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《河南理工大学》 2010年
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煤粉永磁强磁滤器的研究

刘鹏  
【摘要】: “富煤贫油少气”的资源禀赋特性和燃烧作为煤炭最主要的利用形式,致使我国成为典型的煤烟型大气污染国家;干式强磁选技术是一项源头控制技术,无污染、成本低,被认为是有效缓解我国煤烟型大气污染的理想途径。永磁磁选在节能降耗方面优势巨大,但将煤粉干式磁选与永磁磁选结合开展煤粉脱硫相关的研究还不多,目前国内外尚未出现针对煤粉中黄铁矿等极弱磁性粉体为分选对象的磁选设备,本文利用MagNet软件进行了煤粉干式永磁强磁选机的相关研究。首先对典型永磁磁系的进行理论研究,在此基础上采用挤压导磁、铠装聚磁等手段的多面挤压技术把不同磁化方向和规格的NdFeB磁体优化组合,提出了多面挤压的永磁磁系,为其设计了专用装配器具并制作了样机,且采用样机进行了分选实验,进而采用MagNet软件对这种磁系进行了研究,提出了一种最优的结构参数配置。研究结果表明:MagNet软件数值计算结果可信,其为磁系设计和优化提供了一种有效手段。磁系设计及优化配置时可通过采用挤压和磁铠装技术来提高磁场强度,应优先采用闭合磁系结构,同时注意构建分选空间时使磁性颗粒在横向上受力大于纵向方向上的力。全新的高场强永磁磁滤器样机煤粉干式分选实验效果明显,在粒度级为0.074~0.15mm时精煤产率高达95.61%,脱硫率和脱灰率分别达44%、43%,分选效果基本与重力分选和电磁湿选相当,为煤粉永磁干式磁选脱硫降灰技术的研究提供了实验基础。为进一步深入了解这种新型磁系的磁场特性,建立了磁场数值解的相应能量泛函,MagNet模拟表明挤压软铁导磁和磁体铠装聚磁效果显著,分选区域内磁场强度明显提高;在软铁厚度为4mm、环径比(环形磁体外径与内径之比)为10/3、分选空间为φ29.2mm时,模拟最大磁感应强度可达3.298T,而最高平均磁场强度可达1.5T(实测值为1.3T),证明磁路设计基本合理。磁系结构参数优化表明软铁与环形磁体厚度比对磁系的磁场强度影响很大,在1:20至1:4范围内,磁感应强度随着比值的增加先增大而后减小,软铁与磁体的厚度比存在最佳比例关系。而环径比对磁场强度变化影响很小。软铁伸出长度影响磁场强度,软铁伸出到分选空间可起导磁作用,磁场强度随长度的增加而增大,趋势逐渐变缓;但受分选空间的限制伸出长度要有所限制。聚磁介质附近的磁场强度和磁场梯度都很高,背景磁场强度高的区域,布置介质后其磁场不均匀性更显著,磁场梯度亦更大,优化结果为研究这种磁系结构的永磁磁滤器提供了理论依据。
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD457

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