採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置

採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置

《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》是唐山市神州機械有限公司於2014年12月30日申請的發明專利,該專利的申請號為201410840479X,公布號為CN104525359A,授權公布日為2015年4月22日,發明人是李功民、李珊、崔民富、李婧。

《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的乾法重介質分選機將浮物端介質滾筒篩和沉物端介質滾筒篩設定於乾法重介分選機浮物排料端和沉物排料端的下方,用於分選產品與介質的分離;布袋除塵器用於除塵,在乾法重介分選機頂部設定有除塵器管道,並使吸風量大於乾法重介分選機工作時的供風量,機內呈負壓狀態,使乾法重介分選機內粉塵不外逸;整個系統處於全封閉工作狀態。

2019年9月29日,《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》獲2018年河北省專利獎二等獎。

(概述圖為《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置
  • 公布號:CN104525359A
  • 授權日:2015年4月22日
  • 申請號:201410840479X
  • 申請日:2014年12月30日
  • 申請人:唐山市神州機械有限公司
  • 地址:河北省唐山市丰南區稻地唐柏路三角地南六號
  • 發明人:李功民、李珊、崔民富、李婧
  • Int.Cl.:B03B7/00(2006.01)、B03B5/46(2006.01)
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

截至2014年12月,中國國內外套用於工業生產的乾法重介分選機,主要以風力跳汰機和風力搖床為主。以空氣代替水作分選介質,分選效果差,生產能力低、要求風力大,已逐漸淘汰。
自二十世紀六十年代起,美國DouglasE,加拿大BeeckmansJM等學者先後開展普通氣固流化床乾法分選研究,其分選原理是,以細顆粒物料(如磁鐵礦粉)作為加重質,在均勻上升氣流的作用下,形成具有一定密度的氣固兩相流化床,入選物料(如煤炭)給入床層後按流化床密度分層,從而實現分選。但由於這些學者只是以化工上流化床反應器物料置換原理為基礎,沒有深入研究適合煤炭分選的濃相高密度流化特性(如氣流分布器、加重質粒度級配等),未能實現工業化。
自二十世紀八十年代起,中國礦業大學開始從事流態化乾法選煤方面的研究,開發了基於氣固兩相流的乾法分選技術與設備。利用流化氣體和具有一定粒度的加重質(如磁鐵礦粉),形成濃相流化床,入選物料在氣-固兩相流床層中受到流化床層整體密度的浮力作用,按照床層密度分層,小於床層密度的物料上浮,大於床層密度的物料下沉,從而實現入選物料的有效分選。氣固重介質分選流化床為世界煤炭提供了一條高效乾法潔淨分選新途徑,具有廣闊的套用前景和重大套用價值。唐山神州機械有限公司於2006年開始對乾法重介質分選理論及分選工藝進行研究以來,對乾法重介分選的大量研究數據進行分析後,成功研發出新一代乾法重介質分選裝置,並成功套用於工業化。
但是,在以往對乾法重介分選機研究的存在以下問題:流化過程中流化密度不穩定及氣流分布不均勻,因而較難提高對難選煤的分選精度和效率;並且存在2014年12月前已有脫介篩對細粒物料脫介效率較低,脫介後的細粒物料磁介質含量較高等問題,從而使細粒物料脫介效率得不到提高。

發明內容

專利目的

《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》不僅僅能夠很好地解決流化過程中流化密度不穩定及氣流分布不均勻及2014年12月前已有脫介篩對細粒物料脫介效率較低、脫介後的細粒物料磁介質含量較高等問題,還能實現使細粒物料脫介效率得到顯著提高。

