煤炭学报

作者：段晨龙, 刘锡波, 周晨阳, 柴学森, 王烜, 赵跃民,

关键词：干法选煤, 密度调控, 流化床, 电容层析成像技术, 气泡行为,

我国煤炭资源与水资源呈逆向分布的特征，迫切需要开发高效的干法分选技术。研究干法重介流化床中气泡相与煤炭颗粒的运动行为特征，是揭示气固相间作用与煤炭密度离析行为的关键。电容层析成像系统 (ECT) 作为一种非侵入式三维成像测量手段，可以实现对气泡和煤炭颗粒的精准捕捉。利用电容层析成像技术，基于空气与介质颗粒间介电常数的差异，对气泡运动行为进行了精准捕捉，建立了气泡生长和运动速度的数学模型，揭示了床层中的气固两相分布特征。结合COMSOL仿真模拟证实了ECT对煤炭示踪的可行性，提出了一种可用于实时监测煤炭颗粒运动行为的技术方案，分析了操作条件及煤炭性质对运动行为的影响，实现了煤炭颗粒在径向和轴向的实时捕捉。结合上述气泡和煤炭运动行为的捕捉结果，分析了床层中气固两相分布特征，构建了适用于煤炭分选的密度模型，模型预测值与实验测量值的误差在20% 以内，能够分选密度的有效预测。通过将电容层析成像技术引入干法分选流化床分选领域，实现流化床分选行为的直接观测，解决了光纤探针、二维成像等技术对气固分选流化床中气泡运动行为捕捉的不足和煤炭分选过程可视化追踪的难题，为理解煤炭的分选机理提供了理论基础，并为流态化干法分选的精准调控提供了理论保障。

来源：2022年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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