煤炭是我国的主体能源,是国民经济发展和工业生产的重要能源基础。在经济增长放缓、经济结构和能源结构调整加快及环保力度加大的背景下,开展煤炭清洁高效利用技术的研发是推进煤炭行业绿色、可持续发展的重要举措。流态化干法选煤技术作为一种已实现工业化推广与应用的高效干法选煤方法,主要适用于6 mm以上块煤的分选。然而,–6+1 mm细粒煤干法分选技术的研发尚无重大突破,是制约煤炭全粒级大规模干法分选的技术瓶颈。振动流化床能够满足适合细粒煤按密度离析的分选环境,强化细粒煤的干法分选效果。由于振动流化床中气泡的存在不利于细粒煤分选过程的调控,且分选过程中气泡的运动行为及气泡与细粒煤分选行为间的作用机理尚不清晰。因此,本文基于压力、应力和图像多信号耦合的分析方法,对细粒煤振动流化床分选过程中气泡运动行为、特征演化规律及细粒煤振动分选的适应性开展系统性研究。通过分析振动流化床床层压降信号的标准差,研究了床层流型的转变规律,界定了适合细粒煤分选的气速操作范围。分析了不同流型状态下床层压力波动信号时域和频域范围内的非线性多尺度特征及其能量分布规律,揭示了床层流型转变的机理,建立了压力波传递速率方程。同时,基于床层压力信号的采集,重构了床层密度的时空分布特性,阐释了气泡行为对床层密度均匀稳定性的影响,建立了床层密度分布与气泡产生频率的关联式。依据相邻压力信号的相关特性分析,提出了基于小波分析的气泡引起压力信号的提取方法,结合压力信号分析方法和数字图像处理技术,揭示了压力信号与气泡运动行为间的响应关系,建立了操作参数与气泡运动行为特征的物性关联,分析了不同操作条件下全床空隙率的平均分布特征,揭示了气泡相和乳化相间的动态演化规律。通过对床层颗粒碰撞作用力的测量,结合分析乳化相高度的变化规律,阐述了颗粒床层的准散式流态化稳定形成机理,基于颗粒系统动力学演变规律分析,从能量角度揭示了床层中气泡的产生机理,通过分析各操作因素协同作用对气泡运动行为的抑制机制,改善床层流化质量,为细粒煤的分选调控提供理论基础。采用两种不同性质的原煤进行振动流化床干法分选试验,研究了分选过程中气泡对细粒煤分离行为的作用机理以及各因素对细粒煤分离行为的调控作用。提出了细粒煤分选过程中颗粒混合、分离的评价指标,揭示了不同操作参数对细粒煤分选行为的调控机理,探索了振动流化床对不同煤种分选的适应性。结果表明:无烟煤经过干法分选精煤灰分降低为8.2%,精煤产率为56.1%,分选精度E值为0.15 g/cm~3。焦煤选后精煤灰分为9.3%,精煤产率为78.7%,分选精度E值为0.13 g/cm~3,无烟煤和焦煤经过振动流化床干法分选后,提高了煤炭产品质量,且焦煤的分选效果明显高于无烟煤。本论文共有图87幅,表12个,参考文献234篇。