CN105026048B - 原料分选设备和原料分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及原料分选设备以及用于该原料分选设备的方法，并且用于将构成原料的主要成分与杂质分开的设备包括原料供应器、加电装置、静电分选装置和储存装置，其中，原料供应器用于供应原料，加电装置用于使由原料供应器供应的原料带电，静电分选装置用于根据极性来对已通过加电装置带电的原料进行分选，储存装置用于收集被静电分选装置分选并从静电分选装置落下的原料，其中，加电装置包括加电室和加电转子，加电室中具有用于使由原料供应器供应的原料带电的空间，加电转子以可旋转的方式设置在加电室中，以用于用旋转力撞击由原料供应装置供应的原料，因此有效地分离原料例如煤中所含的诸如灰分和硫的杂质。

Description

原料分选设备和原料分选方法

技术领域

本发明涉及一种原料分选设备和一种原料分选方法，并且更具体地，涉及一种能够对原料例如煤中所含的诸如灰分和硫的杂质进行有效地分选的原料分选设备和一种原料分选方法。

背景技术

通常，在钢厂中所使用的煤主要分为用于制造焦炭的煤、用于煤粉喷吹(PCI)到熔炉中的煤以及用于烧结的煤。

在用于制造焦炭的煤的情况下，煤具有以下性质：当煤被间接加热时，煤转变成非常稠(stiff)的液态。煤粉可以通过利用上述相变现象而制成具有块状形状的焦炭。并非所有的煤都会具有上述性质，而是一部分煤会具有上述性质。即，呈液态的煤例如沥青可以被称为烟煤。由于烟煤资源有限，并且供需比较小，因而烟煤会是昂贵的。

焦炭连同铁矿石一起可以顺序地加入熔炉的上部中以产生热量，从而使铁矿石融化。随后，焦炭可以通过熔炉的下部以炉渣的形式放置。在此，将热量供应至熔炉中的方法可以包括通过熔炉的上部放置焦炭的方法以及通过熔炉的下部喷吹煤粉以及热风的方法。在通过熔炉的下部喷吹煤粉以及热风的方法中所使用的煤粉可以被称为“用于煤粉喷吹(PCI)的煤”。由于用于PCI的煤必须在短时间内充分燃烧，因而煤的粉碎程度或煤的发热量会是非常重要的。由于在释放热时产生的废气并没有散发至大气，而是被收集为具有气体形态的加热源，因而可以使用各种各样的煤。

用于烧结的煤可以用于在热量供应至煤粉例如铁矿石时将热量供应至煤粉以产生烧结矿。在烧结过程中，用于烧结的煤可直接燃烧，并且燃烧时所产生的废气可通过烟囱排出至外部。因此，可以使用具有高生热率和低氮含量以减少氮氧化物(NOx)的排放的无烟煤作为用于烧结的煤。

关于从煤中去除构成灰分的矿物质和硫(S)组分的研究已系统地进行了很长时间。然而，具有高分选效率和经济可行性的干分选技术的开发被视为待解决的问题。

湿处理过程例如利用螺旋分选机、跳汰机和重液的比重分选以及利用捕收剂和发泡剂的浮选分选主要用于常规的煤分选过程。在湿处理过程的情况下，用于回收用过的水并且处理废水的附带过程以及用于去除所分选的煤的湿气的脱水及干燥过程是必需的。因此，湿处理过程会是复杂的，并且分选所需的成本会增大。然而，由于煤是廉价的矿物，因而可能有必要开发一种使煤经干燥处理以经济地分选煤的技术。

通过从煤中去除灰分和硫所预期的效果可以包括由于煤灰分的减少而引起的煤的生热率的增大、燃烧的稳定化、发电厂的热效率的增大，以及由于炉渣的减少而引起的用于生产铁的熔炉的生产效率的提高。另外，由于灰分和硫而造成锅炉和熔炉内的磨损和腐蚀会减轻，从而减少维修和维护设备所需的时间，由此提高工作效率。

