基于湍流涡调控的煤气化渣炭-灰浮选分离过程强化

煤气化渣因炭、灰包裹夹杂严重、嵌布粒度细,导致浮选分离困难,制约了其资源化利用。浮选大多发生在湍流环境中,调控湍流是强化微细颗粒矿物浮选回收的有效途径,湍流小尺度涡直接作用于微细颗粒运动,研究借助涡流发生器实施湍流涡调控以进行煤气化渣中的炭-灰浮选分离过程强化。利用计算流体力学数值模拟对涡流矿化管内部流场进行数值计算,分析涡流发生器结构对湍流特征参量及煤气化渣浮选指标的影响,在此基础上设计了与矿物可浮性相适配的梯级涡流浮选过程。结果表明:管内矩形涡流发生器可诱导出发卡涡、流向涡及旋转方向相反的二次流向涡对,涡-涡、涡-主流之间的交互作用显著提高了湍流动能、降低了涡尺度,有利于微细颗粒与气泡间的碰撞。涡流发生器的倾斜角度从25°增至55°时,湍流动能均值由0.041 m^(2)/s^(2)增到0.142 m^(2)/s^(2),最小涡尺度均值由16.10μm减至10.34μm。采用内置结构相同涡流发生器的均衡涡流浮选装置对煤气化渣进行炭-灰浮选分离试验,不同粒级浮选回收率表明,粒度越细,需要的湍流动能越大、涡尺度越小,诱发的湍流特性不当时颗粒可能从气泡表面脱附。在研究范围内,与-45,45~75μm煤气化渣颗粒相适配的最小涡尺度均值分别为12.74μm和14.71μm,相应湍流动能均值分别不宜超过0.080 m^(2)/s^(2)及0.056 m^(2)/s^(2);将不同倾斜角度的涡流发生器在矿化管内沿着流动方向有序排列,形成与矿物可浮性相适配的梯级涡流浮选过程,实现不同可浮性颗粒的逐步回收,浮选试验表明利用梯级涡流浮选装置进行煤气化渣炭-灰浮选分离时,可燃体回收率为89.99%,尾矿烧失量低至4.66%,优于相同条件下均衡涡流浮选装置和机械搅拌式浮选机的浮选指标。通过对流体环境的物理调控,可为煤气化渣的炭-灰浮选分离提供新的过程强化方式。

CFD技术在浮选流场研究中的应用

浮选流场具有多相、多尺度的特点,涉及不同相之间的相互作用。现阶段通过实验很难测量、观测到完整的流场信息,而流场特征对浮选设备的分选性能往往起着关键作用。计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟技术作为研究流场的有效手段,已被成功应用于浮选过程的研究和设备的开发,降低了研发成本,推进了浮选理论和技术的发展。总结分析CFD数值模拟技术在矿物浮选过程及设备流场研究方面的应用,通过CFD数值模拟技术对浮选设备内部流场进行研究,定量或定性分析浮选设备结构与工作参数、矿浆流场动力学状态、浮选动力学参数及浮选指标之间的关系,包括关键计算模型的选取、计算结果的分析、宏观流场和微观作用的数值处理及CFD数值模拟技术在矿物浮选过程及设备设计中的作用。

剪纸文化搭台 绿色农业唱戏

地处晋西北、恒山东麓、永定河上游的广灵县,是国家重点扶贫开发县。近年以来,全县积极推行经济发展新政,在县委书记邵奎、县长刘振国的带领下,逐渐摸索出一种绿色经济模式:努力开掘民间文化资源,利用独特地理环境,发展文化产业和特色农业——正如县文化局长刘如军先生所言,"文化搭台,经济唱戏"完全可以作为落后县域经济的普遍模式。

城市低空空-地MIMO信道模型与特性分析

面向6G空天地海通信一体化研究,提出了一种城市低空空-地三维MIMO(multiple-input multiple-output)信道模型。所提模型将无人机搭载的发射端(transmitter,TX)周围的散射体视为均匀分布在以TX与地面垂线为轴线的圆柱体上,将车辆搭载的接收端(receiver,RX)周围的散射体视为均匀分布在以RX为圆心的圆环上。基于所构建的几何关系,分别对视距分量、圆柱体单跳多径分量、圆环单跳多径分量、圆柱圆环双跳多径分量4种分量进行了特性分析,并对时变信道传递函数进行了推导。基于所提出的信道模型,分别对空、时、频互相关函数进行了分析和讨论,对时延自相关函数、空间互相关函数、频率自相关函数以及散射体数量对相关特性的影响进行了仿真分析。仿真结果表明,不同时延、不同天线间距、不同频率间隔以及散射体的分布和数量会对信道统计特性造成显著的影响。

浮选多相流体系中的流场测量方法

随着近代流体力学测量技术的不断发展,已有多种先进测量方法逐步被应用于浮选设备中,主要有使用粒子图像测速(PIV)技术以及高速动态摄像技术等对颗粒以及气泡速度场进行测量,使用电导探针、电阻层析成像(ERT)技术对气含率、气泡尺寸参数进行测量等。针对这些测量方法,结合当前浮选测量实践中的典型案例,介绍和总结了这些方法的测量原理、应用现状与局限性,指出在今后的研究中,应努力提高这些检测方法的空间与时间分辨率,以及强化其在复杂流场环境中的适用性。