振动流化床的形成机理.pdf

第 “卷 第期中国矿业大学学报 2 . 9/ 9 文章编号 A B A “ C D E F B B * 振动流化床的形成机理 骆振福G陈清如G陶秀祥 E中国矿业大学能源利用与化学工程系G江苏 徐州 A H F 摘要研究了振动能量在细颗粒床中的传递以及振动与气流交互作用过程G揭示了振动对气泡 的破碎作用机理以及微泡振动流化床的形成机理G并给出了有效抑制气泡生成的临界振动频率 计算关联式’试验结果表明振动流化床密度分布均匀G床层压力波动小G实测值与理论分析结论 一致’ 关键词振动流化床I气泡I密度I压力波动 中图分类号 J H ’ C文献标识码K 我国是世界第一煤炭生产和消耗大国G煤炭在 一次能源消费结构中占L * M左右G这种状况在相 当长时期内不会改变’而我国原煤的入选比例为 * MG动力煤仅为A A MG致使因大量直接利用原煤 而造成的煤烟型大气污染十分严重G N O G 烟尘排 放 量 严 重 超 标E A “ “ L年 全 国 N O排 放 量 约 D C万8 G烟尘排放量约AH L 万8 F G酸雨影响面 积占国土的 MG因此G大力发展洁净煤技术G提 供洁净的煤炭能源十分重要G作为洁净煤技术基础 的选煤技术应处于优先发展的地位P 目前G选煤界普遍采用湿法分选方法G然而我 国有三分之二以上的煤炭资源分布在山西Q内蒙古 西部Q陕西等干旱缺水地区G难以进行湿法选煤P 可见加快高效干法选煤技术的研究开发十分必要’ 由于小于CRR级细粒煤在原煤中占有相当大比 例G有的高达L MG因此细粒煤高效干法分选技术 的研究显得尤为重要’ 振动流化床是将振动能量引入普通流化床的 气固流态化技术G由于振动的引入G强化了气固之 间的接触G使得固相加重质粒度很小时也可以达到 良好的流化状态G大大降低了粒度分选下限S A TG为 细粒煤的有效分选创造了条件’ 因此G研究振动流化床的形成机理G揭示振动 抑制气泡生成与长大以及形成密度均匀稳定的流 化床层的机理G对于细粒煤的有效分选具有很重要 的意义’ U 试验装置及工作原理 振动流化床试验系统由振动源及其调节装置Q 流化床模型装置Q压力测试仪器及供风装置等*部 分 组 成’流 化 床 模 型 为 A RRV A RRV RR的有机玻璃筒体G 它由布风室Q布风板Q床 体Q测压探头等构成G如图A所示’ 图A振动流化床试验模型装置及系统示意图 W 3 ; ’ A N 2 6 R/ 8 3 X 3 / ; - / R 0 6 Y Z 6 - 3 R6 . 8 / / 62 * 3 / 振动抑制气泡生成的机理 , 振动与气流的交互作用 在细颗粒床中引入振动或气流都可以使其流 态化但单流化机制指振动或气流作用是难以达 到形成密度均匀稳定且加重质颗粒返混小的流化 状态的不适合于细粒煤的分选,对于普通气固流 化床振动强度A 气流速度BCA 由于加重 质颗粒彼此间粘附力大气流难以均匀作用于颗粒 上易导致沟流死区附壁等异常流化现象床层 密度不均匀“而对于振动床 C A B A 当床层 进入流化状态时加重质颗粒的宏观返混严重如 图’ - 由此而产生的作用于入选物料的介质曳力 显著难以实现对细粒煤的有效分选按床层密 度 ,振动流化床 C A BC A将振动床与普通 流化床叠加振动与气流的交互作用使得颗粒床层 能够形成密度均匀加重质宏观返混小的床层, 下面就振动与气流的交互作用机理作一分 析D在普通细颗粒气固流化床中初始流化阶段床 层的流化质量较差那么引入振动后当振动强度 达到一定值后由于振动的作用颗粒间开始不断 发生摩擦与碰撞以传递振动能量从而引起松散效 应这为气流克服粒间的阻力并均匀地穿过粒间缝 隙创造了条件随着振动与气流交互作用的增加 床层进一步松散以至完全进入流化状态此时整 个床层被气流及振动力托起每个粒子处于随机游 动并伴有自振的活化状态床层不仅稳定性好而 且具有足够的活性这种状态非常适合于细粒煤的 分选,图是普通气固流化床与振动流化床的流化 特性曲线D 图流化特性曲线 . / 0 , . E / 5 / F * / 7 6 xo j e Y 4 k l jp m j g Y g “ j e o h j x6 h ,i e 6 o g h Yh k i h p l j 4 t u ’d h p l j } l 6 | Y h n h “ x “. A * 9 \ 9 * . “ 9 . ’ t 2 u , * AB’ C 9D F 3 4 , “ 3 K ’ C - 3L L M N N O , ’ 7 P Q R S T U V S WD , * - ’ - - ’ “ “ . X ’ 0 ’ “ * * C J’ . ’ *I ’ 2 *0 * 1 1 , *’ * ’ “ “ . X ’ 0 ’ “ 1 ’ . 