技術方案

依據《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的第一方面,提供一種採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機,該乾法重介質分選機包括風包、浮物端介質滾筒篩、除塵器管道、入料口、重介質分選主機、磁選機、布袋除塵器、介質斗提機、羅茨風機、布袋除塵器引風機、沉物端介質滾筒篩、高壓氣管;其中將浮物端介質滾筒篩和沉物端介質滾筒篩設定於乾法重介分選機浮物排料端和沉物排料端的下方,用於分選產品與介質的分離;布袋除塵器用於除塵,在乾法重介分選機頂部設定有除塵器管道,並使吸風量大於乾法重介分選機工作時的供風量,機內呈負壓狀態,使乾法重介分選機內粉塵不外逸;在浮物端介質滾筒篩、沉物端介質滾筒篩和磁選機處均設定吸塵管,整個系統處於全封閉工作狀態。
其中,風包、羅茨風機和高壓氣管組成了乾法重介分選機的供風系統,為乾法重介分選機工作時提供穩定的風源。
此外,所使用的乾法重介質分選床中的三種流動料流(氣、加重質和煤)都在分選床層中交匯;加重質在分選床的流化分選室內,壓縮氣體進入氣室初步均壓後再進入流化分選室將加重質流化,形成適合分選的流化床。
進一步地,雙鏈刮板輸送裝置分別以不同速度逆時針方向轉動,入選煤從床體上部的一端進入,上鏈推動入料向左運動,在運動中入料被分層,沉物不會再被刮板推動,它將逐漸下沉到流化分選室的底部,下鏈將沉物從尾煤端排出;在流化床上方的浮物由上鏈從精煤端排出;分選主機內的上部空間處於負壓狀態;用滾筒篩脫介後,篩上產品可由輸送設備運去指定位置;篩下加重質落在篩下介質皮帶上,再上斗提機經溜槽返回分選主機;滾筒篩脫介裝置用於分選床進行分選後的精煤及矸石分別從精煤口與矸石口排出後進入各自的滾筒篩脫介裝置進行脫介,滾筒篩利用中心軸轉動帶動篩面旋轉,使物料在旋轉篩面上進行脫介。優選地,浮物端卸料器和沉物端卸料器位於主選機的兩側,其作用是排出產品和鎖風。
依據《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的第二方面,提供一種使用上述的乾法重介分選機的方法,其主要包括以下步驟:
第一步,6-100毫米級煤進入乾法重介分選機,重介質也進入乾法重介分選機,乾法重介分選機的給料沿著乾法重介分選機寬度均勻給入,給料量和加入重介質量應連續可調;
第二步,供風系統由羅茨風機、風包和若干風管組成,乾法重介分選機上部接引風除塵系統,工作時由供風系統向乾法重介分選機內提供壓縮空氣,與重介質按照一定的配比,形成氣-固兩相流床層,進而實現不同密度的分層分選;
第三步,乾法重介分選機排出產品中帶有一定量的介質,所以設定了介質滾筒篩,放置於乾法重介分選機浮物排料端和沉物排料端的下方,用於分選產品與介質的分離;分離後的介質利用介質斗提機提升到乾法重介分選機上方的磁選機內,由磁選機把介質中的煤粉除去,再把純淨的介質卸至乾法重介分選機內部,使介質可循環使用,減少介耗;
第四步,乾法重介分選機頂部有吸塵管道,吸塵管道連線布袋除塵器,減少乾法重介分選機在工作過程中的環境污染。
依據《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的第三方面,提供一種採用乾法重介質分選床的分選裝置,其採用上面所述乾法重介分選機,將原煤準備、分選、介質淨化回收、供風除塵集成裝配在同一平台,是一種連續操作的煤炭高效乾法選煤系統;其工作原理如下:
(1)流態化分選過程
細粒固體加重質在經均勻布風后的上升氣流的作用下,形成具有似流體特性的氣-固兩相流,入選物料在氣-固兩相流床層中受到流化床層整體密度的浮力作用,從而按照床層密度分層,小於床層密度的物料上浮,大於床層密度的物料下沉,分層後的輕重產物分別通過刮板輸送機構排出,完成分選過程;乾法重介質流化床乾法重介分選機就是運用上述原理對入選物料進行分選,得到精煤和尾煤產品;
(2)分選系統工作過程
系統工藝流程為壓縮空氣通過預布風室和布風板形成均勻分布的上升氣流,並與乾法重介分選機中的加重質作用形成具有一定密度的流化床層;入選原煤經(乾燥)分級(100~6毫米)後通過給料機均勻給入乾法重介分選機內,按流化床層密度分層後的輕、重產物通過排料機構排出;輕產物與重產物分別經脫介篩脫介,得到精煤和尾煤;脫介篩脫除的加重質一部分進入磁選機去除其中的非磁性物(煤粉),另一部分循環使用;循環介質分流量、磁精礦與循環介質的給料量根據乾法重介分選機內流化床層的高度和密度進行調節,實現對流化床層高度和密度的控制;分選系統在工作過程中產生的粉塵,通過引風除塵收集、循環。

