CN104437909B - 一种适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置和分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置和分选方法，该分选装置包括壳体、旋流筒和鼓风装置，其中该旋流筒的壁面上遍布设置有进风孔，该进风孔的孔径沿该旋流筒顶端向底端方向逐渐减小；该旋流筒将该壳体的内部空间分割成位于该旋流筒内的旋流室和位于该旋流筒外的进风室，该进风室内设置有隔板，该隔板将该进风室分隔成多个与鼓风装置相连通的独立风室。本发明分选装置通过调整各独立风室的风量，使得穿过位于该旋流筒壁面上的进风孔的风速沿旋流筒顶端到底端方向依次增大，从而在该旋流筒的内壁面上形成平稳的气流床层，从而更好地实现细粒物料的按密度分选，使得本发明分选装置能够适用于<6mm级细粒物料的分选。

Description

一种适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置和分选方法

技术领域

本发明涉及一种分选装置，尤其涉及一种适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置，本发明还涉及一种分选方法，属于分选设备和分选方法技术领域。

技术背景

火电厂发电机组燃煤发电会排放出含有大量SO₂气体的烟气，《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)规定，一般地区SO₂的排放浓度须＜100mg/m³，重点地区排放浓度须＜50mg/m³，西部地区排放浓度须＜200mg/m³。电厂要满足排放要求，需采用改建扩建烟气脱硫装置、炉中脱硫、采购低硫煤炭以及炉前脱硫等措施，降低硫的排放浓度；而改建扩建烟气脱硫装置和炉中脱硫需投入大量资金，并会对电厂现有系统的稳定运行造成较大影响，大量购入低硫煤成本较高，这都限制了电厂脱硫脱灰作业的进展。同前几种方式相比，原煤炉前脱硫脱灰技术具有独特优势，它可以增加高硫煤炭的使用量，缓解高灰高硫烟气对设备的腐蚀和磨损、增加SCR催化剂寿命、降低检修费用、降低非停或故障发生几率、增强电厂购煤议价权、提高燃料利用率、减少环境污染。

炉前脱硫脱灰技术分为湿法选煤和干法选煤，湿法选煤方法每选1吨煤需要循环水量约3m³，消耗水量约0.15m³，而我国2/3以上的煤炭资源分布在山西、陕西和内蒙古等中西北部缺水地区，难以采用现行的常规湿法选煤方法。我国的动力煤有相当大的部分为年轻煤种，仅褐煤就占我国总探明储量的13％左右，是未来可以利用的主要能源之一。这些年轻煤种变质程度低，遇水易泥化，同样不宜湿法分选。干法选煤技术不用水，因而省去了庞杂的脱水和煤泥水处理系统，基建投资和运行费用比湿法选煤厂低，而且整个选煤系统的占地面积大大缩小，有效地缓解了工业广场的场地紧张。此外，干法分选不增加煤炭产品水分，对提高煤炭发热量有利。

目前工业应用的干法分选方法主要有空气重介质流化床选煤和复合式风力选煤，分选粒度下限均为6mm。火电厂采用的原煤中细粒含量较大，部分原煤中＜6mm粉煤含量甚至可以超过原煤量的50％，而目前的干法选煤方法对＜6mm粉煤基本无分选作用。因此，亟待开发粉煤的新型干法分选方法，可脱除其60～80％的灰分和50～70％的黄铁矿硫，降低电厂炉后减排压力、减少环境污染，提高电站生产能力、开工率和发电效率，还可以有效解决火电厂粉煤干法分选难题，降低电厂炉后减排压力、提高燃料的利用率，减少环境污染，也为我国干旱缺水地区和易泥化煤炭的分选提供有效方法。

利用离心沉降原理将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物进行分级分离的旋流器在湿法选煤技术中已得到长足应用，如水力旋流器、重介质旋流器等，但这些旋流器的分选性能均有待于提高，为此，研究者们通过对水力旋流器的基本结构进行改造，又相继成功开发了旋流磁选和旋流浮选等形式的复合力场旋流器，但上述旋流器在干法选煤领域的应用却鲜有报道。因此，如何对旋流器的结构进行改进以使其适用于干法分选＜6mm级细粒煤，是本领域尚未解决的技术难题。

发明内容

本发明解决的是现有技术中已实现工业应用的干法选煤技术所存在的无法对＜6mm级细粒煤进行分选的问题，进而提供一种适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置及分选方法。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置，包括：

