電廠磨煤機返料振動流化床分選的床層特性研究及數(shù)值模擬.pdf

1、我國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)。去除磨煤機返料中的有害礦物質，對實現(xiàn)燃煤電廠節(jié)能減排、提高制粉效率和經(jīng)濟環(huán)境效益有重要意義。磨煤機返料中煤與礦物質解離度高，且磨機內部環(huán)境高溫干燥，為干法分選技術的運用創(chuàng)造了有利條件。本論文以某電廠實際工況下采樣得到的磨機返料為研究對象，利用數(shù)值模擬與實際試驗相結合的方法研究了振動氣固流化床分選過程中床層特征參數(shù)的變化規(guī)律及礦物質脫除機理。
　　通過燃煤電廠磨煤機

2、返料礦物學分析可知：經(jīng)過多次循環(huán)研磨，返料中連生體數(shù)量已大大減少，礦物質與煤解離比較完全；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程造成的各種環(huán)境污染密切相關；返料中礦物質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；篩分和浮沉實驗分析結果，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)值模擬試驗主要采用

3、流體力學軟件Fluent14.5，基于歐拉-歐拉方法對振動氣固流化床分選燃煤電廠磨機返料的過程進行模擬分析，對振動氣固流化床內部流場形態(tài)和顆粒運動的動力學行為進行數(shù)值計算。通過坐標變換的方法建立了振動力場下顆粒-流體運動的控制方程；按照實際實驗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)模擬物料分選試驗結果，確定了最佳振動參數(shù)條件為振動頻率f=10Hz、振幅A=0.75mm，并設置了數(shù)值模擬的其他操作條件和模型參數(shù)。將設置好的

4、算例文件提交至曙光5000A高性能計算集群進行計算。通過對模擬試驗結果進行后處理數(shù)據(jù)分析，得到顆?！黧w系統(tǒng)內壓力、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，分析了振動力對磨機返料流態(tài)化分選過程的影響規(guī)律，并研究了最佳操作條件下床層系統(tǒng)中各物理及動力學參數(shù)的特征，揭示了振動力場調控輕重顆粒分離的機理。
　　由實際分選試驗可知，

5、振動氣固流化床分選磨機返料時，低密度分選效果較差，但用于高密度礦物質脫除時效果明顯。利用振動流化床對課題選用的燃煤電廠磨機返料進行礦物質脫除時，脫除率為20.25%，脫除物灰分為75.47%，可燃體回收率為90.33%，由此說明，經(jīng)分選大量礦物質被脫除，且燃料煤損失很少。由實際分選試驗的床層壓力頻譜分析結果可知，各工況下監(jiān)測點位置的頻譜曲線的主導頻率與床層振動頻率一致，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，表明實際