改善效果

《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的乾法重介質分選床針對難選煤等進行高精度分選且生產能力較大的利用重介質及煤粉混合介質進行的流化分選床,能夠克服2014年12月前已有技術中流化密度不穩定及氣流分布不均勻等不足,從而提高對難選煤的分選精度和效率。其進一步該發明克服了2014年12月前已有脫介篩對細粒物料脫介效率較低,脫介後的細粒物料磁介質含量較高等問題,使細粒物料脫介效率得到提高。使用該發明的乾法重介質分選床,有效地將待分選物料在高壓氣體和重介質的氣-固兩相流床層中按照高低密度流化分層,實現分選。

附圖說明

圖1-1至1-3分別是依據《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的乾法重介分選機的主視圖、左視圖和俯視圖。
圖2是依據該發明的乾法重介分選機工藝流程圖。
圖3是依據該發明的乾法重介分選機中的重介質分選主機結構示意圖。
圖4-1是乾法重介分選機構中不鏽鋼篦條篩示意圖。
圖4-2是乾法重介分選機構中不鏽鋼篦條篩的縱向截面示意圖。
圖4-3是乾法重介分選機構中不鏽鋼篦條篩的橫向截面視圖。
圖5-1是刮板壓輪清理機構的主視圖。
圖5-2是刮板壓輪的左視圖。
圖6-1是刮板機耐磨塊零件主視圖。
圖6-2是刮板機耐磨塊零件剖視圖。
圖7-1是刮板右視圖。
圖7-2是刮板主視圖。
圖8-1是高壓風室詳細示意圖。
圖8-2是另一高壓風室詳細示意圖。

