6本章小结(Brief Summary)

6床层高度对不同粒级煤样分选差异的分析研究

6.1流态化理论分析（Investigation to Fluidization Theory）

6.2高速动态跟踪分析（The Track Analysis of High Speed Dynamic）

6.3本章小结（Brief Summary）

7结论与展望

7.1 结论(Conclusion)

7.2 展望（Prospects）

参考文献

作者简介

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