细粒煤高效干法分选研究进展与展望
段晨龙
徐扬帆
张博
董良
周恩会
王维楠
潘淼
周晨阳
中国矿业大学煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室,江苏徐州 221116;能源资源高效加工与洁净化利用教育部国际合作联合实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221116
摘要：煤炭是我国的主体能源,是保障我国能源安全的压舱石和稳定器.我国2/3以上的煤炭分布在干旱缺水地区,低品质煤约占全国煤炭储量的40％.随着综合机械化采煤技术的大范围推广应用,细粒煤(＜6mm)的产量达到了原煤的40％以上,≥6mm粗粒煤的干法分选技术已在许多矿区实现稳定工业应用,但是针对＜6 mm细粒煤的干法分选分选精度有限.同时,原煤开采过程中的水力致裂、喷水降尘等导致开采出的原煤水分较高,达到15％以上,颗粒间易团聚.亟需开展潮湿低品质细粒煤高效干法分选理论与技术的研究.研究聚焦于已实现工业应用的气固流态化分选、振动-气流协同分选技术提质瓶颈,依据其在潮湿低品质细粒煤工况下的流态响应、界面形成机制及装备适应性等研究现状,归纳了"气固流态化分选密度离析调控与跨尺度流动耦合机制""振动-气流协同分选低品质细粒煤稳定力场的可控构建""颗粒-水分-热力非均衡耦合脱水热质传递机制"等关键科学问题,梳理了微细加重质气固分选流态化、振动-气流协同分选、流化床干燥与蒸汽瞬态闪蒸技术等方面的试验研究、数值模拟与理论模型工作,针对微细加重质气固流化床,汇总了床层膨胀、压力波动、气泡动力学、电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)等表征结果及相应的流型判据、密度调控关联式与非稳定性定量指标;针对振动-气流协同分选,归纳了床层振动加速度响应、团涌结构演化、颗粒三维动力学与界面形成规律,以及高频振动配合梯级布风的参数组合特征;针对干燥过程,整理了含湿颗粒液桥力学、振动-气流耦合下的传热传质规律和基于非平衡态热力学的干燥动力学模型,以及饱和蒸汽加压-瞬时释压闪蒸工艺的能量分布与水分迁移特征.在上述研究基础上,将干燥脱水、干筛分级与干法分选等环节进行过程重组,总结并讨论了面向＜6 mm细粒煤的"干燥-干筛-干选"联合提质工艺思路:通过适度脱水削弱液桥黏附,利用干筛构建窄粒级物料体系,再结合气固流化床或振动-气流协同装备实现干法分选,以拓展干法提质的适用煤种与粒度范围.总体而言,现有研究在跨尺度耦合机理、流态稳定性定量表征与干燥-分选一体化设计方面已形成一定基础,但在复杂工况下的多场耦合建模、智能监测与自适应控制、与余热利用和减碳目标的协同耦合等方面仍有待进一步探索.研究可为后续细粒煤高效干法提质理论研究和工艺优化提供参考.
关键词：细粒煤(<6 mm)潮湿低品质煤干法分选干燥脱水联合提质工艺气固流态化振动-气流协同
分类号：TD94(选矿)
资助基金：国家重点研发计划(2024YFC2910001)国家自然科学基金(52125403)国家自然科学基金(52220105008)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-03-27（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：24( 762-785 )
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