壳体，为中空的圆筒体，在所述壳体的上部设置有进料口，与所述进料口连通设置有进料管，在所述进料管上设置有空气压缩机；所述进料口的进料方向相对于所述壳体偏心设置；同时所述进风方向水平或者朝下设置，当朝下设置时，所述进风方向与水平面的夹角小于或者等于30°；在所述壳体顶面的中心位置处设置有溢流口，在所述壳体的底面上设置有底流口；

旋流筒，为由顶端向底端逐渐收缩的锥形筒体；所述旋流筒同轴固定设置在所述壳体内且位于所述进料口的下方；所述旋流筒将所述壳体的内部空间分割成两部分，分别为位于所述旋流筒内的旋流室和位于所述旋流筒外的进风室；其中所述旋流室的顶端与所述进料管相连通，底端与所述底流口相连通；

遍布所述旋流筒的壁面设置有进风孔，沿所述旋流筒顶端向底端方向上分布的所述进风孔的孔径逐渐减小；

在所述进风室内设置有隔板，所述隔板将所述进风室分隔成多个沿所述壳体轴向依次排列的独立风室，与每个所述独立风室连通设置有单独的送风管道，每个所述送风管道与鼓风装置相连通。

所述旋流筒顶端的最大直径与底端的最小直径之比为1∶(0.2～0.9)；所述旋流筒的长度与所述最小直径的比为(15～5)∶1。

沿所述旋流筒顶端向底端方向上分布的所述进风孔的最大孔径为6～13mm，最小孔径为1～3mm；每平方厘米所述旋流筒壁面上的进风孔的面积为0.2～0.7平方厘米。

在所述进风室内设置有2个隔板，所述隔板垂直于所述旋流筒的轴向设置，所述2个隔板将所述进风室分隔成3个沿所述壳体轴向排列的独立风室，沿所述壳体的顶端至底端方向上的3个所述独立风室的长度之比为(1～1.5)∶(1～1.5)∶1。

在每个所述独立风室内垂直于所述隔板还设置有挡板，所述挡板将每个所述独立风室分隔为体积相等的两部分，与每部分所述独立风室连通设置有单独的所述送风管道。

与每个所述送风管道还连通设置有脉冲送气装置。

在所述壳体上部且位于所述旋流筒的上方设置有进料腔，所述进料腔与所述旋流筒的长度之比为1∶(2～5)；所述进料管与所述进料腔的侧壁相连通，所述溢流口设置在所述进料腔的顶部；贯穿所述溢流口设置有溢流管，所述溢流管的底端位于所述壳体内且延伸至所述旋流筒的上方。

所述干法脉冲旋流分选装置还包括振动装置，所述振动装置与所述壳体相连接。

一种使用所述干法脉冲旋流分选装置对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，包括：

(a)所述鼓风装置通过各个所述送风管道向每个所述独立风室内送风，沿所述旋流筒顶端到底端方向依次排列的所述独立风室的单位面积旋流筒对应的送风量依次增大；

(b)将细粒物料和压缩空气送入所述进料管内，所述压缩空气与所述细粒物料形成气固混合物，所述气固混合物进入所述旋流室内进行分离，分离出的小密度物料由所述溢流口排出，大密度物料由所述底流口排出。

步骤(a)中，所述独立风室为3个沿所述旋流筒轴向排列的独立风室。

步骤(b)中所述气固混合物进入所述旋流室内进行分离时，利用振动装置带动所述壳体进行振动。

步骤(b)中所述气固混合物进入所述旋流室内进行分离时，利用与每个所述送风管道连通设置的脉冲送气装置向各个所述独立风室内输送脉冲气流。

本发明所述干法脉冲旋流分选装置限定所述进料口的进料方向相对于所述壳体偏心设置，是指所述进料方向不经过所述壳体的轴向中心线。

本发明所述对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，在步骤(a)中限定沿所述旋流筒顶端到底端方向依次排列的所述独立风室的单位面积旋流筒对应的送风量依次增大，其中单位面积旋流筒对应的送风量，指的是穿过单位面积旋流筒壁面上的进风孔的风量这是因为，当细粒物料在旋流室内进行分离时，细粒物料在其自身重力及旋流所产生的离心力的双重作用下，使得越靠近旋流室底部的细粒物料就越紧贴在旋流筒的内壁上，这样不利于细粒物料间的分选，本发明通过调整各独立风室的送风量，使得穿过位于旋流筒壁面上的进风孔的风速沿旋流筒顶端到底端方向依次增大，从而在所述旋流筒的内壁面上形成一个较为平稳的气流床层。此外，本发明所述分选方法在步骤(b)中限定所述压缩空气的通入速度为1～100m/h，以确保细粒物料能够以一定的初速度进入旋流筒内，进而在自身重力作用下沿着锥形旋流筒的内壁面作向下的螺旋运动。

