设为首页加入收藏
自定模版
 
 
文章正文
前混合水射流超细粉碎煤粒的试验研究
作者:管理员    发布于:2016-10-13 10:04:52    文字:【】【】【

  前混合水射流是20世纪80年代后期问世的一项新技术11 2,其工作原理是将磨料罐置于高压回路中,通过正压作用使磨粒直接注入高压水中,与水均匀混合后经喷嘴喷出。与后混合相比,改善了磨粒与水的混合效果,提高了能量传输效率。如果用煤粒代替前混合水射流中的磨粒,利用该耐磨锤头对靶体的冲击作用将煤粒超细粉碎到水煤浆所需的粒度,不仅可以简化成浆工艺,还能解决常规机械研磨等方法造成的煤粉表面氧化等缺陷,从而制备出优质的超细煤粉。

        笔者选择山西西山煤样为原料,采用前混合水射流粉碎法,以水为液相载体着重研究加载压力、循环碰撞次数和浓度对超细煤粉大小及分布的影响,并利用激光粒度仪对所得超细煤粉进行了粒度分析,用5电位,14从高压泵来的高压水分为两股:一股高压水经节流阀流入高压储料罐底部的流态化室,使罐内的煤粒局部流态化,同时煤粒获得流动初速度;另一股高压水流入混合室并与来自流态化室的煤粒浆液充分混合,混合后的煤粒浆液被输送到角形喷嘴,作为载体的高压水通过喷嘴被加速的同时,带动煤粒加速。这一过程中煤粒受到喷嘴壁的摩擦、剪切流的剪切和颗粒与煤粒、煤粒与管壁间的相互碰撞等作用而部分地被粉碎131.当煤粒经角形喷嘴加速后以近于水射流的速度喷射至坚硬的靶体上与靶体产生强烈撞击时,由于冲击、空蚀等作用而使煤粒粉碎1试验内容与方法首先将待粉碎的煤粉在浆料罐中与水按一定比例充分均匀混合得到混合浆料,然后用浆料泵将混合浆料注入到高压罐中;启动高压泵,通过调压阀使压力达到要求值,将高压罐中的混合浆料经喷嘴射出与靶体撞击使煤粒粉碎;将粉碎煤粒取样后,通过扫描电镜(SEM)对煤粒进行外观形貌观察检测分析。外加载压力测量采用撞击器自带仪器表压。Z电位及粒度采用美国BROOKHAVEN公司生产的ZetapUs测量仪,测量方法为电泳光散射法,测量温度为25工悬浮液体积浓度为40.试验内容包括:①煤粒粉碎前后的微观观察;②不同压力下煤粒射流粉碎效果的比较;③不同循环次数下煤粒射流粉碎效果的比较;④不同浓度下煤粒射流粉碎效果的比较。

  2试验结果分析(1)不同加载压力下的粉碎效果将0.2~0.5mm的山西西山煤粒与水(fH=7)混合成浆料,取料浆比(按质量百分比32折算的体积比)为25,将其加入到粉碎腔内加压粉碎的粒度分布见表1表1喷射压力对粉碎效果的影响个粒度刀‘布产率累计产率产率累计产率产率累计产率产率累计产率产率累计产率产率累计产率由表1可见,当喷射压力小于20MPa时没有效果,随着喷射压力的提高,压力释放后,被粉碎煤粒的细度随着压顿增大而加喷赫)5cMpa内力越高,A果越知从不同的喷射(压力下粒度小于1020,um的累积产率的曲线上就更加清楚地看到,随着压力的增高,得到的细颗粒几乎呈线性增加。

  ~0.5mm的煤颗粒,采用不同的料浆比(按质量百分比折算的体积比)与水混合后,分别进行加压、释放粉碎,粉碎腔内的压力都为35MPa据此得到不同料浆比条件下压力释放粉碎后的粒度分布情况(表2)。

  从表2可以看出,料浆比越高,粉碎效果越差;料浆比越低,不同喷射压力下煤粉的产率越有利于压力释放效果的发挥;为不同料浆比下,压力释放后Fig.2得到的小于1020Mm的产率,从中可以发现料浆比对粉碎后细粒wihdiffertpreSSm"e度产率的影响,而且料浆比(体积比)在35以下,细粒度的产率较高。因此,料浆比应低些,但考虑到生产效率等因素,选择料浆比以25~35为好。

  (3)不同循环粉碎次数下的粉碎效果将0.2~0.5mm煤颗粒采用25的料浆比(体积比)与水混合后,经混合室内43MPa的压力加压,角形喷嘴释放粉碎后,据此可以得到不同循环粉碎次数下粉碎后的粒度分布情况(表3)。为不同粉碎循环次数下,压力释放后粒度小于1020Mm的产率与粉碎循环次数的变化曲线,从该曲线及表3可以看出,粉碎循环次数增加,粉碎后的粒度细度明显增加,粉碎效果提高,当粉碎次数超过3次后,粉碎效果的不同循环次数下煤粉的产率表2料浆比(体积比)对粉碎效果的影响料浆比粒级Pm找反刀叩产率累计产率产率累计产率产率累计产率产率累计产率产率累计产率产率累计产率提高就不如前两次那么显著。因此,可以认为循环次数超过3次粉碎效率就有所降低。

  (4)颗粒形貌测试为煤粉碎前和在30MPa压力下第3次粉碎后SEM照片的对比。可以看出,通过前混合水射流完全可以实现对煤颗粒的高效粉碎。

  次数粒度分布粒级/义m粒度分布产率累计产率产率累计产率产率累计产率产率累计产率由还可知:前混合水射流法制得大颗粒数目较少,小颗粒占绝大多数;大颗粒粒径在200 ~300m小颗粒粒径多在3m以下,小的颗粒粒径达到300~500nm.大颗粒的形状多呈不规则状,小颗粒的形状则近似于球形。图中某些颗粒表面出现裂纹或剥离,这是因为电镜测试实验中,高压电子束冲击颗粒表面,表面分子不稳定分解所造成,采用低电压测试时这种情况则可减弱。采用ZetaPlus型激光散射粒度仪测得粒度数据为:有效粒径为61.2Mm,粉碎下限为236.5nm上限为286rtm粒径小于20Mm的约占30原料煤和煤粉高压射流粉碎后的SEM照片激光散射粒度分布3结论采用角形喷嘴的淹没水射流具有强烈的空化作用。由于空泡溃灭的冲击波和微射流能对物料形成剧烈的空蚀效应,为此,提出了采用前混合-淹没空化水射流对煤料进行超细粉碎的实验探索,为直接制备超精细煤代油燃料寻找出另一方式,给出了合适的料浆比为25 ~35,循环次数为3~4次,加载压力为43~50MPa并给出了较适宜的悬浮体分散剂。

图片
脚注信息
版权所有 Copyright(C)2014-2016  耐磨锤头——乾阔铸业有限公司(原鲁星搪瓷有限责任公司特钢厂)