另外，由于用于去除煤燃烧时所产生的煤灰分和二氧化硫气体的集尘设备或脱硫设施的额外安装过程和操作成本是必需的，因而用于在燃烧之前使煤中的灰分和硫的含量尽可能小的技术是非常重要的。另外，有必要开发一种用于有效地分选煤的灰分和硫组分的技术以解决国内外日益严重的环境污染问题。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种原料分选设备以及一种用于该原料分选设备的方法，该原料分选设备提高了原料的加电效率并减少了使原料带电所需的时间从而提高了原料分选效率。

本发明提供了一种能够容易地去除原料中所含的杂质的原料分选设备以及一种用于该原料分选设备的方法。

本发明提供了一种能够限制或防止环境污染的原料分选设备以及一种用于该原料分选设备的方法。

技术方案

在一个实施方案中，用于将原料分选成构成原料的主要组分以及杂质的原料分选设备包括原料供应单元、加电单元、静电分选单元和分选储存单元，其中，原料供应单元构造成供应原料，加电单元构造成使由原料供应单元供应的原料带电，静电分选单元构造成根据原料的极性来使在加电单元中带电的原料分离，分选储存单元构造成收集在静电分选单元中被分选以落下的原料，其中，加电单元包括加电室和加电转子，加电室在加电单元中提供了使由原料供应单元供应的原料带电的空间，加电转子以可旋转的方式设置在加电室中以通过加电转子的旋转力而对由原料供应单元供应的原料施加撞击。

加电室可以包括加电板和加热器，加电板在加电室中具有倾斜表面，倾斜表面朝向加电室的中心轴线倾斜，加热器构造成加热加电室。

加电转子可以包括旋转轴、驱动器、分配器、至少一个叶片、以及旋转板，其中，驱动器构造成向旋转轴提供旋转力，分配器设置在旋转轴的上方，所述至少一个叶片设置在分配器的下方且所述至少一个叶片径向地连接至旋转轴的外周表面，旋转板设置在叶片的下方并且所述旋转板连接至旋转轴的外周表面。

分配器可以具有圆锥形或多棱锥形。

叶片和旋转板的表面上可以设置有不平坦结构。

静电分选单元可以包括负电极板和正电极板，负电极板在垂直方向上设置，正电极板在垂直方向上设置并分离于负电极板，其中，负电极板和正电极板中的每一者的下部均朝向外侧倾斜。

负电极板和正电极板之间的距离和角度中的至少一者能够被调节。

静电分选单元可以包括一对电极构件以及旋转片，所述一对电极构件彼此间隔开并且所述一对电极构件在垂直方向上设置，旋转片围绕电极构件以垂直地旋转，其中，所述一对电极构件可以具有彼此不同的极性。

旋转片的一侧上可以设置有构造成使附着于旋转片的原料分离的刮具。

静电分选单元可以包括下输送机和上输送机，下输送机包括以履带方式运行的第一带和设置在第一带的内部区域中的第一电极体，上输送机在上方分离于下输送机，上输送机包括以履带方式运行的第二带和第二电极体，第二电极体具有与第一电极体的极性不同的极性并且设置在第二带的内部区域中。

在下输送机中，第一带可以连接至一对下驱动轴以用履带方式运行，第一电极体设置在所述一对下驱动轴之间，并且第一带的内部区域的一侧处可以设置有第一去离子器，并且在上输送机中，第二带连接至一对上驱动轴以用履带方式运行，第二电极体设置在所述一对上驱动轴之间，并且第二带的内部区域的一侧处设置有第二去离子器。

在第一带和第二带中的至少一者的外侧可以设置有刮具。

第一带和第二带中的每一者均可以由导电材料形成。

上输送机可以包括张紧轴，该张紧轴向上举起第二带的返回部以保持第二带的张紧。

上输送机和下输送机可以至少部分地彼此交叠，并且上输送机和下输送机的面向彼此的表面可以设置成彼此平行。

构造成将主要组分与杂质分开并且将主要组分和杂质引导至第一储存部和第二储存部的敞开的上端部的旋转壁可以设置在分隔壁的上端部上，并且旋转壁可以铰接至分隔壁的上端部以旋转至第一储存部或第二储存部的上部区域。

在另一实施方案中，将原料分选成构成原料的主要组分以及杂质的方法包括：准备原料；将原料传送至加电单元以使原料带电；以及允许带电原料落在彼此间隔开的负电极板与正电极板之间，从而分选原料，其中，在原料的加电中，原料与旋转的加电转子碰撞并初步带电，并且由于与加电转子碰撞而散开的原料与加电室的设置成围绕加电转子的内壁碰撞并二次带电。