權利要求

1.採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機,其特徵在於,乾法重介質分選機包括風包、浮物端介質滾筒篩、除塵器管道、入料口、重介質分選主機、磁選機、布袋除塵器、介質斗提機、羅茨風機、布袋除塵器引風機、沉物端介質滾筒篩、高壓氣管;其中將浮物端介質滾筒篩和沉物端介質滾筒篩設定於乾法重介分選機浮物排料端和沉物排料端的下方,用於分選產品與介質的分離;布袋除塵器用於除塵,在乾法重介分選機頂部設定有除塵器管道,並使吸風量大於乾法重介分選機工作時的供風量,機內呈負壓狀態,使乾法重介分選機內粉塵不外逸;在浮物端介質滾筒篩、沉物端介質滾筒篩和磁選機處均設定吸塵管,整個系統處於全封閉工作狀態;乾法重介質分選床中的氣、加重質和煤在分選床層中交匯;加重質在分選床的流化分選室內,壓縮氣體進入氣室初步均壓後再進入流化分選室將加重質流化,形成適合分選的流化床;雙鏈刮板輸送裝置分別以不同速度逆時針方向轉動,入選煤從床體上部的一端進入,上鏈推動入料向左運動,在運動中入料被分層,沉物不會再被刮板推動,它將逐漸下沉到流化分選室的底部,下鏈將沉物從尾煤端排出;在流化床上方的浮物由上鏈從精煤端排出;分選主機內的上部空間處於負壓狀態;用滾筒篩脫介後,篩上產品可由輸送設備運去指定位置;篩下加重質落在篩下介質皮帶上,再上斗提機經溜槽返回分選主機;滾筒篩脫介裝置用於分選床進行分選後的精煤矸石分別從精煤口與矸石口排出後進入各自的滾筒篩脫介裝置進行脫介,滾筒篩利用中心軸轉動帶動篩面旋轉,使物料在旋轉篩面上進行脫介。
2.依據權利要求1所述的乾法重介分選機,其特徵在於,風包、羅茨風機和高壓氣管組成了乾法重介分選機的供風系統,為乾法重介分選機工作時提供穩定的風源。
3.依據權利要求1所述的乾法重介分選機,其特徵在於,浮物端卸料器(501)和沉物端卸料器(509)位於重介質分選主機的兩側,其作用是排出產品和鎖風。
4.使用權利要求1-3之任一的乾法重介分選機的方法,其主要包括以下步驟:第一步,6-100毫米級煤進入乾法重介分選機,重介質也進入乾法重介分選機,乾法重介分選機的給料沿著乾法重介分選機寬度均勻給入,給料量和加入重介質量應連續可調;第二步,供風系統由羅茨風機、風包和若干風管組成,乾法重介分選機上部接引風除塵系統,工作時由供風系統向乾法重介分選機內提供壓縮空氣,與重介質按照一定的配比,形成氣-固兩相流床層,進而實現不同密度的分層分選;第三步,乾法重介分選機排出產品中帶有一定量的介質,所以設定了介質滾筒篩,放置於乾法重介分選機浮物排料端和沉物排料端的下方,用於分選產品與介質的分離;分離後的介質利用介質斗提機提升到乾法重介分選機上方的磁選機內,由磁選機把介質中的煤粉除去,再把純淨的介質卸至乾法重介分選機內部,使介質可循環使用,減少介耗;第四步,乾法重介分選機頂部有吸塵管道,吸塵管道連線布袋除塵器,減少乾法重介分選機在工作過程中的環境污染。
5.採用權利要求1-3之任一的乾法重介分選機的分選裝置,其特徵在於,將原煤準備、分選、介質淨化回收、供風除塵集成裝配在同一平台,是一種連續操作的煤炭高效乾法選煤系統;其工作原理如下:
(1)流態化分選過程細粒固體加重質在經均勻布風后的上升氣流的作用下,形成具有似流體特性的氣-固兩相流,入選物料在氣-固兩相流床層中受到流化床層整體密度的浮力作用,從而按照床層密度分層,小於床層密度的物料上浮,大於床層密度的物料下沉,分層後的輕重產物分別通過刮板輸送機構排出,完成分選過程;乾法重介質流化床乾法重介分選機就是運用上述原理對入選物料進行分選,得到精煤和尾煤產品;
(2)分選系統工作過程系統工藝流程為壓縮空氣通過預布風室和布風板形成均勻分布的上升氣流,並與乾法重介分選機中的加重質作用形成具有一定密度的流化床層;入選原煤經乾燥分級後通過給料機均勻給入乾法重介分選機內,按流化床層密度分層後的輕、重產物通過排料機構排出;輕產物與重產物分別經脫介篩脫介,得到精煤和尾煤;脫介篩脫除的加重質一部分進入磁選機去除其中的煤粉,另一部分循環使用;循環介質分流量、磁精礦與循環介質的給料量根據乾法重介分選機內流化床層的高度和密度進行調節,實現對流化床層高度和密度的控制;分選系統在工作過程中產生的粉塵,通過引風除塵收集、循環。

