編號(hào)：FTJS09171
篇名：基于湍流渦調(diào)控的煤氣化渣炭-灰浮選分離過程強(qiáng)化
作者：閆小康 蘇子旭 王利軍 張海軍 曹亦俊 劉炯天
關(guān)鍵詞： 煤氣化渣 炭-灰分離 浮選 湍流渦 過程強(qiáng)化 微細(xì)粒
機(jī)構(gòu)： 中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 中國礦業(yè)大學(xué)國家煤加工與潔凈化工程技術(shù)研究中心 中國礦業(yè)大學(xué)低碳能源與動(dòng)力工程學(xué)院 鄭州大學(xué)化工學(xué)院
摘要： 煤氣化渣因炭、灰包裹夾雜嚴(yán)重、嵌布粒度細(xì),導(dǎo)致浮選分離困難,制約了其資源化利用。浮選大多發(fā)生在湍流環(huán)境中,調(diào)控湍流是強(qiáng)化微細(xì)顆粒礦物浮選回收的有效途徑,湍流小尺度渦直接作用于微細(xì)顆粒運(yùn)動(dòng),研究借助渦流發(fā)生器實(shí)施湍流渦調(diào)控以進(jìn)行煤氣化渣中的炭-灰浮選分離過程強(qiáng)化。利用計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬對(duì)渦流礦化管內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析渦流發(fā)生器結(jié)構(gòu)對(duì)湍流特征參量及煤氣化渣浮選指標(biāo)的影響,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了與礦物可浮性相適配的梯級(jí)渦流浮選過程。結(jié)果表明:管內(nèi)矩形渦流發(fā)生器可誘導(dǎo)出發(fā)卡渦、流向渦及旋轉(zhuǎn)方向相反的二次流向渦對(duì),渦-渦、渦-主流之間的交互作用顯著提高了湍流動(dòng)能、降低了渦尺度,有利于微細(xì)顆粒與氣泡間的碰撞。渦流發(fā)生器的傾斜角度從25°增至55°時(shí),湍流動(dòng)能均值由0.041 m2/s2增到0.142 m2/s2,最小渦尺度均值由16.10μm減至10.34μm。采用內(nèi)置結(jié)構(gòu)相同渦流發(fā)生器的均衡渦流浮選裝置對(duì)煤氣化渣進(jìn)行炭-灰浮選分離試驗(yàn),不同粒級(jí)浮選回收率表明,粒度越細(xì),需要的湍流動(dòng)能越大、渦尺度越小,誘發(fā)的湍流特性不當(dāng)時(shí)顆�？赡軓臍馀荼砻婷摳�。在研究范圍內(nèi),與-45,45~75μm煤氣化渣顆粒相適配的最小渦尺度均值分別為12.74μm和14.71μm,相應(yīng)湍流動(dòng)能均值分別不宜超過0.080 m2/s2及0.056 m2/s2;將不同傾斜角度的渦流發(fā)生器在礦化管內(nèi)沿著流動(dòng)方向有序排列,形成與礦物可浮性相適配的梯級(jí)渦流浮選過程,實(shí)現(xiàn)不同可浮性顆粒的逐步回收,浮選試驗(yàn)表明利用梯級(jí)渦流浮選裝置進(jìn)行煤氣化渣炭-灰浮選分離時(shí),可燃體回收率為89.99%,尾礦燒失量低至4.66%,優(yōu)于相同條件下均衡渦流浮選裝置和機(jī)械攪拌式浮選機(jī)的浮選指標(biāo)。通過對(duì)流體環(huán)境的物理調(diào)控,可為煤氣化渣的炭-灰浮選分離提供新的過程強(qiáng)化方式。