与现有技术中的干法分选装置相比，本发明所述适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置具有如下优点：

(1)本发明所述适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置通过在所述壳体的上部设置进料口，所述进料口的进料方向相对于所述壳体偏心设置，且所述进料方向与所述壳体的径向平面的夹角α为0～30°，同时限定了与所述进料口连通设置有进料管，在所述进料管上设置有空气压缩机，并将旋流筒设置为由顶端向底端逐渐收缩的锥形筒体；如此可使细粒物料与压缩空气一起沿着旋流筒的内壁形成一个向下的外旋流，随着流动半径的减小，流体的静压力逐渐降低，流体的静压能除了弥补耗散损失外，一部分将转化为流体的动能，使得流体的三维合速度不断增大，而在流体向下流动到底流口附近时，由于底流口的排放能力有限使得部分外旋流转变为向上流动的内旋流，从而在旋流室的轴向中心线附近形成一个具有一定真空度的低压区，所述低压区的存在使得后续进料中的压缩空气不断向所述旋流室的中央聚集，同时也将旋流分选装置外部的空气通过底流口和溢流口被吸入，从而在旋流室的中央形成一个空气柱，那么细粒物料在其旋转所产生的离心力及物料间的密度差的双重作用下，在旋流筒的内壁面上形成具有一定厚度的物料床层，其中大密度物料比小密度物料更趋向于接近该内壁面，所述空气柱的存在使得小密度物料进入内旋流而从溢流口流出，大密度物料会随着外旋流从底流口流出，由此实现细粒物料的按密度分选。

并且，本发明所述适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置进一步在所述旋流筒的壁面设置进风孔，所述进风孔的孔径沿所述旋流筒顶端向底端方向上逐渐减小；同时在所述进风室内设置有隔板，所述隔板将所述进风室分隔成多个沿所述旋流筒轴向依次排列的独立风室，与每个所述独立风室连通设置有单独的送风管道，每个所述送风管道与鼓风装置相连通；本发明如此设置进风孔和独立风室的原因在于，在重力的作用下，旋流筒内壁面上形成的物料床层中的物料颗粒由上到下会逐渐增大，本发明通过调整各独立风室的送风量，可以使得穿过位于旋流筒壁面上的进风孔的风速沿旋流筒顶端到底端方向依次增大，从而在所述旋流筒的内壁面上形成一个较为平稳的气流床层，该气流床层会对物料床层产生阻碍其附着在旋流筒内壁面上的松散作用，在此条件下，物料床层中的细粒会按照其自身的特性，如细粒的粒度、密度和形状等在旋流室的径向彼此作相对运动，从而完成松散-悬浮-紧密这一周期性分层过程，细粒物料沿旋流室的轴向经多次反复分选作用后，分层效果逐步完善，使得细粒物料中的大密度物料更接近于所述内壁面，小密度物料更远离所述内壁面，从而更好地实现细粒物料的按密度分选，使得本发明所述的干法脉冲旋流分选装置能够适用于＜6mm级细粒物料的分选。

(2)本发明所述适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置在倾斜放置时，位于旋流筒两侧内壁面上的物料会出现受力不一致的现象，本发明通过在每个所述独立风室内垂直于所述隔板还设置有挡板，所述挡板将每个所述独立风室分隔为体积相等的两部分，与每部分所述独立风室连通设置有单独的所述送风管道，便可有效避免上述现象的产生，如此可使本发明所述干法脉冲旋流分选装置能够适用于多种运行环境，具有普适性。

(3)本发明所述适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置通过将振动装置与所述壳体相连接，用于向进入旋流室的由细粒物料与压缩空气组成的气固混合物提供振动能量，这样可使该气固混合物在作旋转运动的同时还进行振动，从而强化了本发明所述干法脉冲旋流分选装置的分选作用。

