《空氣重介流化床介尺度機制及調控》是依託中國礦業大學，由段晨龍擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：空氣重介流化床介尺度機制及調控
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：段晨龍
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國是世界煤炭生產和消費第一大國，低品質煤大規模分選提質是我國煤炭工業可持續發展亟待解決的重大難題。我國2/3以上的煤炭資源分布在西部乾旱缺水地區，水資源短缺也是全球性的問題，煤炭高效乾法分選已成為世界煤炭加工利用領域的研究熱點。針對空氣重介流化床中複雜物料組成，從多尺度研究不同性質顆粒間、顆粒與流體間各種受力關係，定量分析和表征複雜系統中介尺度結構的特徵、性質和形成機理。以示蹤顆粒模擬分選過程，通過分時-分段-分層採樣分析，揭示空氣重介流化床分選過程中對流、滲流、凝聚作用和負氣壓機制，建立多相、多組分、多尺度物料分離體系的數學模型。研究空氣重介流化床多尺度複雜行為，分析不同介尺度行為的耦合作用機制，揭示多個介尺度的共性規律，提出適用於空氣重介流化床不同層次的介尺度模型，為我國乾旱缺水地區煤炭高效乾法分選提供理論依據與技術支持。
結題摘要
煤炭在我國能源消費結構中具有支柱性作用，而選煤作為潔淨煤源頭技術對於實現煤炭清潔利用具有決定性作用。目前，煤炭分選主要依靠耗水量大的濕法分選技術，不僅浪費水資源，生產加工過程也會帶來環境污染。因此，不需用水且能耗更低的乾法選煤技術日益受到各界關注，尤其流態化乾法選煤因其較高的分選精度已成為國際選煤界研究熱點之一。 流態化乾法選煤屬於濃相氣固高密度流態化，具有氣泡相、乳化相等多相和多元寬粒級加重質顆粒、寬粒級煤炭與矸石顆粒等多組分的非線性複雜結構，這些結構具有時空上的多尺度的動態耦合作用，如不能得到很好的調控，將導致氣固流態化分選過程的加重質返混、床層溝流、短路等現象產生，從而使得煤矸顆粒錯配，惡化分選效果。 本項目通過理論分析和科學試驗，建立了流態化分選過程的多相、多組分、多尺度下的基礎理論模型，包括分選過程的床層密度預測模型，以及分選密度調控模型；揭示了微泡準散式流態化的巨觀調控理論，包括寬粒級顆粒遷移規律，混合與離析機理以及氣泡時空演變過程床層穩定性變化規律；研究了微觀層面的流態化分選機理，構建了煤炭顆粒分時-分層-分段分選的基礎模型和煤炭顆粒、氣體、介質顆粒三者的耦合作用機理以及大型化流態化分選穩定性控制機制。最終成功實現了煤炭高效分選，分選精度E值可達0.03g/cm，精煤灰分可以降低至10%以下，硫分可以降低至0.4%，發熱量可以提高至36MJ/kg。 項目執行以來，項目負責人獲省部級科學技術一等獎兩項，省部級榮譽稱號5項，發表SCI論文14篇，授權發明專利國外2項、國內14項。項目負責人被聘任為中國礦業大學教授、博導，培養博士研究生2名，碩士研究生10名，協助指導青年教師3人，博士生5人。
