CN104984816B - 高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法 - Google Patents

Abstract

高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法，粗煤泥经撒料盘均匀进入流化床筒体内，粗煤泥颗粒按沉降末速的大小逐渐分层，低密度粗煤泥颗粒向上运动进入溢流精矿收集机构从精矿排放管排出成为精矿，高密度粗煤泥颗粒向下运动进入流化床筒体底部，同时，通过放水管道调整流化床筒体内粗煤泥颗粒的浓度，增大粗煤泥颗粒之间的等沉比；控制器控制排矿执行机构自动排矿；变频器控制泵控制进入进水管的水速，调整液固流化床对粗煤泥的分选密度；延长粗煤泥在流化床中的分选时间，强化粗煤泥在整个床层高度上按密度进行分选，对于分选难选和极难选煤泥比传统流化床粗煤泥分选机具有明显优势。

Description

高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法

技术领域

本发明涉及粗煤泥高效分选装置，尤其是高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法。

背景技术

随着我国环境形势的日益严峻，煤炭的高效洁净分选越来越受到重视。随着采煤机械化程度的进一步提高，原煤中细粒煤含量越来越多，浮选柱的推广应用细粒煤的分选粒度上限降低，粗粒煤泥进入浮选尾煤，浮选跑粗。块煤的分选密度随着粒度的下降分选密度逐渐升高，低密度细粒煤炭未经分选直接进入精煤造成精煤的背灰，这样处于重选和浮选之间的粗煤泥未能有效分选。处于重选和浮选粒度交界处的粗煤泥单独分选成为一种必然。液固流化床粗煤泥分选机成为近年来研究的一个重点。流化床本身是个动态平衡的床层，颗粒的干扰沉降末速及颗粒所处的位置与矿粒的密度和粒度有关，还与矿浆浓度等有关。根据相关研究流化床床层上部到床层下部物料的浓度依次增高，由于总的上升水流量是定值，床层浓度越高上升水速相对于颗粒的流动速度越大，床层浓度越低上升水速相对于颗粒的流动速度越小，在平衡床层中某一高度颗粒的沉降速度接近等于该高度上升水流相对于该高度颗粒的流动速度。对于窄粒级粗煤泥密度越大沉降速度越大，所以密度越大颗粒所处位置的浓度越高。越靠近流化床的底流口，密度越低越靠近流化床的溢流口，窄粒级粗煤泥从液固流化床上部到液固流化床下部其密度越来越高。物料进而形成了窄粒级密度从上到下依次分布的床层。粗煤泥从上到下灰分依次升高。当入料进入该床层后低密度物料从溢流排出，高密度物料从底流排出。矿浆浓度越高，干扰沉降速度越小，从干扰沉降等沉比公式可以看出浓度越高，床层表现出的密度越高、颗粒之间的等沉比越大，越有利于颗粒按照密度分选。干扰床内物料的浓度是由上升水速决定的，水速越小矿浆浓度越高。现有的液固流化床粗煤泥分选机都是采用恒定上升水速对粗煤泥进行分选，但是粗煤泥沿流化床高度方向物料密度的分布规律为从下到上粗煤泥的密度逐渐降低。粗煤泥的干扰沉降速度也是从下到上逐渐降低，恒定的上升水速远没有逐渐降低的上升水速更能适应物料的这种分布规律。对难选和极难选粗煤泥现有的分选机分选效果并不十分理想。

专利ZL200720037745.0公开的液固流化床粗煤泥分选分级机，提供了一种利用粗煤泥自身作为介质又能降低粗煤泥灰分的液固流化床粗煤泥分选装置。利用窄粒级物料受到干扰沉降时沉降速度主要与颗粒的密度有关的这一关系，使物料在自身所组成的流化介质中进行分选。但由于液固流化床粗煤泥分选机分选原理的特点，造成入料中高灰细泥对精煤污染严重，即使在入料前采用分级旋流脱泥和选后采用包括旋流器、高频筛和煤泥离心机等脱泥装置，最终的精煤中仍存在一部分高灰细泥，影响分选效果。

