不同尺寸煤颗粒分选机理的研究.pdf

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1、第32卷第3期化工矿产地质V_01．32NO．32010年9月GEOLOGYOFCHEMICALMINERALSSep．2010不同尺寸煤颗粒分选机理的研究李春林郭鹏宋维源辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新，1230004提要针对不同用户对煤炭粒径有不同的要求，煤颗粒粒径在4into以下，其中O．125mm粒径以下的颗粒不能超过10％的无烟煤精粉有大量的出口需求，而目前所用设备产品质量不能满足要求，而且效率低的状况，对煤颗粒粒级分选设备的工作原理进行了分析并提出改进方案。基于流体力学理论对改进的设备的工作原理进行了数学

2、建模和算例分析，得出随粒径不同，沉降时间不同，因而在风流中沉降距离不同，从而可以利用风流达到对煤粒进行分选的目的。关键词煤粒粒径分选机理数学模型沉降时间沉降距离中图分类号：TD922．4：TD94文献标识码：A文章编号：1006—5296(2010)03—0189—040前言不同煤化工用户对煤炭粒径有不同的要求，尘器如用于高炉喷射就需要粒径4mm以下的无烟煤精粉。其中O．125mm粒径以下的颗粒不能超过10％。但对不同粒径煤颗粒，目前只能依靠筛分，通过筛选将小于0．125mln的分离。因筛网格过细，筛分很困难。因而，提出通过

3、风流筛选去除4mlTl以上的图1卧式煤粒粒径分选设备工作原理颗粒和对0．125nlnl以下粒级进行筛选的方案，Fig．1Coal-sizehorizontalseparationequipmentsketchmap并对设备主要参数进行计算。通过初步模型试验，该方案用于煤颗粒粒径的分选是可行的。当开动风机达到设定的风力强度后，开启漏煤口，漏口系一个长度方向与风室垂直的一个细l粒径风流分选设备原理图长形孔。当输运设备将已粉碎的煤颗粒运至漏煤口形成一个瀑布式的煤粒流进入风室，煤粒进入煤粒粒径风流筛选设备由风机、气流分选室、风室后，

4、在重力及空气阻力和空气浮力作用下下旋风除尘器及布袋除尘器四部分组成。风机、旋落。在下落同时受风流携带做水平运动，由于下风除尘器及布袋除尘器均可外购。风机是产生风落速度与颗粒直径有关，粒径愈大，下落速度越流，旋风除尘器为对气流分选或气流带来的煤粒大，落至风室地面所用时间越短，否则相反。在进行一次分选，将大于0．1251TIITI煤粒分离出来。下落的同时，颗粒又受到水平风流作用，作水平布袋除尘器是收集风流中携带的小于0．125rnlTl运动，煤粒作水平运动时间与落至底面的时间相煤粒，另有用途，避免污染环境，其工作原理如同，因而水

5、平运动距离大小随粒径大小而变化，图1。第一作者简介：李春林(1965~)，男，工程力学专业，副教授收稿日期：2010．06．23化工矿产地质从而实现了煤粒按粒径的分选。调整风速，使煤粒的密度p1800kg／m3，而空气密度在标0．125mm粒径在风室右端出口不致落下。经右端准状况下1．225kg／m3，p／p=6．8xlO一，也就是出口后，风流向上，颗粒受风流作用，向上进入说，之值约为的7xlO4，因此，为了简化计旋风除尘器。粒径的小于0．125rain的煤粒随风算，气体密度可以忽略不计，所引起的误差很微流进入布袋除尘器，为

6、布袋除尘器所收集。小，在工程上是可以允许的。则式(2)变为(3)2煤粒粒径风流分选原理式中，为驰豫时间：f表示气流与2．1煤粒在气室中的沉降运动颗粒相对速度变化1／P时所需时。为了求出煤首先假设煤粒为圆球形，建立起圆球煤颗粒粒落在底层上的水平运动距离。首先要求出煤粒粒径风流分选的数学模型。然后通过演算将其他从漏煤口下层滑至底层所需要的时间。设落下高几种典型形状的煤粒折合为当量球形。从而可以度即气室的高度为h，所需时间为t，则有：用于其他形状煤粒进行的计算。空气为牛顿流体n，煤粒粒径很小，相对于==g(1一)dr=r2g(+一

7、1)(4)煤粒的流速不大，可视为斯托克斯流动。空气对煤粒的粘性阻力由粘性流体力学可知，为式(4)为颗粒沉降时，沉降距离与沉降时间3xladu。其中，为粘性系数；d为煤粒的粒径：的关系式。若给出漏煤口至底部距离，则可以通z，为煤粒与气室中空气的相对速度。过上式求出不同煤粒粒径落至气室底部所需要的当煤粒输运至气室漏煤口落入气室中，受重时间。力作用由静止开始沉降，初速为零，所受重力为2．2煤粒在气室中时水平运动zrdp~g／6，其中，为煤粒的密度。煤粒在气如图1所示，设风流速度为u。煤粒从漏煤室中除受重力及空气阻力外，还受气室空气

8、的浮口落下，其水平初速度为零，进入气室后，受风力作用，浮力为xdPeg／6。流作用而加速，逐渐接近水平风速，也可以说以由于煤粒的初速为零，作变加速度运动，将水平风速为极限。带动周围部分流体加速。这种效应由理想流体力煤粒进入气室口风流中作变加速度运动，同学理论可以证明相当于颗粒具有一个附加质