實施方式

《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的發明人針對2014年12月前已有技術中存在的問題,對新一代乾法重介分選機的研發進一步進行基礎研發和試驗開發,主要在於以下方面:
(1)實驗室基礎研究及模型試驗
基於多年研究積累,對乾法重介質流化床進行了實驗室基礎研究及模型試驗,創立了濃相高密度氣固流態化乾法分選理論,提出了布風及寬粒級加重質級配原則,建立了寬篩分多組分物料在濃相高密度氣固流化床中分選動力學模型。
(2)研製新一代乾法重介質流化床乾法重介分選機
基於理論研究、模型試驗和中試,研製了新一代乾法重介質流化床分選機。基於特殊的工藝要求,根據壓降中心原則和低流化數、大壓降複合布風的思想,通過對乾法重介分選機關鍵部件和整體結構的最佳化設計和創新。
下面結合附圖,對發明進一步詳細說明。
圖1-1至1-3分別是是依據《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的乾法重介分選機的主視圖、左視圖和俯視圖。其中各個附圖示記具體指示:1風包、2浮物端介質滾筒篩、3除塵器管道、4入料口、5重介質分選主機、6磁選機、7布袋除塵器、8介質斗提機、9羅茨風機、10布袋除塵器引風機、11沉物端介質滾筒篩、12高壓氣管。
乾法重介分選機排出產品中帶有一定量的介質,因此將浮物端介質滾筒篩2和沉物端介質滾筒篩11設定於乾法重介分選機浮物排料端和沉物排料端的下方,用於分選產品與介質的分離。
為了防止乾法重介分選機在工作過程中粉塵污染環境,採用布袋除塵器7除塵,在乾法重介分選機頂部設定有除塵器管道3,並使吸風量大於乾法重介分選機工作時的供風量,機內呈負壓狀態,使乾法重介分選機內粉塵不外逸,同時,在容易產生粉塵的浮物端介質滾筒篩2、沉物端介質滾筒篩11和磁選機6等處均設定吸塵管,整個系統處於全封閉工作狀態。
風包1、羅茨風機9和高壓氣管12組成了乾法重介分選機的供風系統,為乾法重介分選機工作時提供穩定的風源。
圖2是依據《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的乾法重介分選機工藝流程圖。使用乾法重介分選機時,主要包括以下步驟:
第一步,6-100毫米級煤進入乾法重介分選機,重介質也進入乾法重介分選機,乾法重介分選機的給料沿著乾法重介分選機寬度均勻給入,給料量和加入重介質量應連續可調。
第二步,供風系統由羅茨風機、風包和若干風管組成,乾法重介分選機上部接引風除塵系統,工作時,由供風系統向乾法重介分選機內提供壓縮空氣,與重介質按照一定的配比,形成氣-固兩相流床層,進而實現不同密度的分層分選。
第三步,乾法重介分選機排出產品中帶有一定量的介質,所以設定了介質滾筒篩,放置於乾法重介分選機浮物排料端和沉物排料端的下方,用於分選產品與介質的分離。分離後的介質利用介質斗提機提升到乾法重介分選機上方的磁選機內,由磁選機把介質中的煤粉除去,再把純淨的介質卸至乾法重介分選機內部,使介質可循環使用,減少介耗。
第四步,乾法重介分選機頂部有吸塵管道,吸塵管道連線布袋除塵器,減少乾法重介分選機在工作過程中的環境污染。
圖3是依據《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的乾法重介分選機中的重介質分選主機結構示意圖。圖3中各個附圖示記具體指示:501浮物端卸料器、502浮物刮板鏈輪、503浮物刮板壓輪、504檢視視窗、505檢查門、506浮物鏈刮板、507介質粉螺旋輸送機、508沉物刮板鏈輪、509沉物端卸料器、510沉物刮板壓輪、511主機支腿、512沉物刮板、513高壓風室、514玻璃流量計、515主機殼體。