(4)本发明所述适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置在与每个所述送风管道还连通设置有脉冲送气装置，用于向进风室提供具有一定脉动周期的脉冲气流，从而更有效地调整各独立风室的送风量，以确保在旋流筒的内壁面上形成平稳的气流床层，更好地有利于实现对细粒物料的按密度分选。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例2-3所述的适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置的剖面结构示意图。

其中，附图标记如下所示：

1-壳体；2-进料口；3-进料管；4-空气压缩机；5-溢流口；6-底流口；7-旋流筒；8-旋流室；9-独立风室；10-进风孔；11-隔板；12-送风管道；13-鼓风装置；15-进料腔；16-溢流管；17-振动装置；α-进料口的进料方向与壳体的径向平面的夹角。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明提供的适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置及分选方法进行详细说明。

实施例1

本实施例所述的适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置，如图1所示，包括壳体1、旋流筒7和鼓风装置13，其中：

壳体1为中空的圆筒体，在所述壳体1的上部设置有进料口2，与所述进料口2连通设置有进料管3，在所述进料管3上设置有空气压缩机4；所述进料口2的进料方向相对于所述壳体1偏心设置，且所述进料方向朝下设置，所述进料方向与所述壳体1的径向平面的夹角α为30°；在所述壳体1顶面的中心位置处设置有溢流口5，在所述壳体1的底面上设置有底流口6；

旋流筒7为由顶端向底端逐渐收缩的锥形筒体，所述旋流筒7顶端的最大直径与底端的最小直径之比为1∶0.2，所述旋流筒7的长度与所述最小直径的比为5∶1；所述旋流筒7同轴固定设置在所述壳体1内且位于所述进料口2的下方；所述旋流筒7将所述壳体1的内部空间分割成两部分，分别为位于所述旋流筒7内的旋流室8和位于所述旋流筒7外的进风室；其中所述旋流室8的顶端与所述进料管3相连通，底端与所述底流口6相连通；

遍布所述旋流筒7的壁面设置有进风孔10，沿所述旋流筒7顶端向底端方向上分布的所述进风孔10的孔径逐渐减小；沿所述旋流筒7顶端向底端方向上分布的所述进风孔10的最大孔径为13mm，最小孔径为1mm；在每平方厘米的所述旋流筒7的壁面上的进风孔10的面积为0.2平方厘米；

在所述进风室内设置有隔板11，所述隔板11将所述进风室分隔成3个沿所述壳体1轴向依次排列的独立风室9，沿所述旋流筒7的顶端至底端方向上的3个所述独立风室9的长度之比为1∶1∶1；与每个所述独立风室9连通设置有单独的送风管道12，每个所述送风管道12与鼓风装置13相连通。

使用本实施例所述干法脉冲旋流分选装置对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，包括：

(a)所述鼓风装置13通过所述送风管道12向每个所述独立风室9内送风，沿所述旋流筒7顶端到底端方向依次排列的所述独立风室9的单位平方米面积旋流筒对应的送风量依次增大，依次为0.5m³/s、10m³/s、35m³/s；

(b)将细粒物料和压缩空气送入所述进料管3内，所述压缩空气与所述细粒物料形成气固混合物，所述气固混合物进入所述旋流室内进行分离，分离出的小密度物料由所述溢流口排出，大密度物料由所述底流口排出。

实施例2

本实施例所述的适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置，如图2所示，包括壳体1、旋流筒7、进料腔15和鼓风装置13，其中：

壳体1为中空的圆筒体，在所述壳体1的上部设置有进料口2，与所述进料口2连通设置有进料管3，在所述进料管3上设置有空气压缩机4；所述进料口2的进料方向相对于所述壳体1偏心设置，且所述进料方向水平设置，与所述壳体1的径向平面的夹角α为0°；在所述壳体1顶面的中心位置处设置有溢流口5，在所述壳体1的底面上设置有底流口6；

旋流筒7为由顶端向底端逐渐收缩的锥形筒体，所述旋流筒7顶端的最大直径与底端的最小直径之比为1∶0.9，所述旋流筒7的长度与所述最小直径的比为15∶1；所述旋流筒7同轴固定设置在所述壳体1内且位于所述进料口2的下方；所述旋流筒7将所述壳体1的内部空间分割成两部分，分别为位于所述旋流筒7内的旋流室8和位于所述旋流筒7外的进风室；其中所述旋流室8的顶端与所述进料管3相连通，底端与所述底流口6相连通；