使原料加电可以包括：加热用于使原料带电的加电单元。

原料可以包括煤，主要组分可以包括碳，并且杂质可以包括灰分和硫中的至少一者。

有利效果

在根据本发明的实施方案的原料分选设备和方法中，原料中所含的杂质可以容易地得到减少。可以通过利用原料中所含的组分的静电极性的不同来分选主要组分以及杂质，以提高在分选过程中所使用的原料的纯度。因此，可以对其中含有大量杂质的廉价且质量较差的原料进行利用以降低制造成本。

另外，由于原料在相对较小的空间中有效地带电，因而设备的整体尺寸可得到减小。另外，当使用输送机式静电分选单元时，可以连续分选大量的原料以提高处理效率和生产率。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方案的原料分选设备的立体图。

图2为示出了根据本发明的一个实施方案的原料分选设备的示意性结构的截面图。

图3为示出了图2中示出的加电单元的结构的视图。

图4为示出了根据本发明的一个实施方案的原料分选设备的使用状态的视图。

图5为示出了根据本发明的一个变化实施方案的原料分选设备的使用状态的视图。

图6为示出了根据本发明的另一变化实施方案的原料分选设备的使用状态的视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施方案。然而，本发明可以以不同的形式实施并且不应被理解为限于本文所述的实施方案。相反，提供这些实施方案以使得本发明将是彻底的且完整的，并且将向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。

本发明涉及一种用于对原料中所含的杂质进行分选的分选设备。该分选设备可以用于通过利用主要组分与杂质的静电极性的差异来对构成原料的主要组分以及杂质进行分选。下文中，用于从炼铁厂中所使用的煤中分选碳颗粒以及硫和灰分颗粒的原料分选设备将被作为示例来描述，其中，碳颗粒为构成煤的主要组分，硫和灰分颗粒为杂质。

图1为根据本发明的一个实施方案的原料分选设备的立体图，图2为示出了根据本发明的一个实施方案的原料分选设备的示意性结构的截面图，并且图3为示出了图2中示出的加电单元的结构的视图。图4为示出了根据本发明的实施方案的原料分选设备的使用状态的视图。

原料分选设备包括用于供应原料的原料供应单元100、用于使由原料供应单元100供应的原料带电的加电单元200、用于根据带电原料的极性而使在加电单元200中带电的原料分离的静电分选单元300、以及用于收集从静电分选单元300落下的原料的分选储存单元400。

例如，原料供应单元100包括用于储存原料例如煤的原料储存单元110和用于使从原料储存单元110排出的原料向加电单元200移动的料斗112。

原料储存单元110储存粉碎至预定尺寸的原料例如煤，并且向料斗排出从原料储存单元110以预定的量供给的原料。

料斗112将从原料储存单元110供给的原料注入加电单元200中，并且原料所移动通过的供给管114设置在料斗112的下端以延伸到加电单元200中。料斗112可以具有倾斜表面使得从原料储存单元110供给的原料平稳地排出到加电单元200中。另外，料斗112可以在内壁上具有带有气旋形状的不平坦结构，使得原料以预定速率均匀地排放到加电单元200中。

加电单元200可以包括加电室210和设置在带电室210中的加电转子220。

加电室210中提供了使从原料供应单元100排出的原料加电的空间。加电室210中设置有加电板212，加电板212具有倾斜表面，该倾斜表面向下逐渐变窄以防止从原料供应单元100排出的原料直接漏到静电分选单元300中。如上所述，加电板212可以与加电室结合为一体或者分离地设置在加电室210中。加电板212可以与加电转子220相碰撞使得带电原料或未带电的原料在由于加电转子220的旋转力而散开时与加电板212的表面碰撞或摩擦并因此带电。因此，加电板212可以由能够使原料例如碳颗粒、灰分颗粒、硫颗粒等带电的材料制成或者可以将所述材料设置为加电板212的表面上的涂覆材料。上述材料可以包括铜、特氟龙(Teflon)等。