浮物端卸料器501和沉物端卸料器509位於主選機的兩側,其作用是排出產品和鎖風;《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的整個主機為全封閉式,使用卸料器可保證主機內風壓恆定,不漏氣。
如圖3所示,浮物刮板鏈輪502、浮物刮板壓輪503、浮物鏈刮板506、沉物刮板鏈輪508、沉物端卸料器509、沉物刮板壓輪510以及沉物刮板512組成了主選機內的分選系統,把分選後的浮物和沉物分別運至主選機兩側的卸料口,再經由卸料器把產品排出。
玻璃流量計514位於乾法重介分選機的下方,可檢測乾法重介分選機內的氣-固兩相混合物的比重,更加直觀且準確地幫助用戶完成分選。
介質粉螺旋輸送機507位於沉物刮板出口的下方,可將沉物端的排出介質運至主選機內。檢視視窗504、檢查門505為設備檢查和檢修視窗,在主機殼體515上開設。高壓風室513可將羅茨風機吹出來的高壓風更加均勻地分布到主選機內。
圖4-1是乾法重介分選機構中不鏽鋼篦條篩示意圖,其中圖4-2是縱向截面示意圖;圖4-3是橫向截面視圖。不鏽鋼篦條篩由圓拉桿41和蓖條42組成。
此不鏽鋼篦條篩分布在高壓風室內,防止大顆粒的物料進入篩下的風室,選用不鏽鋼篦條篩因為它的耐磨性好,不易腐蝕,剛性好,性能穩定。
圖5-1是刮板壓輪清理機構主視圖,5-2是刮板壓輪左視圖。其中各個附圖示記具體指示:51調節螺栓、52梳齒、53壓輪。梳齒52是帶有尖形的可按照一定軌跡旋轉的鋼板,在調節螺栓51的支撐下,它的尖形齒在正常的工作下,將好和壓輪53的凹槽外圓直徑方向上有2毫米左右的間隙,可將負在壓輪上的物料颳去,防止改變刮板機的運行軌跡。
圖6-1是耐磨塊的主視圖,圖6-2是耐磨塊的剖視圖,耐磨塊是主選機內刮板機的特殊零件,它是連線刮板和鏈條的過度環節,工作中,耐磨塊沿著主選機內的軌道滑行,所以要求它必須做耐磨處理(如圖中的A面)且耐磨硬度要求HRC55以上。
圖7-1是刮板的右視圖,圖7-2是刮板的主視圖,其中各個附圖示記具體指示:71刮板底板、72加強弧板、73立筋。當主選機分選床面超過特定的數值時,為了增加其剛性及抗彎型,且重量不能超重時,可按圖示結構製作,即節省了材料,又不影響其剛性。
圖8-1是高壓風室詳細示意圖。圖8-2是另一高壓風室詳細示意圖。其中各個附圖示記具體指示:801風室側板、802不鏽鋼蓖條篩、803布風板、804風室底板、805進氣管。風室側板801和風室底板804組成了風室,布風板803在底板上方,進氣管805開孔在底板上,不鏽鋼蓖條篩802在風室上方,用途為使供風更加均勻,無死角。
《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的乾法重介分選機克服了2014年12月前已有單鏈刮板機速度單一,上端輸煤效率低,下端矸石刮排不淨,留有死角等問題。
採用該發明的乾法重介分選機,可以提供一種乾法重介質流化床乾法重介分選機,該乾法重介分選機具有能夠克服2014年12月前已有技術的缺陷的流態化分選床,其具有合理的排料刮板、具有合理排料可調速度、合理的有效分選段長度、分選床層高度,從而提高分選精度。其進一步具有合理的脫介裝置,以提高脫介效率和增加產品回收率。
更近一步地,使用該發明的乾法重介分選機,可以提供一種乾法重介質流化床分選裝置,其能夠集分選與除塵、送風、給料為一體,其分選槽解決了2014年12月前已有技術中的分選槽的缺陷。
