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超细粉碎对煤表面性质及超净煤分选的影响

煤炭学报 2016年第6期41卷 1524-1532页

作者：王婕付晓恒赵静杨磊中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

为探讨超细粉碎对煤表面性质及絮团和超净煤分选的影响,选取淮南气煤(HN)和太西无烟煤(TX)2种不同变质程度的煤样,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、ζ电位仪、比表面分析仪、微量热仪分析了不同超细粉碎时间后煤颗粒表面官能团、电位以及... 详细信息

为探讨超细粉碎对煤表面性质及絮团和超净煤分选的影响,选取淮南气煤(HN)和太西无烟煤(TX)2种不同变质程度的煤样,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、ζ电位仪、比表面分析仪、微量热仪分析了不同超细粉碎时间后煤颗粒表面官能团、电位以及润湿性的变化,分别研究了粒度、表面电位和润湿性对絮团形成的影响,结合超净煤的分选结果,综合探讨了超细粉碎、表面性质变化、絮团形成以及超净煤分选的关系。结果表明:超细粉碎改变了煤粒表面的亲水基和疏水基的比例;随着粒度的减小,太西煤的电动电位绝对值先减小后增大,在粒度8.30μm时电负性最弱,润湿热出现小的峰值,搅拌过程中形成的大尺度絮团较多,在乳化柴油用量67.62 kg/t时,分选出的超净煤灰分0.68%,产率高达97.26%;而淮南煤随着粒度的减小,电负性逐渐增强,润湿热单调递减,润湿性逐渐减弱,在相同搅拌强度下,细颗粒形成的大尺度絮团减少,分选出的超净煤产率降低;分散剂的加入有效地降低了淮南气煤分选出超净煤的灰分,粒度越小,灰分减小愈明显。

关键词：超细粉碎 FTIR ζ电位絮团浮选润湿热

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搅拌磨机捕获粉碎机理的理论与实验研究

煤炭学报 2013年第2期38卷 331-335页

作者：王新文付晓恒王新国郑水林中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

从搅拌磨介质运动规律和颗粒的受力分析入手,研究超细搅拌磨矿的捕获粉碎和冲击粉碎机理,推导出捕获角、摩擦角与捕获颗粒的关系式,提出介质直径与磨矿颗粒直径之比——捕获粒度比的概念。通过理论分析和试验验证得出:在机械参数一定的... 详细信息

从搅拌磨介质运动规律和颗粒的受力分析入手,研究超细搅拌磨矿的捕获粉碎和冲击粉碎机理,推导出捕获角、摩擦角与捕获颗粒的关系式,提出介质直径与磨矿颗粒直径之比——捕获粒度比的概念。通过理论分析和试验验证得出:在机械参数一定的条件下,搅拌磨矿能耗与磨矿时间成正比;捕获角等于摩擦角时,捕获角、捕获粒度和捕获体积最大,磨矿效率最高,能耗最低;随磨矿时间的增加,捕获角、粒度比和捕获体积减小,磨矿效率降低;当捕获角、粒度比和捕获体积足够小时,增加磨矿时间,粒度比不再变化,且粒度比存在极限值。据此,提出最大捕获角和极限粒度比的介质选取原则。

关键词：搅拌磨机捕获角捕获粒度介质直径

基于分形维数分析剪切力场对超净煤分选的作用

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煤炭学报 2016年第8期41卷 2078-2085页

作者：赵静付晓恒王婕冯致远邹佳运中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

针对目前物理法制超净煤工艺中絮团形成过程动力学指标和絮团形态学变化与超净煤分选效果之间关系研究的不足,应用分形维数分析了剪切力场中絮团形态和粒径的非线性变化并解释了其与超净煤分选效果之间的关系。通过量纲分析法,确立絮团... 详细信息

针对目前物理法制超净煤工艺中絮团形成过程动力学指标和絮团形态学变化与超净煤分选效果之间关系研究的不足,应用分形维数分析了剪切力场中絮团形态和粒径的非线性变化并解释了其与超净煤分选效果之间的关系。通过量纲分析法,确立絮团分形维数与搅拌速度的函数关系;通过二维分形维数的研究,描述和表征颗粒群体的整体性和平均性;通过絮团多重分形图谱的研究,揭示絮团分形变化的动力学过程。进而确立絮团生成动力学过程中的控制指标,以期为超净煤制备过程中的工艺操作提供科学依据,为实际工程应用提供适当的控制参数的指导。研究表明,机械搅拌速度为2 000 r/min时,絮团的二维分形维数有最大值1.762,此时絮团具有密实的结构和合适的粒径;多重分形图谱特征参数f(α_(max))具有最大值0.796,此时絮团粒径最大,数量最多。故此时分选出的超净煤有最高产率84.314%,最低灰分0.831%。