鉴于上述原因，现有的粗煤泥分选机的结构需要改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法，使用该装置能够灵活调节流化床不同高度的上升水速，可变的上升水速能够更好地与粗煤泥沿床层高度的密度分布规律适应。延长粗煤泥在流化床中的分选时间，强化粗煤泥在整个床层高度上按密度进行分选，对于分选难选和极难选煤泥比传统流化床粗煤泥分选机具有明显优势。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法，所述高度方向水速可调的液固流化床粗煤泥分选装置，是由流化床筒体、充水箱、布水管、环形水管、进水管、流体分布器、放料阀门、放料管、塞子、放水管道、放水阀门、流量传感器、放水总管、精矿收集机构、精矿排放管、入料井、撒料盘、下料管、连杆、排矿执行机构、压力感应器、控制器构成；流化床筒体外壁由上至下设置至少五组放水管道，流化床筒体下方设置锥形充水箱，充水箱外壁一侧设置放料阀门，充水箱内设置布水管，布水管上方设置喇叭形筛板式流体分布器；流化床筒体上方中心设置入料井，入料井下方设置锥形撒料盘，入料井上方两侧对称设置一对下料管，流化床筒体的溢流口套装设置底部斜置的溢流精矿收集机构，溢流精矿收集机构的低端设置精矿排放管，溢流精矿收集机构上方设置排矿执行机构，流化床筒体内设置通过入料井中心的连杆，连杆上端与排矿执行机构对应设置，流化床筒体内设置压力感应器，压力感应器上端与排矿执行机构之间通过线路设置控制器；

所述每组放水管道由至少两根放水管道均匀分布在流化床筒体外壁同一高度，放水管道的进口设置筛网，放水管道上沿水流方向依次设置放水阀门和流量传感器，放水管道的末端与放水总管对应设置；

所述的布水管由环形水管的外周均匀分布至少两根进水管构成，所述的环形水管上表面设置至少十个出水孔；

充水箱中心与流体分布器中心之间设置放料管，放料管下端设置塞子，所述连杆下端插入放料管与塞子对应设置；

所述的控制器为PID或PLC。

经过洗煤厂前段工序分级的粗煤泥由下料管进入入料井，所述粗煤泥颗粒的粒径符合流化床分选的有效粒径范围，粗煤泥经撒料盘均匀进入流化床筒体内，同时，变频器控制泵控制进入进水管的水速，所述的水速为定值，水进入进水管后经环形水管上表面的孔进入充水箱，再经流体分布器进入流化床筒体形成稳定的上升水流，流化床筒体内粗煤泥颗粒与水混合，由于颗粒的自由沉降速度比较大，粗煤泥颗粒受重力的作用逐渐运动到流化床筒体的下部，随着进料量的增加，流化床筒体下部粗煤泥受相互之间的干扰和上升水流以及重力的作用颗粒之间成干扰沉降状态，随着进料量的增加，流化床筒体中的粗煤泥量逐渐增多，最后在整个流化床筒体中粗煤泥颗粒的沉降都为干扰沉降，粗煤泥颗粒按干扰沉降末速的大小逐渐分层，低密度粗煤泥颗粒向上运动进入溢流精矿收集机构从精矿排放管排出成为精矿，高密度粗煤泥颗粒向下运动进入流化床筒体底部，同时，通过放水管道调整流化床筒体内粗煤泥颗粒的浓度，增大粗煤泥颗粒之间的等沉比；控制器控制排矿执行机构自动排矿；变频器控制泵控制进入进水管的水速，调整液固流化床对粗煤泥的分选密度。

将放水管道的放水阀门打开，小于粗煤泥颗粒流化床分选的有效粒径范围值的高灰细泥顺水流透过进水口的筛网进入放水管道，所述筛网的直径为0.25mm，流量传感器显示流出的水量，经放水总管排出，由于流化床筒体内的水量减少，使流化床筒体中粗煤泥颗粒的浓度沿流化床高度由上向下逐渐增大，颗粒之间等沉比增大，强化粗煤泥颗粒按密度分离；微调放水管道的放水阀门，控制放水量，调整粗煤泥颗粒的浓度，调整粗煤泥颗粒之间的等沉比。

先将PID或PLC控制器的排矿压力值设为定值，压力感应器检测到流化床筒体底层的排矿压力值传输到控制器，控制器将所测的排矿压力值与设定值进行比较，大于或等于设定值时，控制器自动控制排矿执行机构带动连杆向下移动，连杆带动塞子向下脱出放料管，沉降在流化床筒体底部的高密度粗煤泥颗粒沿放料管向下排出成为尾矿；随着排矿的进行所测的排矿压力值小于设定值时，控制器自动控制排矿执行机构带动连杆向上移动，连杆带动塞子向上塞入放料管，排矿结束。