究其《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的實質,該發明的乾法重介分選機在克服2014年12月前已有技術缺陷的技術上首先提供一種重介質流態化分選床,包括分選床中的三種流動料流(氣、加重質和煤)都在分選床層中交匯。加重質在分選床的流化分選室內,壓縮氣體進入氣室初步均壓後再進入流化分選室將加重質流化,形成適合分選的流化床。雙鏈刮板輸送裝置分別以不同速度逆時針方向轉動,入選煤從上部的一端進入,上鏈推動入料向左運動,在運動中入料被分層,沉物不會再被刮板推動,它將逐漸下沉到流化分選室的底部,下鏈將沉物從尾煤端排出;在流化床上方的浮物由上鏈從精煤端排出。流化是一個不斷鼓風的過程,氣體從固體顆粒界面升出後,本應為正壓狀態,但除塵的引風量大於流化風量,使分選主機內的上部空間處於負壓狀態,排煤端和其它位置都不會有塵逸出。浮物與沉物在排出時會帶出部分加重質,用滾筒篩脫介後,篩上產品可由輸送設備運去指定位置;篩下加重質落在篩下介質皮帶上,再上斗提機經溜槽返回分選主機。
滾筒篩脫介裝置是指從分選床進行分選後的精煤及矸石分別從精煤口與矸石口排出後進入各自的滾筒篩脫介裝置進行脫介,滾筒篩利用中心軸轉動帶動篩面旋轉,使物料在旋轉篩面上進行脫介,採用此種裝置,脫介效率較高。
為了使物料能夠在流化床層中得到有效分選,使被分選後的輕密度物料能夠得到充分上浮,而重密度物料能夠得到完全下沉,並且採用了雙鏈鏈板排料裝置,可利用上層鏈板輸送輕密度物料,使兩種物料能夠充分得到有效分離。
《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的發明點之一在於:基於對乾法重介分選機關鍵部件和整體結構的最佳化設計和創新,所研製的乾法重介質流化床乾法重介分選機極大地增加了流化床層的均勻穩定性,改善了分選效果,降低了設備維修工作量和時間,可保證乾法重介分選機長時間、連續、穩定、高效地運行。
《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的發明點之另一在於:新型氣體分布器及易拆卸布風裝置。氣體分布器是影響床層流化及分選性能的關鍵因素之一,其主要參數包括材質、結構、壓降、開孔率、孔徑等。為將分選產品連續地排出機外,流化床內設有刮板輸送裝置,在布風板的推力作用下,高密度、高硬度沉物與布風板發生擠壓、摩擦,沉物發生不同程度的破碎,產生細粒沉物,同時,布風板上表面受到不同程度的磨損。因此,布風板應具有良好的抗堵孔、易清理、耐磨損性能。基於特殊的工藝要求及壓降準數Cp判別法,進行了大量的理論和實驗研究,開發了兩類複合式氣體分布器。一是鋼基纖維複合分布器,主要由鋼基材料板和纖維層複合壓制而成,具有表面平整、耐磨損、抗塊狀物料嵌入、布風均勻等特點。鋼基材料板的作用是支撐床層物料、抗衝擊和磨損,纖維層的作用是控制壓降、均勻布風。二是兩段複合式大壓降氣體分布器,主要由鋼基多孔護板和金屬絲網壓制板或織布疊加而成,具有易清理、表面平整、耐磨損等特點。鋼基多孔護板的作用是支撐床層物料、抗衝擊和磨損,在需要時可拆卸清理,為有效延緩堵孔周期,可採用錐型孔,同時選取合適的高徑比。金屬絲網壓制板或織布的作用是控制壓降、均勻布風,同時由於具有一定強度,可抗塊狀物料嵌入以及輔助支撐床層物料。