在所述壳体1上部且位于所述旋流筒7的上方设置有进料腔15，所述进料腔15与所述旋流筒7的长度之比为1∶2；所述进料管3与所述进料腔15的侧壁相连通，所述溢流口5设置在所述进料腔15的顶部；贯穿所述溢流口5设置有溢流管16，所述溢流管16的底端位于所述壳体1内且延伸至所述旋流筒7的上方；

遍布所述旋流筒7的壁面设置有进风孔10，沿所述旋流筒7顶端向底端方向上分布的所述进风孔10的孔径逐渐减小；沿所述旋流筒7顶端向底端方向上分布的所述进风孔10的最大孔径为6mm，最小孔径为3mm；在每平方厘米的所述旋流筒7的壁面上的进风孔10的面积为0.7平方厘米；

在所述进风室内设置有2个隔板11，每个所述隔板11垂直于所述旋流筒7的轴向设置，所述2个隔板11将所述进风室分隔成3个沿所述旋流筒7轴向依次排列的独立风室9，沿所述旋流筒7的顶端至底端方向上的3个所述独立风室9的长度之比为1.5∶1∶1；在本实施例中，在每个所述独立风室9内垂直于所述隔板11还设置有挡板，所述挡板将每个所述独立风室9分隔为体积相等的两部分，与每部分所述独立风室9连通设置有单独的所述送风管道12，每个所述送风管道12与鼓风装置13相连通，与每个所述送风管道12还连通设置有脉冲送气装置；此外，本实施例所述干法脉冲旋流分选装置还包括振动装置17，所述振动装置17与所述壳体1相连接。

使用本实施例所述干法脉冲旋流分选装置对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，包括：

(a)所述鼓风装置13通过所述送风管道12向每个所述独立风室9内送风，其中，当本实施例所述干法脉冲旋流分选装置竖直放置时，每个所述独立风室9由挡板分隔而成的两部分内的送风量相等，且沿所述旋流筒7的顶端到底端方向排列的3个所述独立风室9的单位平方米面积旋流筒对应的送风量依次为0.1m³/s、10m³/s、35m³/s；当本实施例所述干法脉冲旋流分选装置为倾斜放置时，在每个所述独立风室9由挡板分隔而成的两部分中，位于倾斜方向下方部分的单位面积旋流筒对应的送风量为上方部分的1.2倍，其中，沿所述旋流筒7顶端到底端方向上排列的3个所述独立风室9的上方部分单位平方米旋流筒面积对应的送风量仍旧依次为0.1m³/s、10m³/s、35m³/s；

(b)将细粒物料和压缩空气送入所述进料管3内，所述压缩空气与所述细粒物料形成气固混合物，所述气固混合物进入所述旋流室内，同时利用振动装置17为所述气固混合物提供振动能量，利用所述脉冲送气装置向各个所述独立风室9内输送脉冲气流，从而实现对所述细粒物料的按密度分选，分离出的小密度物料由所述溢流口排出，大密度物料由所述底流口排出。

实施例3

本实施例所述的适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置，如图2所示，包括壳体1、旋流筒7、进料腔15和鼓风装置13，其中：

壳体1为中空的圆筒体，在所述壳体1的上部设置有进料口2，与所述进料口2连通设置有进料管3，在所述进料管3上设置有空气压缩机4；所述进料口2的进料方向相对于所述壳体1偏心设置，且所述进料方向与所述壳体1的径向平面的夹角α为15°；在所述壳体1顶面的中心位置处设置有溢流口5，在所述壳体1的底面上设置有底流口6；

旋流筒7为由顶端向底端逐渐收缩的锥形筒体，所述旋流筒7顶端的最大直径与底端的最小直径之比为1∶0.55，所述旋流筒7的长度与所述最小直径的比为10∶1；所述旋流筒7同轴固定设置在所述壳体1内且位于所述进料口2的下方；所述旋流筒7将所述壳体1的内部空间分割成两部分，分别为位于所述旋流筒7内的旋流室8和位于所述旋流筒7外的进风室；其中所述旋流室8的顶端与所述进料管3相连通，底端与所述底流口6相连通；

在所述壳体1上部且位于所述旋流筒7的上方设置有进料腔15，所述进料腔15与所述旋流筒7的长度之比为1∶5；所述进料管3与所述进料腔15的侧壁相连通，所述溢流口5设置在所述进料腔15的顶部；贯穿所述溢流口5设置有溢流管16，所述溢流管16的底端位于所述壳体1内且延伸至所述旋流筒7的上方；