2 “ YY* * - 3 1 ’ * 1 ZD , * * , ’ - “ . 0 3 0 0 2 * 0 * [ ’ C0 JX ’ 0 ’ “ 1 , * . “ ’ “ “ . ’ ’ 0 3 0 0 2 * X ’ 0 ’ “ . 2 3 ’ 1 ’ 4 * 10 * 1Y* * * X * 2 * 1 ZD , *. “ 3 2 . “ 2 3 2 ’ C , * ’ ’ 2 X ’ 0 ’ “ . * \ 3 * J Y, ’ ,0 3 0 0 2 * - ’ C , 0 ** . . * ’ X * 2 J “ “ 2 2 * 1Y - I 3 . “ Y 1 ZD , * * - 3 2 - , “ Y- , , *1 * - ’ J“ . X ’ 0 ’ “ . 2 3 ’ 1 ’ 4 * 10 * 1 ’ -* X * 2 J1 ’ - ’ 0 3 * 1Y’ ,Y* [I * - - 3 *. 2 3 3 ’ “ 1 , ** - 3 * 1X 2 3 * - C * *Y’ , , * , * “ * ’ 2 “ * - Z ] _‘ a T b R WX ’ 0 * 1. 2 3 ’ 1 ’ 4 * 10 * 1 c0 3 0 0 2 * c1 * - ’ J c ddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd I * - - 3 *. 2 3 3 ’ “ e 中国矿业大学学报f L N N N年 第 L g卷 第 h期 要目预告 卸压法治理井壁破裂的力学机理吕恒林崔广心 iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii 矿井电网对地绝缘参数测量方法胡天禄王崇林牟龙华 iiiiiiiiiiiiiiiiiii 任北奥陶系岩溶发育规律及对油田开发的影响裴宗平韩宝平韩彦丽等 iiiiiiiiiiii 环绕射流脉冲通风治理上隅角瓦斯积聚的研究王凯俞启香杨胜强等 iiiiiiiiiiii 条带煤柱中的应力分析与沉陷曲线形态研究崔希民缪协兴 iiiiiiiiiiiiiiiiii 高阶系统跟踪低阶模型的混合自适应控制方案吴忠强许世范岳东 iiiiiiiiiiiii 各品级煤泥浮选规律的研究刘文礼路迈西任守政等 iiiiiiiiiiiiiiiiiiii 用边界元法求解巷道围岩的散热量秦跃平党海政刘爱明 iiiiiiiiiiiiiiiiii 谐振式光接收机前端特性分析的通用方法丁恩杰武增徐钊 iiiiiiiiiiiiiii 跳汰分层过程计算机模拟研究王振羽中任守政 iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii 抑制突出的增压揭煤法研究蒋承林郭立稳王凯 iiiiiiiiiiiiiiiiiiiii 刘庄煤气化反应动力学特征研究梁杰刘淑琴余力等 iiiiiiiiiiiiiiiiii j k l形变监测网的数据处理模型 张华海李景芝余学祥等 iiiiiiiiiiiiiiiiii 多超声波传感器的工作空间识别郝继飞潘伟李响 iiiiiiiiiiiiiiiiiii 时序分析在开采沉陷动态参数预计中的应用吴侃靳建明 iiiiiiiiiiiiiiiiii 基于5 3 0 0 2 *函数多分辨断层检测石玉梅刘天放周谨等 iiiiiiiiiiiiiiiiii 多含水层系统的程序设计及其意义许光泉李慈君张铭 iiiiiiiiiiiiiiiiii hmL 中国矿业大学学报第L g卷 万方数据