在煤炭分選過程中,乾法重介分選機內的刮板輸送機需連續地將分選產品排出機外,受其推力作用,在床層底部、處於堆積狀態的強硬度沉物與布風板時刻處於擠壓和磨擦狀態,這造成了沉物的破碎及布風板上表面的磨損,而且粉碎產生的細粒沉物容易堵塞進氣孔,影響了布風板的性能及使用壽命。一旦布風板損壞,很難更換,且工作量很大,需要5~7天時間才能完成。為了解決該問題,提出了一種抽屜式易拆卸布風裝置,該裝置拆裝耗時僅需3~5小時,便於維修和調節,在不影響生產任務的前提下,可保證乾法重介分選機長時間、連續、穩定地運行。
加重質短距回流裝置:在分選過程中,部分加重質隨產品被排出乾法重介分選機外。如果加重質循環量較大,則增加了流化床的調控難度,影響分選效果。為降低加重質循環量,在乾法重介分選機設計過程中,增加了加重質短距回流裝置,如圖5-1、5-2和圖6-1、6-2所示。套用該短距回流裝置,機外的加重質循環量減少了80%,大幅度降低了運行功耗和成本,易於流化床調控,提高了分選效果。
《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》的發明點之又一在於:對工藝系統設計進行最佳化:
模組式乾法重介質流化床選煤系統將原煤準備、分選、介質淨化回收、供風除塵集成裝配在同一平台,是一種連續操作的煤炭高效乾法選煤系統。其工作原理如下:
(1)流態化分選過程
細粒固體加重質在經均勻布風后的上升氣流的作用下,形成具有似流體特性的氣-固兩相流,入選物料在氣-固兩相流床層中受到流化床層整體密度的浮力作用,從而按照床層密度分層,小於床層密度的物料上浮,大於床層密度的物料下沉,分層後的輕重產物分別通過刮板輸送機構排出,完成分選過程。乾法重介質流化床乾法重介分選機就是運用上述原理對入選物料進行分選,得到精煤和尾煤產品。
(2)分選系統工作過程
系統工藝流程為壓縮空氣通過預布風室和布風板形成均勻分布的上升氣流,並與乾法重介分選機中的加重質作用形成具有一定密度的流化床層。入選原煤經(乾燥)分級(100~6毫米)後通過給料機均勻給入乾法重介分選機內,按流化床層密度分層後的輕、重產物通過排料機構排出。輕產物與重產物分別經脫介篩脫介,得到精煤和尾煤。脫介篩脫除的加重質一部分進入磁選機去除其中的非磁性物(煤粉),另一部分循環使用。循環介質分流量、磁精礦與循環介質的給料量根據乾法重介分選機內流化床層的高度和密度進行調節,實現對流化床層高度和密度的控制。分選系統在工作過程中產生的粉塵,通過引風除塵收集、循環。
(3)乾法重介分選機具有以下突破
突破傳統的濕法選煤理論,創立了濃相高密度氣固流態化乾法分選理論,提出了布風及寬粒級加重質級配原則。開發了兩段複合式大壓降氣體分布器,具有布風均勻、易拆卸、抗堵耐磨等性能;設計了短距回流裝置,使加重質循環量減少了80%;採用寬粒級加重質,主導粒級範圍拓寬了2.5倍,大幅度降低了運行成本。
將新一代乾法重介質流化床乾法重介分選機與相關輔助設備集成化、模組化,研製出模組式乾法重介質流化床選煤系統和設備,處理能力為40~60噸/小時,分選精度(可能偏差E值)為0.05~0.08克/立方厘米,入料粒級為100~6毫米,分選密度可在1.3~2.2克/立方厘米範圍內調節,分選數量效率>90%,噸煤介耗<0.5千克。模組式乾法重介質流化床選煤系統引風量大於供風量,系統呈負壓狀態,除塵系統匹配合理,粉塵小;系統運行平穩,噪音小,符合環保要求。

榮譽表彰

2019年9月29日,《採用乾法重介質分選床的乾法重介分選機及分選裝置》獲2018年河北省專利獎二等獎。

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