用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法

本发明涉及矿物加工，具体涉及一种用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法。

背景技术：

1、我国2/3以上的煤炭分布在西部干旱缺水地区，湿法选煤技术已不能满足煤炭大规模加工的要求，气固流态化分选技术作为高效的干法分选手段已得到越来越多的重视，传统气固分选流化床测试手段采用的压力信号，反映的是宏观的整体的压降变化，难以精确直观地反映出系统局部的流化状态的改变。目前难以探究局部流化状态，实现密度精准调控，是分选流化床技术所面临的关键问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，克服传统测试方法难以探究局部流化状态，实现密度精准调控。

2、为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，包括如下步骤：

4、s1：光纤信号的标定；

5、s2：微细加重质流化床局部信号特征测试；

6、s3：推导得到微细加重质流化床密度时空预测模型。

7、优选地，步骤s1中光纤信号的标定包括：

8、s11：基于所选定的分选矿物的原定分选介质确定性质合适的替代矿物介质颗粒；

9、s12：将所选介质颗粒制成颗粒浓度固定且已知的均匀流体；

10、s13：利用光纤传感器对所得流体进行测定；

11、s14：将光纤信号和已知浓度数据关联，完成对光纤信号的标定。

12、优选地，步骤s2中微细加重质流化床局部信号特征测试包括：

13、s21：标定好的光纤传感器测量流化床径向及轴向的颗粒浓度变化数据，得到微细加重质流化床固含率空间分布特征；

14、s22：利用固含率在径向和轴向的变化推导出流化床中气泡相和乳化相的变化，得到微细加重质流化床两相分布特征以及微细加重质流化床床层膨胀规律；

15、s23：利用两相分布的规律结合两相理论推导建立微细加重质流化床气固两相模型。

16、优选地，步骤s3中推导得到微细加重质流化床密度时空预测模型包括：

17、s31：利用流化床固含率与密度的关联性推导得到微细加重质流化床密度时空分布特征；

18、s32：结合压降信号得到流化床的整体密度，获得微细加重质流化床局部密度与整体密度间的关联性；

19、s33：结合各参数对颗粒浓度的影响作用，得到微细加重质流化床密度的响应关系，进而推导得到微细加重质流化床密度时空预测模型。

20、优选地，介质颗粒的颜色为白色或浅色。

21、优选地，介质颗粒为fcc颗粒、钛白粉、重钙粉或白刚玉中的一种。

22、优选地，介质颗粒的密度与分选矿物的分选介质密度间的密度差异低于25％，且颗粒间的球形度差异不超过20％。

23、优选地，微细加重质流化床为加重质为100微米的流化床。

24、优选地，微细加重质为geldarta-、b-、c-或d-中的一种。

25、优选地，光纤传感器在流化床侧壁阵列布置。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果：

27、光纤传感器区别于压力传感器是在介尺度上对测量点局部区域的颗粒浓度进行直接测量，其利用光在局部区域的反射后的性质变化反映出探针附近的局部区域的颗粒浓度变化；采用光纤传感器替代压力传感器对流化床内的局部颗粒浓度进行直接测量，可更为直观地得到流化床内部的颗粒固含率变化，进而对流化床内部的两相分布特征和气泡运动行为进行进一步的分析；并通过建立流化床时空预测模型，实现对流化床空间位置上的床层密度的精准调控，解决传统测试手段难以观测床层密度分布不均致使分选精度降低的问题，该方法逻辑严密，稳定可靠，解决了传统分选流化床中局部信号的处理问题及床层密度的精准预测难题，具有极高的应用价值。

技术特征：

1.一种用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，步骤s1中光纤信号的标定包括：

3.根据权利要求1所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，步骤s2中微细加重质流化床局部信号特征测试包括：

4.根据权利要求1所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，步骤s3中推导得到微细加重质流化床密度时空预测模型包括：

5.根据权利要求2所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，介质颗粒的颜色为白色或浅色。

6.根据权利要求2所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，介质颗粒为fcc颗粒、钛白粉、重钙粉或白刚玉中的一种。

7.根据权利要求2所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，介质颗粒的密度与分选矿物的分选介质密度间的密度差异低于25％，且颗粒间的球形度差异不超过20％。

8.根据权利要求1所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，微细加重质流化床为加重质为100微米的流化床。

9.根据权利要求8所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，微细加重质为geldarta-、b-、c-或d-中的一种。

10.根据权利要求1所述的用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，其特征在于，光纤传感器在流化床侧壁阵列布置。

技术总结
本发明公开了一种用于分选流化床的局部光纤信号处理及密度精准预测方法，包括：光纤信号的标定；微细加重质流化床局部信号特征测试；推导得到微细加重质流化床密度时空预测模型。本发明通过光纤传感器更为直观地得到流化床内部的颗粒固含率变化，进而对流化床内部的两相分布特征和气泡运动行为进行进一步的分析；并通过建立流化床时空预测模型，实现对流化床空间位置上的床层密度的精准调控，解决传统测试手段难以观测床层密度分布不均致使分选精度降低的问题，该方法逻辑严密，稳定可靠，解决了传统分选流化床中局部信号的处理问题及床层密度的精准预测难题，具有极高的应用价值。

技术研发人员：周晨阳,赵跃民,祝京旭,段晨龙,董良,张博,赵鹏飞,周恩会
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15