在此，加电室210上可以设置有加热器230以提高煤颗粒的加电效率。加热器230可以包括感应线圈或表面加热器。加热器230可以围绕加电室210的外侧以均匀地加热加电室210。加电室210可以通过利用加热器230以约200℃或更低的温度被加热以提高煤颗粒例如碳、硫和灰分的加电效率。

加电转子220设置在加电室210的下部的中央上以对由原料供应单元100供应的原料施加撞击，从而使原料带电，使得原料的碳颗粒和灰分颗粒具有负电荷(-)和正电荷(+)。

加电转子220包括旋转轴222、多个叶片224、旋转板225、分配器226和驱动器228，其中，所述多个叶片224设置在旋转轴222上并且围绕旋转轴222径向地布置、旋转板225设置在叶片224的下部上并连接至旋转轴222、分配器226设置在旋转轴222的上部上、驱动器228向旋转轴222提供旋转力。加电转子220可以以固定的方式设置在支承部214上，支承部214以固定的方式设置成横越加电室210。例如，加电转子220的驱动器228可以固定至支承部214并因此设置在加电室210内。替代性地，加电转子220可以根据加电室210和加电转子220的结构而通过各种方法设置在加电室210内。

旋转轴222相对于加电室210的下部的中央部在垂直方向上设置以通过从驱动器228施加的旋转力而旋转。

叶片224可以径向地连接至旋转轴222的外周表面以与旋转轴222一起旋转。叶片224可以为对从原料供应单元100排出的原料施加撞击以使原料充分带电的单元。因此，叶片224中的每一个均可以具有宽的接触面积以使原料顺利地带电。因此，叶片224可以具有以下形状：具有预定面积的板在垂直方向上设置。根据需要，叶片224可以在垂直于旋转轴222的垂直方向的方向上连接至旋转轴222或者可以倾斜地连接至旋转轴222。另外，叶片224的表面上可以设置有不平坦结构以增大与原料颗粒的接触面积。

旋转板225可以设置在叶片224的下部上。旋转板225可以防止从原料供应单元100排出的原料直接排出到设置在加电单元200下方的静电分选单元300中。另外，像叶片224一样，旋转板225也可以使原料带电。因此，像叶片224一样，旋转板225也可以由能够使原料带电的铜或特氟龙制成。另外，可以在旋转板225的表面上设置用于增大与原料颗粒的接触面积的不平坦结构。

分配器226可以设置在旋转轴222的上部上并且具有圆锥或多棱锥形状。分配器226可以设置在料斗112的原料通过其排出的供给管114的正下方。分配器226可以将通过供给管114排出的原料均匀地分布到叶片224之间限定的空间中。即，当从供给管114排出的原料集中到限定在特定的叶片之间的空间中时，原料颗粒与叶片224之间的碰撞会受到限制从而降低原料颗粒的加电效率。因此，分配器226可以设置在原料通过其排出的供给管114的下部上以将原料平稳地供应到叶片224之间所限定的空间中。在此，当分配器226具有多棱锥形状时，该多棱锥形状可以具有以下表面，所述表面具有与叶片224之间所限定的空间的数目相同的数目。例如，如果设置了8个叶片225，由于叶片225之间限定有八个空间，因而分配器226可具有八角锥形状。

因此，煤颗粒之间的碰撞、煤颗粒与带电材料之间的碰撞、以及煤颗粒与带电材料之间的摩擦及碰撞会在煤颗粒供应到加电转子220中时由于加电转子220的旋转力而出现，以产生负电荷(-)和正电荷(+)。在此，是煤颗粒的主要组分的碳C组分会带有正电荷，而灰分颗粒会带有负电荷。根据使煤颗粒带电的原理，当颗粒与其他颗粒或带电材料碰撞或摩擦时，电子会由于逸出功之差而沿这两种材料的费米能级相同的方向移动。因此，当颗粒在碰撞或摩擦之后彼此分开时，会出现电子的过量或缺失，并且因此，颗粒会具有正电荷(+)或负电荷(-)。

