干粉煤氣化工藝煤質(zhì)的靜電分選調(diào)控研究.pdf

1、在于粉煤氣化工藝中，使用靜電分選技術(shù)對高灰分含量的煤粉進(jìn)行在線脫灰處理，實現(xiàn)灰分含量的定量調(diào)控，可以保證入爐煤質(zhì)的穩(wěn)定，提高煤氣化裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，具有重要的研究意義。本文采用冷模實驗和CFD模擬相結(jié)合的研究方法，分別對管道式摩擦荷電系統(tǒng)中礦物顆粒的摩擦荷電特性、電場中荷電顆粒的動力學(xué)特性，有無外加電場調(diào)控顆粒荷電兩種情況下的靜電分選系統(tǒng)的分選特性進(jìn)行研究，為靜電分選系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供理論指導(dǎo)。本文的主要研究結(jié)論包括:
　

2、　(1)實驗考察了煤中主要礦物顆粒的摩擦荷電特性，建立了管道式摩擦荷電系統(tǒng)的摩擦荷電模型。首先，提出了煤、煤中主要礦物顆粒及常用摩擦器材料的靜電序列，并指出銅是用于煤粉靜電分選的最合適的摩擦器材料。其次，在銅質(zhì)管道式摩擦荷電系統(tǒng)中，實驗發(fā)現(xiàn)方解石、高嶺石、石英和黃鐵礦這四種伴生礦物顆粒的荷質(zhì)比均隨輸送氣速增大而增大，隨顆粒質(zhì)量流量增大而減小，隨管長增加而增加。最后，從顆粒與管壁的連續(xù)碰撞荷電機(jī)理出發(fā)，建立了稀相氣力輸送過程的顆粒摩擦荷電

3、模型，模型計算值與實驗值的相關(guān)系數(shù)均大于0.95，平均相對偏差均小于10％。
　　(2)對分選電場中荷電顆粒的運(yùn)動特性進(jìn)行CFD模擬研究。模擬發(fā)現(xiàn)，增大氣速能提高高嶺石和黃鐵礦的分離效率，對方解石和石英分離效率影響不大;減小粒徑有利于方解石和高嶺石的分離，對于石英和黃鐵礦顆粒，粒徑不是越小越好。模擬還發(fā)現(xiàn)，礦物顆粒在極板上的分布規(guī)律為:從上至下分別為方解石、高嶺石、石英和黃鐵礦。這與實測結(jié)果基本一致，證明了CFD模擬的正確性。

4、r>　　(3)實驗揭示了無外加電場調(diào)控顆粒荷電條件下靜電分選系統(tǒng)中煤粉的分選規(guī)律，并指出在摩擦荷電系統(tǒng)的管道壁面上施加正電壓能有效提高煤粉的分選效率。實驗發(fā)現(xiàn)，增加管長、增大氣速、減小質(zhì)量流量、增加電場強(qiáng)度均能提高煤粉的分選效率，現(xiàn)有分選系統(tǒng)對鎮(zhèn)雄煤和恒源煤混配而成的煤粉中粒徑為38.5-74μm的顆粒分選效率最高，多次分選后精煤灰分含量的極限值為7.20％。進(jìn)一步通過在摩擦荷電系統(tǒng)中引入外加電場對靜電分選過程進(jìn)行強(qiáng)化。在管道壁面上施加