对从精矿排放管排出粒度大于0.25mm的粗煤泥颗粒进行灰分化验，精矿灰分高于需要的灰分值时，变频器控制泵减小进入进水管的水速，流化床筒体内水速变小，粗煤泥颗粒浓度沿流化床高度由上向下逐渐增大，流化床粗煤泥的分选密度降低，排出精矿的灰分降低；低于需要的灰分值时，变频器控制泵的转速增大进入进水管的水速，排出精矿的灰分升高。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明能够通过设置在流化床筒壁上的放水管道沿流化床高度方向逐步降低流化床筒体内上升水流速度，与流化床中粗煤泥的密度沿高度方向上逐渐降低的变化趋势一致，沿流化床高度方向逐级增大粗煤泥颗粒的浓度，扩大粗煤泥颗粒的等沉比强化粗煤泥按密度分层削弱粗煤泥按粒度分层；可变的上升水速更适应粗煤泥颗粒特性沿流化床高度方向的变化规律，放水量的多少以及上升水速的调节值根据精矿和尾矿灰分化验值进行调整。高度方向可调的上升水速更能够适应不同特性粗煤泥的分选，延长粗煤泥在流化床筒体内的分选时间，强化粗煤泥颗粒按密度进行分层。对难选和极难选粗煤泥具有更强的适应性。放水管道上的放水阀门能够放出流化床筒体内未能分选的小于有效分选粒度的高灰细泥，减轻高灰细泥对粗精煤泥的污染降低粗精煤的背灰问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是，总装结构示意图；

图2是，图1中A-A向剖面结构示意图；

图1、2中：流化床筒体1、充水箱2、布水管2-2、环形水管2-22、进水管2-23、流体分布器2-3、放料阀门2-4、放料管2-5、塞子2-6、放水管道3、放水阀门3-2、流量传感器3-3、放水总管3-4、精矿收集机构4、精矿排放管4-2、入料井5、撒料盘6、下料管7、连杆8、排矿执行机构9、压力感应器10、控制器11。

具体实施方式

下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例1

流化床筒体1外壁由上至下设置至少五组放水管道3，流化床筒体1下方设置锥形充水箱2，充水箱2外壁一侧设置放料阀门2-4，充水箱2内设置布水管2-2，布水管2-2上方设置喇叭形筛板式流体分布器2-3；流化床筒体1上方中心设置入料井5，入料井5下方设置锥形撒料盘6，入料井5上方两侧对称设置一对下料管7，流化床筒体1的溢流口套装设置底部斜置的溢流精矿收集机构4，溢流精矿收集机构4的低端设置精矿排放管4-2，溢流精矿收集机构4上方设置排矿执行机构9，流化床筒体1内设置通过入料井5中心的连杆8，连杆8上端与排矿执行机构9对应设置，流化床筒体1内设置压力感应器10，压力感应器10上端与排矿执行机构9之间通过线路设置控制器11；

所述每组放水管道3由至少两根放水管道3均匀分布在流化床筒体1外壁同一高度，放水管道3的进口设置筛网，放水管道3上沿水流方向依次设置放水阀门3-2和流量传感器3-3，放水管道3的末端与放水总管3-4对应设置；

所述的布水管2-2由环形水管2-22的外周均匀分布至少两根进水管2-23构成，所述的环形水管2-22上表面设置至少十个出水孔；

充水箱2中心与流体分布器2-3中心之间设置放料管2-5，放料管2-5下端设置塞子2-6，所述连杆8下端插入放料管2-5与塞子2-6对应设置；

所述的控制器11为PID或PLC。

实施例2

经过洗煤厂前段工序分级的粗煤泥由下料管7进入入料井5，所述粗煤泥颗粒的粒径符合流化床分选的有效粒径范围，粗煤泥经撒料盘6均匀进入流化床筒体1内，同时，变频器控制泵控制进入进水管2-23的水速，所述的水速为定值，水进入进水管2-23后经环形水管2-22上表面的孔进入充水箱2，再经流体分布器2-3进入流化床筒体1形成稳定的上升水流，流化床筒体1内粗煤泥颗粒与水混合，由于颗粒的自由沉降速度比较大，粗煤泥颗粒受重力的作用逐渐运动到流化床筒体1的下部，随着进料量的增加，流化床筒体1下部粗煤泥受相互之间的干扰和上升水流以及重力的作用颗粒之间成干扰沉降状态，随着进料量的增加，流化床筒体1中的粗煤泥量逐渐增多，最后在整个流化床筒体1中粗煤泥颗粒的沉降都为干扰沉降，粗煤泥颗粒按干扰沉降末速的大小逐渐分层，低密度粗煤泥颗粒向上运动进入溢流精矿收集机构4从精矿排放管4-2排出成为精矿，高密度粗煤泥颗粒向下运动进入流化床筒体1底部，同时，通过放水管道3调整流化床筒体1内粗煤泥颗粒的浓度，增大粗煤泥颗粒之间的等沉比；控制器11控制排矿执行机构9自动排矿；变频器控制泵控制进入进水管2-23的水速，调整液固流化床对粗煤泥的分选密度。