关键词：超净煤剪切力场絮团分形维数絮凝动力学形态学

低阶煤O_2/CO_2气氛下燃烧生成颗粒物的特性

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中国电机工程学报 2012年第29期32卷 52-58,I0008页

作者：汪应红王群英付晓恒中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京市海淀区100083 华电电力科学研究院浙江省杭州市310030

选取了2种低阶煤在不同气氛下沉降炉中进行燃烧实验,产生的灰颗收集到粒旋风分离器和低压冲击器中,利用透射电子显微镜和扫描电镜分析亚微米颗粒和超微米颗粒的形态,利用扫描电镜能量色散谱仪联用,透射电子显微镜能量色散谱仪联用和计... 详细信息

选取了2种低阶煤在不同气氛下沉降炉中进行燃烧实验,产生的灰颗收集到粒旋风分离器和低压冲击器中,利用透射电子显微镜和扫描电镜分析亚微米颗粒和超微米颗粒的形态,利用扫描电镜能量色散谱仪联用,透射电子显微镜能量色散谱仪联用和计算机控制的扫描电镜分析灰颗粒的化学元素组成。研究结果表明:O2/CO2燃烧改变超细颗粒物的大小分布和灰中元素的浓度分布,但没有改变细颗粒的生成机制。对于含有更多有机结构矿物质的褐煤,O2/CO2燃烧提高了Fe、Na/K、Al和Si的气化程度,也因此增加了亚微颗粒的浓度,而且褐煤中的Fe元素的气化较为特殊,O2/CO2燃烧氧气浓度的增加提高了Fe气化后在其他粒子上的附着。

关键词：煤燃烧矿物质颗粒物 O2/CO2

絮团形态学特征对絮团与气泡碰撞、吸附的影响

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煤炭学报 2017年第3期42卷 738-744页

作者：赵静付晓恒宋国阳刘金亭张路路中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

为了研究絮团的形态对絮团与气泡碰撞及吸附的影响,设计了图像分析系统,拍摄了絮团与气泡接触过程中的视频文件并从中提取含有絮团位置及形态特征的静态帧。使用Image Pro Plus 6.0根据絮团的粒径对絮团进行了粒度级的划分,使用统计学... 详细信息

为了研究絮团的形态对絮团与气泡碰撞及吸附的影响,设计了图像分析系统,拍摄了絮团与气泡接触过程中的视频文件并从中提取含有絮团位置及形态特征的静态帧。使用Image Pro Plus 6.0根据絮团的粒径对絮团进行了粒度级的划分,使用统计学的方法,对每个粒度级的絮团与气泡的碰撞及吸附效率进行了分析及计算,发现碰撞效率随絮团粒径的增加而增长,吸附效率先随着粒径的增加而增长但是在絮团粒径为200μm左右时出现转折,开始下降。利用Matlab位置提取程序对絮团运动过程中位置信息进行获取,根据Stokes沉降原理,计算絮团密度,发现絮团的密度随着粒径的规律性变化,在粒径为170μm时密度最大。认为絮团粒径对碰撞效率起主导作用,絮团密度对吸附效率起主导作用。此外,通过观测絮团与气泡接触过程发现,结构密实的絮团自与气泡发生接触后接触点恒定,而结构疏松的絮团与气泡接触后普遍存在旋转的现象,接触点的变化,导致结构疏松的絮团极易从气泡上脱落,吸附效率低。

关键词：超净煤絮团粒度密度碰撞及吸附

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煤的超细粉碎与超净煤的分选

煤炭学报 2005年第2期30卷 219-223页

作者：付晓恒李萍刘虎李左丽中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

分析了6种不同变质程度煤样的无机矿物组成、嵌布粒度, 研究了煤样粒度和煤中无机矿物的解离度与磨煤时间之间的关系, 并通过分选试验探明了粉碎粒度、无机矿物解离程度及其种类对分选效果的影响. 试验研究表明, 只有当煤的粒度粉碎到<1... 详细信息

分析了6种不同变质程度煤样的无机矿物组成、嵌布粒度, 研究了煤样粒度和煤中无机矿物的解离度与磨煤时间之间的关系, 并通过分选试验探明了粉碎粒度、无机矿物解离程度及其种类对分选效果的影响. 试验研究表明, 只有当煤的粒度粉碎到<10μm时, 无机矿物才能得到较充分的解离; 煤中的无机矿物主要是黏土, 黏土含量小的煤可以分选出超净煤, 反之, 黏土和黏土与有机物连生体含量高的煤, 很难分选出灰分低于2%的超净煤; 黏土含量高的煤, 经过球磨后, 在煤浆中出现大量和稳定的微小气泡, 影响了超净煤的分选精度; 低阶煤经球磨后, 表面亲水性增加, 即使粉碎粒度很细, 用絮团-浮选也无法分选出超净煤.

