细精煤筒式压滤脱水作用机理研究

论文摘要

随着世界各国环保压力加大和洁净煤技术科技含量提升,国内外用煤企业对煤炭产品水分要求越来越高,浮选得到的微细粒精煤难脱水已成业界不争的事实,目前面向精煤脱水已有技术、方法及设备运用于生产,但是相关细精煤脱水机理研究还很欠缺,进一步开发高效脱水技术与设备已形成洁净煤技术发展的一个重要和关键内容。研究以微细粒难脱水浮选精煤脱水机理为对象,借助贝克曼激光粒度分析仪、显微成像、扫描电镜、Autosorb-1比表面测绘图谱等先进的微观研究技术,研究了细精煤筒式压滤脱水机理非均相分离特征;结合通过数学建模、回归分析,线性拟合、正交设计及Design-Expert软件等先进理论和试验方法,研究了微细粒浮选精煤脱水非均相分离的动力学作用规律、影响因素、基础理论思想及相关参数;通过失拟检测、损毁检测、F检验、滤饼分层切片结构及粒度筛分分析、目标权重分析、三维响应、模拟运算及方案优化等先进检测分析手段,建立和完善了细精煤筒式脱水理论,结果得到以下系列研究成果:论文创新性研究设计了互助漩流可变滤腔的隔膜压榨型套筒式细精煤压滤机,并就筒式压滤设备,分析了筒式压滤机压滤过程动态自增强结构效应及其力学特性,指出了其环筒耐压材料学基础,及内外筒不同分压方式的良好承载能力。开发和研制了新型细精煤筒式压滤脱水试验设备及装置工艺操作系统,可以实现过滤的一般式和携压进浆加压式,滤饼形成后可以完成二维加压脱水和二维隔膜压榨脱水,并且两个过程四种脱水方式可以实现自由组合或单独使用,形成先进的综合脱水新型技术工艺。首次研究建立了浮选细精煤压滤脱水非均相分离作用机理,创新性提出对于细精煤浆固液分离的二维过滤速度是滤饼本身性质,流体黏度及浓度,介质材料,过滤压力,过滤设备结构等5类影响因素的综合效应。首次通过细精煤脱水动力学模型方程简化及求解,研究得到了细精煤筒式压滤脱水的动力学运行规律及动力学作用理论,针对具体煤种给出了具体的细精煤筒式压滤脱水方程。创新性建立了细精煤压滤脱水压密过程5种特点。并由此研究得到细精煤二维筒式压滤压密段压榨比理论,及压密过程非常重要的压密系数C e的简捷表达式。论文通过细精煤筒式压滤脱水过程参数及评价指标研究,创新性得到细精煤筒式压滤脱水作用机理下,针对具体煤种,滤饼水分、滤液固含量与其影响因素之间的函数关系。并给出了细精煤脱水滤饼水分和滤液固含量各自10种优化组合方案及各自首推方案,首推方案评价指标理想值滤饼水分为12.28%,滤液固含量为0.30g/l。论文最后对课题存在问题及未来发展作了分析与展望。论文共包含82幅图,60个表格,216篇参考文献。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 图清单
• 表清单
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、选题依据及意义
• 1.2 细精煤脱水研究综述
• 1.3 课题研究内容、技术路线
• 1.4 本章小结
• 2 细精煤筒式脱水技术分析及试验操作系统基础研究
• 2.1 细精煤筒式脱水基本概念的提出及其理论分析
• 2.2 细精煤筒式压滤结构设计的理论优势及脱水效果
• 2.3 本章小结
• 3 浮选细精煤筒式压滤脱水非均相分离作用机理动力学特性
• 3.1 理论研究
• 3.2 试验研究与讨论
• 3.3 研究结论
• 3.4 本章小结
• 4 细精煤筒式压滤脱水压密理论模型研究
• 4.1 细精煤压滤脱水压密段建模
• 4.2 试验研究
• 4.3 研究结论
• 4.4 本章小结
• 5 细精煤筒式脱水作用机理理论和试验参数测定及影响因素试验研究
• 5.1 煤及煤浆特性测定
• 5.2 细精煤压滤脱水滤饼结构研究
• 5.3 本章小结
• 6 细精煤筒式压滤脱水作用机理综合试验研究
• 6.1 细精煤筒式压滤脱水系统工艺参数研究及其影响因素分析
• 6.2 细精煤筒式压滤脱水系统工艺参数综合作用研究
• 6.3 本章小结
• 7 结论及展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 主要创新
• 7.3 存在问题及未来展望
• 参考文献
• 附录
• 作者简历
• 学位论文数据集