实施例3

将放水管道3的放水阀门3-2打开，小于粗煤泥颗粒流化床分选的有效粒径范围值的高灰细泥顺水流透过进水口的筛网进入放水管道3，所述筛网的直径为0.25mm，流量传感器3-3显示流出的水量，经放水总管3-4排出，由于流化床筒体1内的水量减少，使流化床筒体1中粗煤泥颗粒的浓度沿流化床高度由上向下逐渐增大，颗粒之间等沉比增大，强化粗煤泥颗粒按密度分离；微调放水管道3的放水阀门3-2，控制放水量，调整粗煤泥颗粒的浓度，调整粗煤泥颗粒之间的等沉比。

实施例4

先将PID或PLC控制器11的排矿压力值设为定值，压力感应器10检测到流化床筒体1底层的排矿压力值传输到控制器11，控制器11将所测的排矿压力值与设定值进行比较，大于或等于设定值时，控制器11自动控制排矿执行机构9带动连杆8向下移动，连杆8带动塞子2-6向下脱出放料管2-5，沉降在流化床筒体1底部的高密度粗煤泥颗粒沿放料管2-5向下排出成为尾矿；随着排矿的进行所测的排矿压力值小于设定值时，控制器11自动控制排矿执行机构9带动连杆8向上移动，连杆8带动塞子2-6向上塞入放料管2-5，排矿结束。

实施例5

对从精矿排放管4-2排出粒度大于0.25mm的粗煤泥颗粒进行灰分化验，精矿灰分高于需要的灰分值时，变频器控制泵减小进入进水管2-23的水速，流化床筒体1内水速变小，粗煤泥颗粒浓度沿流化床高度由上向下逐渐增大，流化床粗煤泥的分选密度降低，排出精矿的灰分降低；低于需要的灰分值时，变频器控制泵的转速增大进入进水管2-23的水速，排出精矿的灰分升高。

Claims (4)

1.高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法，所述高度方向水速可调的液固流化床粗煤泥分选装置，是由流化床筒体(1)、充水箱(2)、布水管(2-2)、环形水管(2-22)、进水管(2-23)、流体分布器(2-3)、放料阀门(2-4)、放料管(2-5)、塞子(2-6)、放水管道(3)、放水阀门(3-2)、流量传感器(3-3)、放水总管(3-4)、精矿收集机构(4)、精矿排放管(4-2)、入料井(5)、撒料盘(6)、下料管(7)、连杆(8)、排矿执行机构(9)、压力感应器(10)、控制器(11)构成；其特征在于：流化床筒体(1)外壁由上至下设置至少五组放水管道(3)，流化床筒体(1)下方设置锥形充水箱(2)，充水箱(2)外壁一侧设置放料阀门(2-4)，充水箱(2)内设置布水管(2-2)，布水管(2-2)上方设置喇叭形筛板式流体分布器(2-3)；流化床筒体(1)上方中心设置入料井(5)，入料井(5)下方设置锥形撒料盘(6)，入料井(5)上方两侧对称设置一对下料管(7)，流化床筒体(1)的溢流口套装设置底部斜置的溢流精矿收集机构(4)，溢流精矿收集机构(4)的低端设置精矿排放管(4-2)，溢流精矿收集机构(4)上方设置排矿执行机构(9)，流化床筒体(1)内设置通过入料井(5)中心的连杆(8)，连杆(8)上端与排矿执行机构(9)对应设置，流化床筒体(1)内设置压力感应器(10)，压力感应器(10)上端与排矿执行机构(9)之间通过线路设置控制器(11)；

所述每组放水管道(3)由至少两根放水管道(3)均匀分布在流化床筒体(1)外壁同一高度，放水管道(3)的进口设置筛网，放水管道(3)上沿水流方向依次设置放水阀门(3-2)和流量传感器(3-3)，放水管道(3)的末端与放水总管(3-4)对应设置；

