空气重介质分选流化床能够实现-50+6 mm级煤炭的有效分选,但气流与加重质密度的显著差异使形成密度均匀稳定的流化床层难度很大,这是由流化介质的性质决定的。另外,入料颗粒干扰也是影响分选流化床稳定性的重要因素,鉴于此,研究入料颗粒对床层特性的影响很有必要。大颗粒的动力学特性直接决定颗粒的分离行为,进而影响物料的分选分层效果。在不同因素条件下,重点考察了不同性质颗粒的运动行为及分布情况。对不同高径比条件下窄粒级磁铁矿粉的压降进行测量,通过绘制压降特性曲线,发现临界流态化速度随床层高度的变化而基本恒定,而床层的膨胀度有所变化;根据宽粒级加重质中各窄粒级的质量比,分析得到其临界流态化速度与各比重成函数关系;采用密度球构造物料层,得到了物料层对上部床层流化特性的影响规律。借助于标准的13 mm中间密度球(确保完全浸没在床层中)研究入料对床层活性的影响,通过对比浸没的密度球体积和床层的膨胀体积,确定了入料对乳化相的“挤压”特性;采集测量球流化状态与对应的静置状态下所处的床层高度数据,建立了颗粒在两种状态下的位置关系;采用分层分级效果不明显的窄粒级磁铁矿粉做为加重质,将床层控制在临界流化状态,不同静床高时床层的加重质颗粒浓度也不相同,低密度颗粒群的平均上浮速度随着加重质颗粒浓度的增大而减小,间接反映出床层流动活性的变化规律。采用测量过程中受气泡影响较小的高密度钢球做为试验球,借助SF-3测力计对试验球在流化床中的受力进行理论分析,推导出不同直径球所承受的附加合力及其变化情况;采用高速动态图像分析系统对不同条件下的气泡特性进行分析,得到合适的气泡尺寸计算模型;在附加合力F=0时确立与气泡相关的无量纲λ和试验球直径的关联式。采用入料颗粒轴向分布系数公式来评价颗粒在床层中按密度分层的效果,通过分割试验设计法研究高密度颗粒的沉降行为。结果表明,细粒级加重质相对粗粒级要在较大的流化数条件下才能取得最佳的沉降效果,而加重质颗粒对入料颗粒碰撞的影响小于床层粘度的影响。在低流化数状态下,床高的影响不明显,但当流化数大于1.2时,轴向分布系数值随着静床高的增加而减小。随着入料颗粒粒度的增大,达到最佳沉降效果的时间会缩短。低密度颗粒的返混程度随着流化数的增加而逐渐增强,同时加重质粒度的增大也有利于返混程度的削弱。密度低于床层0.3 g/cm~3以上的各示踪球之间很难分离开来,对低于床层密度0.3 g/cm~3以内的各示踪球来说,λ值随着流化数的增加基本不变。