【摘 要】
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随着煤炭开采程度越来越深,以及机械化程度的加强,煤泥水中微细颗粒的沉降是煤泥水处理工艺中一个必不可少的环节,当前大多数的选煤厂采用浓缩机对煤泥进行浓缩沉降,而浓缩机占地面积大,处理量低,并且需要大量的药剂。为了改善上述情况,结合颗粒沉降的特点,设计并制作了一种新型的煤泥微细颗粒沉降分级设备,并详细叙述了新型煤泥微细颗粒沉降分级设备的工作原理以及工作流程并配置设备的配套机构及成套化制作。首先,进行试
【基金项目】
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安徽省重点研究与开发计划项目“超重力/重力场复合矿山废水分级沉降装置结构设计与研制”（编号:202004a07020044）
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随着煤炭开采程度越来越深,以及机械化程度的加强,煤泥水中微细颗粒的沉降是煤泥水处理工艺中一个必不可少的环节,当前大多数的选煤厂采用浓缩机对煤泥进行浓缩沉降,而浓缩机占地面积大,处理量低,并且需要大量的药剂。为了改善上述情况,结合颗粒沉降的特点,设计并制作了一种新型的煤泥微细颗粒沉降分级设备,并详细叙述了新型煤泥微细颗粒沉降分级设备的工作原理以及工作流程并配置设备的配套机构及成套化制作。首先,进行试验前样品的制备及选择,考虑到形状系数对沉降分级的影响,最终选择石英作为试验原料,进行破碎筛分,得到0.5-0.25mm、0.25-0.125mm、0.125-0.045mm以及-0.045mm的粒度级,并对其分别做自然沉降试验,用激光粒度仪进行分析,探究颗粒沉降速度的快慢,发现当颗粒-0.125mm时在自然状态下沉降缓慢,确定试验物料为-0.125mm全粒级。其次分析了颗粒在沉降分级机内部的受力情况,并结合受力情况以及沉降分级的原理初步确定出设备转鼓半径、上下层整流槽高度比、底流口直径、裙摆倾角等基本参数。并采用FLUENT对不同的设备结构参数进行模拟,探究不同的结构参数对其内部的流场影响,最终确定一组较优的结构参数,转鼓半径为400mm,上下层整流槽高度比为1.5:1,底流口直径为5mm,裙摆倾角为110°。然后对超重力场煤泥微细颗粒沉降设备分级效果以及处理量进行探究,发现在相同的转速下,溢流环越大处理量越高。在溢流环相同时,随着转速的增加,处理量呈线性增加。当溢流半径为340mm时,溢流流量:y=0.031x+1.29,底流流量:y=0.0005x+0.75。当溢流半径为200mm时,溢流流量:y=0.0007x+0.56,底流流量:y=0.0003x+0.42。在相同的入料浓度下,随着转鼓转速的提高,底流中粗颗粒增多,溢流中细颗粒增多,说明提高转速可以增强分级效果,但是沉降效果降低,沉降速率增加。在相同的转鼓转速下,随着入料浓度的提高,底流中细颗粒增多,溢流中粗颗粒增多,说明入料浓度的增加不利于分级效果的提高,但是有利于细颗粒的沉降。在相同的入料浓度以及相同的转鼓转速下,溢流半径增加,分级效果降低,说明随着溢流半径的增加,处理量增加,导致颗粒在转鼓内部还没完成分层就进行分级,降低了分级效果。在不同的溢流半径、转鼓转速以及入料浓度下,发现实际的分级粒度都小于0.04mm,说明该分级设备对于超细粒煤泥的沉降分级整体有着较好的效果。图[72]表[25]参[60]
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