遍布所述旋流筒7的壁面设置有进风孔10，沿所述旋流筒7顶端向底端方向上分布的所述进风孔10的孔径逐渐减小；沿所述旋流筒7顶端向底端方向上分布的所述进风孔10的最大孔径为9.5mm，最小孔径为2mm；在每平方厘米的所述旋流筒7的壁面上的进风孔10的面积为0.45平方厘米；

在所述进风室内设置有2个隔板11，每个所述隔板11垂直于所述旋流筒7的轴向设置，所述2个隔板11将所述进风室分隔成3个沿所述旋流筒7轴向依次排列的独立风室9，沿所述旋流筒7的顶端至底端方向上的3个所述独立风室9的长度之比为1∶1.5∶1；在本实施例中，在每个所述独立风室9内垂直于所述隔板11还设置有挡板，所述挡板将每个所述独立风室9分隔为体积相等的两部分，与每部分所述独立风室9连通设置有单独的所述送风管道12，每个所述送风管道12与鼓风装置13相连通，与每个所述送风管道12还连通设置有脉冲送气装置；此外，本实施例所述干法脉冲旋流分选装置还包括振动装置17，所述振动装置17与所述壳体1相连接。

使用本实施例所述干法脉冲旋流分选装置对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，包括：

(a)所述鼓风装置13通过所述送风管道12向每个所述独立风室9内送风，其中，当本实施例所述干法脉冲旋流分选装置竖直放置时，每个所述独立风室9由挡板分隔而成的两部分内的单位面积旋流筒对应的送风量相等，沿所述旋流筒7的顶端到底端方向排列的3个所述独立风室9的单位平方米面积旋流筒对应的送风量依次为1m³/s、15m³/s、30m³/s；当本实施例所述干法脉冲旋流分选装置为倾斜放置时，在每个所述独立风室9由挡板分隔而成的两部分中，位于倾斜方向下方部分的单位面积旋流筒对应的送风量为上方部分的1.1倍，其中，沿所述旋流筒7顶端到底端方向上排列的3个所述独立风室9的上方部分单位平方米旋流筒面积对应的送风量仍旧依次为1m³/s、15m³/s、30m³/s；

(b)将细粒物料和压缩空气送入所述进料管3内，所述压缩空气与所述细粒物料形成气固混合物，所述气固混合物进入所述旋流室内，同时利用振动装置17为所述气固混合物提供振动能量，利用所述脉冲送气装置向各个所述独立风室9内输送脉冲气流，从而实现对所述细粒物料的按密度分选，分离出的小密度物料由所述溢流口排出，大密度物料由所述底流口排出。

需要说明的是，在实际应用过程中，上述实施例中所述的旋流筒7的实际尺寸可以根据处理量的不同而分别设置，上述实施例中使用方法步骤(b)中涉及到的压缩空气送入所述进料管3时的通入速度可以根据旋流筒7的实际尺寸不同而进行调整，优选压缩空气的通入速度为1～100m/h。

利用上述实施例1-3中所述的干法脉冲旋流分选装置对电厂原煤进行分选，所述电厂原煤为粒径范围＜6mm的精煤粉与矸石粉的混合物，其中精煤粉的含量占电厂原煤含量的40～80％；在分选时，密度较大的矸石粉由所述底流口排出，密度较小的精煤粉则由溢流口溢出；上述实施例1-3中所述的干法脉冲旋流分选装置对精煤粉的分选效率可达80～85％；即电厂原煤中80～85％的精煤都可以被分选出来。因此，本发明所述的干法脉冲旋流分选装置在用于＜6mm级细粒物料的分选时，具有非常优异的分选效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种适用于细粒物料的干法脉冲旋流分选装置，包括：

壳体(1)，为中空的圆筒体，在所述壳体(1)的上部设置有进料口(2)，与所述进料口(2)连通设置有进料管(3)，在所述进料管(3)上设置有空气压缩机(4)；所述进料口(2)的进料方向相对于所述壳体(1)偏心设置；同时进风方向水平或者朝下设置，当朝下设置时，所述进风方向与水平面的夹角小于或者等于30°；在所述壳体(1)顶面的中心位置处设置有溢流口(5)，在所述壳体(1)的底面上设置有底流口(6)；