关键词：超净煤选矿解离矿物

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超细粉碎方式对超净煤分选效果的影响

煤炭学报 2016年第12期41卷 3108-3114页

作者：赵静付晓恒王婕宋国阳王锴中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

针对不同超细粉碎方式的作用特点,选用搅拌磨、气流磨、胶体磨、球磨,研究不同粉碎方式对超净煤分选效果的作用,发现采用胶体磨加工处理得到的超净煤产率最高为84.55%,灰分最低为0.83%,更有利于提高超净煤的分选效果。为了研究磨矿方式... 详细信息

针对不同超细粉碎方式的作用特点,选用搅拌磨、气流磨、胶体磨、球磨,研究不同粉碎方式对超净煤分选效果的作用,发现采用胶体磨加工处理得到的超净煤产率最高为84.55%,灰分最低为0.83%,更有利于提高超净煤的分选效果。为了研究磨矿方式对超净煤分选效果促进作用的机理,通过粒度分布曲线和SEM研究超细粉碎方式对煤粒几何特征的作用,结果表明胶体磨加工处理后粒度分布均匀,细化充分有效避免了细粒再次聚团;煤粒表面没有明显的断裂,存在大量凹凸,尖角被钝化。通过AFM,FTIR和润湿热曲线研究不同超细粉碎对煤粒的表面化学性质的作用,AFM结果表明,胶体磨处理的煤样表面粗糙度最大,Rq=2.96 nm,高度变化较大,暴露更多的官能团,因此煤样解离更充分;FTIR结果表明胶体磨处理后煤样表面官能团含量发生显著变化,疏水基与亲水基吸收峰面积比值最大为0.084,煤样中的有机质和无机质更有效的解离,煤样疏水性改善;润湿热曲线表明胶体磨处理后煤样与非极性油有更强烈的作用,润湿热为1.384 J/kg,有利于煤粒形成结构紧实、选择性好的絮团。形成密实稳定选择性好的絮团,可以有效地提高超净煤的分选效果。

关键词：超细粉碎超净煤几何特征表面化学性质

基于偏移活化能对SiC球团干燥进行动态分析

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中南大学学报（自然科学版） 2019年第4期50卷 753-761页

作者：李建付晓恒李军张玉静石应杰中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国环境科学研究院大气污染控制研究中心北京100012

基于偏移活化能,在不同风温(130,150,170和190℃)和风速(0.06,0.125,0.19和0.25 m/s)下对炼钢辅料SiC球团的干燥过程进行动态分析,系统研究SiC球团内部水分迁移行为。研究结果表明:SiC球团干燥过程中的偏移活化能与其干燥速率曲线表现... 详细信息

基于偏移活化能,在不同风温(130,150,170和190℃)和风速(0.06,0.125,0.19和0.25 m/s)下对炼钢辅料SiC球团的干燥过程进行动态分析,系统研究SiC球团内部水分迁移行为。研究结果表明:SiC球团干燥过程中的偏移活化能与其干燥速率曲线表现出相似的规律,分为下降、恒定和升高部分,并分别与干燥速率曲线的升速、恒速和降速阶段相对应。当干燥速率处在恒速阶段时,偏移活化能随风速和风温的升高而降低,其值基本在6×10~5～7×10~5 J/kg之间,同时干燥速率随偏移活化能的降低而提高;风速和风温越高,在干燥降速阶段偏移活化能升高越快,干燥速率下降越快。

关键词： SiC 球团干燥偏移活化能干燥速率

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跳汰机中脉动水流流体动力学研究

煤炭学报 2002年第6期27卷 644-648页

作者：张荣曾韦鲁滨付晓恒中国矿业大学北京校区化学与环境工程学院北京100083

较详细地讨论了跳汰机中脉动水流的动力学原理,提出了等效长度与跳汰机中筛板与床层水头损失的新算法,建立了跳汰机中的水流脉动的非线性微分方程,给出了方程中各项参数的具体计算公式.利用数值解法对一个测试实例进行了计算与实测的对... 详细信息

较详细地讨论了跳汰机中脉动水流的动力学原理,提出了等效长度与跳汰机中筛板与床层水头损失的新算法,建立了跳汰机中的水流脉动的非线性微分方程,给出了方程中各项参数的具体计算公式.利用数值解法对一个测试实例进行了计算与实测的对比,结果表明有较好的一致性.这种方法可用于跳汰机结构参数与工作制度的设计和确定跳汰机所需的风源风压,并为跳汰机相似模型试验提供理论依据和实现方法.

关键词：脉动水流跳汰机流体动力学数值模拟等效长度筛板