表面疏水性对气-液界面颗粒运动行为的影响

利用改进的L-B水槽,借助高速动态显微试验装置,基于颗粒间相互作用力计算、界面聚团微观结构分析、聚团重组过程解析以及颗粒所受平衡作用力计算,系统研究了气泡与气-液界面单颗粒层兼并后不同疏水性颗粒的震荡运动行为。结果表明,在界面颗粒吸附密度相同的情况下,低疏水性颗粒(接触角43°)更容易形成密实的聚团,而高疏水性颗粒(接触角75°)形成的聚团则较为松散。气泡与单颗粒层兼并可诱导界面产生震荡,在此影响下,位于界面上的聚团受表面压力梯度和震荡波的影响不断发生重组,并最终使界面颗粒的分散变得更加均匀,其原理和起泡剂分子稳定液膜的Gibbs-Marangoni效应非常类似。在界面聚团重组的过程中,水平曳力和惯性力以及颗粒间的相互作用力起着关键作用。相同试验条件下,低疏水性颗粒由于额外受到垂直向上毛细力的作用,其瞬时速度和均方位移(MSD)均明显大于高疏水性颗粒,这意味着低疏水性颗粒的震荡运动强度更加剧烈,振幅更大,脱附概率也更高。

宁东矿区粉煤变径脉动气流干法提质联合工艺研究

宁东矿区下属洗煤厂分选下限多控制在6mm,对含量超过30%的-6mm粉煤采用干法分选将显著增加企业效益。变径脉动气流技术适用于粉煤干法分选,文章介绍了其中试系统和工艺流程,针对宁东矿区粉煤-1mm粒级含量高且灰分高的特点,设计了分选和分级联合工艺分步脱除其中高灰组分,比较了“分选+分级”和“分级+分选”2种工艺的降灰效果,探究了不同分选风量和分级风量组合的影响。结果表明,脉动气流对6~1mm粒级降灰效果明显,恒定气流分级效率高于脉动气流;“分选+分级”联合工艺可以利用细粒级自生介质作用强化分选效果,分选风量为260m^(3)/h,分级风量在78~95m^(3)/h之间时,粉煤灰分降低幅度超过20%,精煤产率大于50%,所得精煤可用于煤化工,混粉煤仍可做动力煤使用,优化了产品结构。

新型离心连续分选机数值模拟

离心力场能够减小微细颗粒的沉降时间,降低传统重力分选粒度下限,提高分选效率,但目前应用的离心流化分选机均为间断式排料设备,难以连续运行。本文开发了一种新型离心流化连续分选机,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散单元法(discrete element method,DEM)双向耦合技术对连续分选过程进行研究。采用Fluent研究了分选机内流场特征,通过Fluent与EDEM耦合研究了不同密度的颗粒在离心连续分选机内的运动分离过程。结果表明:液相在连续分选机螺旋槽内能够形成较厚的流膜,并延长了液相在分选过程中的运动路径,提高了物料分层分离时间,强化了物料按密度分离。利用新型离心连续分选机,能够有效实现离心连续分选。