另外，煤颗粒的在加电转子220中带电的一部分以及未带电的煤颗粒会由于加电转子220的旋转力而分散到加电转子220的周围以与带电室210内的加电板212碰撞，而煤颗粒的另一部分会排出至加电室210的外侧，即，静电分选单元300。另外，分散到加电转子220的周围的煤颗粒会反复碰撞并反复分散在加电板212与加电转子220之间以进一步提高通过加电转子220带电的煤颗粒的带电程度并使未带电的煤颗粒带电，从而提高整体的加电效率。因此，煤颗粒在相对较短的路径中的加电效率可以得到提高，并且因此，可以减小设备的整体结构和尺寸。

经过加电单元200的煤颗粒可以排出到设置在加电单元200下方的静电分选单元300中。

静电分选单元300包括分选室310、电极板320a和电极板320b以及电源360，其中，电极板320a和电极板320b在分选室310内彼此间隔开布置，电源360用于将电力供应至电极板320a和电极板320b。

分选室310可以防止在加电单元200中带电的煤颗粒下落并被分选时产生的灰尘。另外，分选室310可以提供带电煤颗粒能够由电极板320a和电极板320b进行分选的空间。

电极板320a和电极板320b可以包括负电极板320a和正电极板320b，负电极板320a用于分离具有正电荷的碳颗粒，正电极板320b用于分离具有负电荷的硫颗粒和灰分。负电极板320a和正电极板320b中的每一者的内侧或一侧上均可以设置有具有预定面积的电极构件322。在此，电极构件322可以设置成各种形状例如格子状。负电极板320a和正电极板320b可以彼此间隔开以面向彼此。例如，负电极板320a和正电极板320b可以设置成使得它们之间的间隔距离向分选室310的外侧的增大。即，负电极板320a和正电极板320b中的每一者均可以倾斜地设置成具有倾斜表面。负电极板320a和正电极板320b可以以它们之间的角度为大约20℃至大约60℃的方式设置。在负电极板320a和正电极板320b中的每一者的上部(或下部)上可以设置有用于调节负电极板320a与正电极板320b之间的角度的角度调节单元(未示出)，以根据从加电单元200排出的煤颗粒的量或煤颗粒的分选效率而在建议的范围内调节负电极板320a与正电极板320b之间的角度。例如，如果落在负电极板320a与正电极板320b之间的煤颗粒的量较大，则负电极板320a与正电极板320b之间的角度可以增大。替代性地，负电极板320a与正电极板320b之间的角度可以减小以提高分选效率。

另外，尽管未示出，但是在负电极板320a和正电极板320b中的每一者上可以设置有振动构件，以使附着于负电极板320a和正电极板320b并且随后被分选的原料落下，从而将所分选的原料排出到分选储存单元400中。在此，振动构件可以间歇地或周期性地操作以使附着于负电极板320a和正电极板320b的原料分离，从而提高分选效率。

电源360将电力供应到电极构件322中。

通过上述部件带电的煤颗粒会落在电极板320a与电极板320b之间，即，负电极板320a与正电极板320b之间，以允许具有正电荷的碳颗粒以及具有负电荷的硫颗粒和灰分朝向具有彼此相反的极性的电极板320a和电极板320b移动，从而分选煤颗粒。

用于储存通过电极板320a和电极板320b分选的煤颗粒的分选储存单元400设置在静电分选单元300的下方。分选储存单元400包括第一储存部410和第二储存部420，第一储存部410设置在负电极板320a的下方以储存具有正电荷的碳颗粒，第二储存部420设置在正电极板320b的下方以储存具有负电荷的硫颗粒和灰分颗粒。另外，分选储存单元400可以包括第三储存部430，第三储存部430设置在第一储存部410与第二储存部420之间以储存在加电单元200中未带电的中间物或者未被电极板320a和电极板320b分选的颗粒。储存在第三储存部430中的颗粒可以通过利用收集单元(未示出)例如传送管、传输带等而传送到原料储存单元110中以通过经过加电单元200和静电分选单元300来再分选所述颗粒。

