電廠磨煤機(jī)返料振動(dòng)流化床分選的床層特性研究及數(shù)值模擬.pdf

1、我國(guó)90％以上的燃煤電廠采用煤粉燃燒方式，磨煤制粉系統(tǒng)是其必備環(huán)節(jié)。去除磨煤機(jī)返料中的有害礦物質(zhì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)燃煤電廠節(jié)能減排、提高制粉效率和經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益有重要意義。磨煤機(jī)返料中煤與礦物質(zhì)解離度高，且磨機(jī)內(nèi)部環(huán)境高溫干燥，為干法分選技術(shù)的運(yùn)用創(chuàng)造了有利條件。本論文以某電廠實(shí)際工況下采樣得到的磨機(jī)返料為研究對(duì)象，利用數(shù)值模擬與實(shí)際試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了振動(dòng)氣固流化床分選過(guò)程中床層特征參數(shù)的變化規(guī)律及礦物質(zhì)脫除機(jī)理。
　　通過(guò)燃煤電廠磨煤機(jī)

2、返料礦物學(xué)分析可知：經(jīng)過(guò)多次循環(huán)研磨，返料中連生體數(shù)量已大大減少，礦物質(zhì)與煤解離比較完全；返料中含有較多的有害元素如硫、氯、磷、砷、銅、錳、鉛等，這些有害元素與燃煤過(guò)程造成的各種環(huán)境污染密切相關(guān)；返料中礦物質(zhì)種類主要包含高嶺石、伊利石等低硬度黏土類礦物，其硬度與煤的硬度相差不大，而黃鐵礦和石英等較高硬度礦物含量較少；篩分和浮沉實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，表明返料的密度分布規(guī)律呈“兩端多中間少”，易于按密度分選。
　　本論文的數(shù)值模擬試驗(yàn)主要采用

3、流體力學(xué)軟件Fluent14.5，基于歐拉-歐拉方法對(duì)振動(dòng)氣固流化床分選燃煤電廠磨機(jī)返料的過(guò)程進(jìn)行模擬分析，對(duì)振動(dòng)氣固流化床內(nèi)部流場(chǎng)形態(tài)和顆粒運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。通過(guò)坐標(biāo)變換的方法建立了振動(dòng)力場(chǎng)下顆粒-流體運(yùn)動(dòng)的控制方程；按照實(shí)際實(shí)驗(yàn)裝置的尺寸確定了數(shù)值模擬的物理模型及網(wǎng)格劃分方法；依據(jù)模擬物料分選試驗(yàn)結(jié)果，確定了最佳振動(dòng)參數(shù)條件為振動(dòng)頻率f=10Hz、振幅A=0.75mm，并設(shè)置了數(shù)值模擬的其他操作條件和模型參數(shù)。將設(shè)置好的

4、算例文件提交至曙光5000A高性能計(jì)算集群進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)對(duì)模擬試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行后處理數(shù)據(jù)分析，得到顆粒—流體系統(tǒng)內(nèi)壓力、密度、粘度、濃度等分布信息，分別從床層空隙率、顆粒速度、床層壓力、顆粒擬溫度、氣泡行為特征、顆粒加速度、固相剪切及碰撞粘度、能量耗散率等特性的角度，分析了振動(dòng)力對(duì)磨機(jī)返料流態(tài)化分選過(guò)程的影響規(guī)律，并研究了最佳操作條件下床層系統(tǒng)中各物理及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的特征，揭示了振動(dòng)力場(chǎng)調(diào)控輕重顆粒分離的機(jī)理。
　　由實(shí)際分選試驗(yàn)可知，

5、振動(dòng)氣固流化床分選磨機(jī)返料時(shí)，低密度分選效果較差，但用于高密度礦物質(zhì)脫除時(shí)效果明顯。利用振動(dòng)流化床對(duì)課題選用的燃煤電廠磨機(jī)返料進(jìn)行礦物質(zhì)脫除時(shí)，脫除率為20.25%，脫除物灰分為75.47%，可燃體回收率為90.33%，由此說(shuō)明，經(jīng)分選大量礦物質(zhì)被脫除，且燃料煤損失很少。由實(shí)際分選試驗(yàn)的床層壓力頻譜分析結(jié)果可知，各工況下監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的頻譜曲線的主導(dǎo)頻率與床層振動(dòng)頻率一致，頻譜曲線在低頻區(qū)域有較多的小矮峰，在高頻區(qū)域也有一定的雜峰，表明實(shí)際