旋流筒(7)，为由顶端向底端逐渐收缩的锥形筒体；所述旋流筒(7)同轴固定设置在所述壳体(1)内且位于所述进料口(2)的下方；所述旋流筒(7)将所述壳体(1)的内部空间分割成两部分，分别为位于所述旋流筒(7)内的旋流室(8)和位于所述旋流筒(7)外的进风室；其中所述旋流室(8)的顶端与所述进料管(3)相连通，底端与所述底流口(6)相连通；

其特征在于，

遍布所述旋流筒(7)的壁面设置有进风孔(10)，沿所述旋流筒(7)顶端向底端方向上分布的所述进风孔(10)的孔径逐渐减小；

在所述进风室内设置有隔板(11)，所述隔板(11)将所述进风室分隔成多个沿所述壳体(1)轴向依次排列的独立风室(9)，与每个所述独立风室(9)连通设置有单独的送风管道(12)，每个所述送风管道(12)与鼓风装置(13)相连通。

2.如权利要求1所述的干法脉冲旋流分选装置，其特征在于，所述旋流筒(7)顶端的最大直径与底端的最小直径之比为1：(0.2～0.9)；所述旋流筒(7)的长度与所述最小直径的比为(15～5)：1。

3.如权利要求1所述的干法脉冲旋流分选装置，其特征在于，沿所述旋流筒(7)顶端向底端方向上分布的所述进风孔(10)的最大孔径为6～13mm，最小孔径为1～3mm；每平方厘米所述旋流筒(7)壁面上的进风孔(10)的面积为0.2～0.7平方厘米。

4.如权利要求1-3任一所述的干法脉冲旋流分选装置，其特征在于，在所述进风室内设置有2个隔板(11)，所述隔板(11)垂直于所述旋流筒(7)的轴向设置，所述2个隔板(11)将所述进风室分隔成3个沿所述壳体轴向排列的独立风室(9)，沿所述壳体(1)的顶端至底端方向上的3个所述独立风室(9)的长度之比为(1～1.5):(1～1.5):1。

5.如权利要求4所述的干法脉冲旋流分选装置，其特征在于，在每个所述独立风室(9)内垂直于所述隔板(11)还设置有挡板，所述挡板将每个所述独立风室(9)分隔为体积相等的两部分，与每部分所述独立风室(9)连通设置有单独的所述送风管道(12)。

6.如权利要求5所述的干法脉冲旋流分选装置，其特征在于，与每个所述送风管道(12)还连通设置有脉冲送气装置。

7.如权利要求1-3任一所述的干法脉冲旋流分选装置，其特征在于，在所述壳体(1)上部且位于所述旋流筒(7)的上方设置有进料腔(15)，所述进料腔(15)与所述旋流筒(7)的长度之比为1：(2～5)；所述进料管(3)与所述进料腔(15)的侧壁相连通，所述溢流口(5)设置在所述进料腔(15)的顶部；贯穿所述溢流口(5)设置有溢流管(16)，所述溢流管(16)的底端位于所述壳体(1)内且延伸至所述旋流筒(7)的上方。

8.如权利要求1、2、3、5或6所述的干法脉冲旋流分选装置，其特征在于，所述干法脉冲旋流分选装置还包括振动装置(17)，所述振动装置(17)与所述壳体(1)相连接。

9.一种使用权利要求1-3任一项所述干法脉冲旋流分选装置对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，包括：

(a)所述鼓风装置(13)通过各个所述送风管道(12)向每个所述独立风室(9)内送风，沿所述旋流筒(7)顶端到底端方向依次排列的所述独立风室(9)的单位面积旋流筒对应的送风量依次增大；

(b)将细粒物料和压缩空气送入所述进料管(3)内，所述压缩空气与所述细粒物料形成气固混合物，所述气固混合物进入所述旋流室(8)内进行分离，分离出的小密度物料由所述溢流口(5)排出，大密度物料由所述底流口(6)排出。

10.根据权利要求9所述的对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述独立风室为3个沿所述旋流筒(7)轴向排列的独立风室(9)。

11.根据权利要求9所述的对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，其特征在于，步骤(b)中所述气固混合物进入所述旋流室(8)内进行分离时，利用振动装置(17)带动所述壳体进行振动。

12.根据权利要求9-11任一所述的对细粒物料进行干法脉冲旋流分选的方法，其特征在于，步骤(b)中所述气固混合物进入所述旋流室(8)内进行分离时，利用与每个所述送风管道(12)连通设置的脉冲送气装置向各个所述独立风室(9)内输送脉冲气流。