混合气泡发生器的初步设计和性能分析

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1、研究论文•浮选柱•浮选柱混合气泡发生器的初步设计和性能分析张敏刘焕彬朱小林陈嘉翔(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广东广州，510640)摘要：基于气泡生成及气泡发生器的普遍工作原理，提出新的发泡方式，设计了新的浮选柱用混合气泡发生器。根据设计的几何尺寸及实验室浮选柱运行参数计算了两相气泡的理论尺寸，并通过实测作者简介：张敏女士，的图像分析结果对理论计算进行验证，分析混合气泡发生器充气性能。华南理工大学博士后；主关键词：浮选柱；气泡发生器；静态混合器要从事浮选柱脱墨性能的中图分类号：TS744文献标识码：A文章编号：0254-508X(2009)02

2、-0010-03研究。DesignofMixingBubbleGeneratorinDeinkingFlotationProcess*ZHANGMinLIUHuan-binZHUXiao-linCHENJia-xiang(StateKeyLabofPulpandPaperEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,GuangdongProvince,510640)(*E-mail:scetmin@126.com)Abstract:Basedontheworkingprincipleoftheb

3、ubbleformationandthebubblegenerator,themixingbubblegeneratorusedinthenewflotationcolumnwasdesignedandthenewwayofthebubbleformationwasputforward.Accordingtothedesigngeometryandtheoperatingparametersoflaboratorydeinkingflotationcolumn,thetheoreticalsizeofbubbleinliquid-airphaseformed

4、bymixingbubblegeneratorwascalculatedandtestifiedbytheimageanalysisresults.Finally,theaerationperformanceofthemixingbubblegeneratorwasdiscussed.Keywords:flotationcolumn;bubblegenerator;staticmixer在浮选过程中，浮选柱(槽)中空气贮藏量与气泡大开始的连续相逐步分散成为微泡。两种流体传质成泡[1-3]小直接影响浮选效果。气泡发生器的作用是完成向方式相比，前者通过流体混合经

5、历了把大气泡粉碎成小浮选柱内充气并形成浮选气泡，其性能直接影响浮选气泡乃至临界气泡的过程，而后者则通过气体充分分散[4-5]效果的好坏,因此，气泡发生器是浮选柱的核心部件。直接形成稳定存在的临界气泡尺寸。王永等针对矿无论何种气泡发生器，结构一般包含3个基本物浮选进行了气泡生成力学机理及气泡发生器装置和静点，即气、液来源；气、液混合；分散成泡。液体来态混合器混合的机理研究。据此，本研究提出了射流负源一般是循环浆料或清水，气体来源由正压导入或负压吸气和静态混合器相结合的混合气泡发生器。压自吸。气液混合、分散成泡是发泡器的关键部件。1混合气泡发生器结构及工作过程气

6、泡发生器的成泡方式大致分为3种，即机械分割成[4]泡、流体混合成泡和射流分散成泡。机械分割成泡本研究设计了如图1所示的动态负压和静态混合方式由于堵塞使得微孔材料不能充分发挥作用，再加相结合的混合气泡发生器，其基本结构包括喷嘴、吸上充气量（压力）增大会直接造成气泡尺寸增大，故气室、静态混合器、扩散管4个部分。采用循环浆作目前已较少采用。流体混合成泡是利用气、液混合过为工作介质（p0Q0γ0），由喷嘴进入的加压的工作介程把气体粉碎成气泡，其气泡大小主要取决于液体紊流度及持续混合时间，并最终达到与体系能量状态相收稿日期：2008-08-27(修改稿)匹配的气泡临界

7、尺寸。射流成泡则是把液体先变成分本课题为华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室2007年开放散相，然后随压力的增大逐步变成连续相，气体则由基金项目(200727)。・10・ChinaPulp&PaperVol.28,No.2,2009研究论文(W/M)。其中后者反映了气泡发生器结构尺寸及运行状况对其充气性能的影响。2.1　成泡过程能量消耗(W)的计[6-8]算以流体入射端口1-1截面、气体引入端口3-3截面、射出端图1　混合气泡发生器基本结示意图口2-2截面为基准（见图1），建立气泡发生器运行过程的能量质与吸气管进来的气体(pgQgγg，依靠射流边界层与气守

8、恒方程为：流之间的黏滞作用，射流将气体从吸气室带入静