所述的布水管(2-2)由环形水管(2-22)的外周均匀分布至少两根进水管(2-23)构成，所述的环形水管(2-22)上表面设置至少十个出水孔；

充水箱(2)中心与流体分布器(2-3)中心之间设置放料管(2-5)，放料管(2-5)下端设置塞子(2-6)，所述连杆(8)下端插入放料管(2-5)与塞子(2-6)对应设置；

所述的控制器(11)为PID或PLC；

操作方法具体步骤如下：

经过洗煤厂前段工序分级的粗煤泥由下料管(7)进入入料井(5)，所述粗煤泥颗粒的粒径符合流化床分选的有效粒径范围，粗煤泥经撒料盘(6)均匀进入流化床筒体(1)内，同时，变频器控制泵控制进入进水管(2-23)的水速，所述的水速为定值，水进入进水管(2-23)后经环形水管(2-22)上表面的孔进入充水箱(2)，再经流体分布器(2-3)进入流化床筒体(1)形成稳定的上升水流，流化床筒体(1)内粗煤泥颗粒与水混合，由于颗粒的自由沉降速度比较大，粗煤泥颗粒受重力的作用逐渐运动到流化床筒体(1)的下部，随着进料量的增加，流化床筒体(1)下部粗煤泥受相互之间的干扰和上升水流以及重力的作用颗粒之间成干扰沉降状态，随着进料量的增加，流化床筒体(1)中的粗煤泥量逐渐增多，最后在整个流化床筒体(1)中粗煤泥颗粒的沉降都为干扰沉降，粗煤泥颗粒按干扰沉降末速的大小逐渐分层，低密度粗煤泥颗粒向上运动进入溢流精矿收集机构(4)从精矿排放管(4-2)排出成为精矿，高密度粗煤泥颗粒向下运动进入流化床筒体(1)底部，同时，通过放水管道(3)调整流化床筒体(1)内粗煤泥颗粒的浓度，增大粗煤泥颗粒之间的等沉比；控制器(11)控制排矿执行机构(9)自动排矿；变频器控制泵控制进入进水管(2-23)的水速，调整液固流化床对粗煤泥的分选密度。

2.根据权利要求1所述的高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法，其特征在于：将放水管道(3)的放水阀门(3-2)打开，小于粗煤泥颗粒流化床分选的有效粒径范围值的高灰细泥顺水流透过进水口的筛网进入放水管道(3)，所述筛网的直径为0.25mm，流量传感器(3-3)显示流出的水量，经放水总管(3-4)排出，由于流化床筒体(1)内的水量减少，使流化床筒体(1)中粗煤泥颗粒的浓度沿流化床高度由上向下逐渐增大，颗粒之间等沉比增大，强化粗煤泥颗粒按密度分离；微调放水管道(3)的放水阀门(3-2)，控制放水量，调整粗煤泥颗粒的浓度，调整粗煤泥颗粒之间的等沉比。

3.根据权利要求1所述的高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法，其特征在于：先将PID或PLC控制器(11)的排矿压力值设为定值，压力感应器(10)检测到流化床筒体(1)底层的排矿压力值传输到控制器(11)，控制器(11)将所测的排矿压力值与设定值进行比较，大于或等于设定值时，控制器(11)自动控制排矿执行机构(9)带动连杆(8)向下移动，连杆(8)带动塞子(2-6)向下脱出放料管(2-5)，沉降在流化床筒体(1)底部的高密度粗煤泥颗粒沿放料管(2-5)向下排出成为尾矿；随着排矿的进行所测的排矿压力值小于设定值时，控制器(11)自动控制排矿执行机构(9)带动连杆(8)向上移动，连杆(8)带动塞子(2-6)向上塞入放料管(2-5)，排矿结束。

4.根据权利要求1所述的高度方向水速可调液固流化床粗煤泥分选装置的操作方法，其特征在于：对从精矿排放管(4-2)排出粒度大于0.25mm的粗煤泥颗粒进行灰分化验，精矿灰分高于需要的灰分值时，变频器控制泵减小进入进水管(2-23)的水速，流化床筒体(1)内水速变小，粗煤泥颗粒浓度沿流化床高度由上向下逐渐增大，流化床粗煤泥的分选密度降低，排出精矿的灰分降低；低于需要的灰分值时，变频器控制泵的转速增大进入进水管(2-23)的水速，排出精矿的灰分升高。