另外，在储存单元410、储存单元420与储存单元430之间可以设置有用于防止在静电分选单元300中分选的颗粒彼此混合的分离板440。

下文中，将对根据本发明的变化实施例的原料分选设备进行描述。

图5为示出了根据本发明的变化实施方案的原料分选设备的使用状态的视图。

参照图5，根据本发明的变化实施方案的原料分选设备与上述原料分选设备在静电分选单元的结构方面不同。

参照图5，根据变化实施方案的静电分选单元包括旋转片325a和旋转片325b，旋转片325a和旋转片325b围绕图3和图4中示出的电极板320a和电极板320b以及电极构件322以在垂直方向上旋转。即，静电分选单元包括一对电极构件322、以及旋转片325a和旋转片325b，所述一对电极构件322具有彼此不同的极性并且布置在垂直方向上，旋转片325a和旋转片325b围绕电极构件322以在垂直方向上旋转。旋转片325a和旋转片325b具有彼此不同的极性。旋转片325a和旋转片325b可以连接至驱动单元例如带轮或马达以沿着电极构件322的表面旋转，从而对在加电单元200中带电的煤颗粒进行有效地分选。即，当带电煤颗粒附着于电极板320a和电极板320b的表面时，附着于电极板320a和电极板320b的煤颗粒会妨碍从加电单元200连续处理的带电煤颗粒的分选。因此，电极板320a和电极板320b可以用旋转片325a和旋转片325b代替，以使煤颗粒附着的部分后移并且露出并未附着有煤颗粒的分选区域，即，在加电单元200中带电的煤颗粒通过其排出的区域，从而有效地分选煤颗粒。旋转片325a和旋转片325b可以由合成树脂例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酰亚胺(PI)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。旋转片325a和旋转片325b中的每一者均可以具有足以允许电极构件322中产生的电场穿过的厚度。

旋转片325a和旋转片325b中的每一者的一侧、优选地外侧上可以设置有刮具340。刮具340可以设置成接触旋转片325a和旋转片325b中的每一者的表面、优选地沿着旋转片325a和旋转片325b中的每一者的宽度方向接触旋转片325a和旋转片325b中的每一者的表面，从而使附着于旋转片325a和旋转片325b的颗粒分离于旋转片325a和旋转片325b。在此，由于旋转片325a和旋转片325b中的每一者均具有可调节的角度，因而刮具340能够根据旋转片325a和旋转片325b中的每一者的角度沿左/右方向移动。

图6为示出了根据本发明的另一变化实施方案的原料分选设备的使用状态的视图。

参照图6，根据另一变化实施方案的原料分选设备与图5中示出的上述原料分选设备在静电分选单元和分选储存单元的结构和位置方面不同。

静电分选单元500可以用在垂直方向上布置的双输送机形式来实现。静电分选单元500可以为用于对在加电单元200中带电的碳和细颗粒进行静电分选以在输送机之间传送时具有彼此不同的极性的单元。因此，静电分选单元500可以包括下输送机510和上输送机520。在此，所有的下输送机510和上输送机520都可以以履带方式运行。

下输送机510可以为用于对在加电单元200中带正电荷的碳颗粒进行分选的单元。下输送机510设置在带有正电荷和负电荷的原料从其排出的加电单元200的下方。在下输送机510中，第一带514连接至一对下驱动轴512从而以履带方式运行，并且所述一对下驱动轴512之间设置有添加有负(-)极性的第一电极体516。另外，第一带514的内部区域的沿传送碳颗粒的方向的前部区域上设置有第一去离子器518。在此，碳颗粒的传送路径限定于第一带514的上部上，并且第一带514的下部上设置有返回部。另外，第一电极体516可以在第一带514的内部区域中邻近第一带514的传送路径设置，并且第一去离子器518可以在第一带514内设置在第一带514的、移动方向改变的一侧上。在此，第一去离子器可以设置在第一带514的其上设置有返回部的一侧的下部上，以平稳地分选碳颗粒。因此，从加电单元200排出的原料的碳颗粒可以在碳颗粒附着于第一带514的传送路径的状态下传送，并且随后在经过第一去离子器518时在带电状态下释放，并且因此与第一带514分离并排出到分选储存单元600中。

上输送机520可以为用于对在加电单元200中带电的硫颗粒和灰分颗粒进行分选的单元。上输送机520可以设置成在上方分离于下输送机510。在上输送机520中，第二带524连接至一对上驱动轴522从而像下输送机510一样以履带方式运行，并且在第二带524的内部空间中，所述一对上驱动轴522之间设置有添加有正(+)极性的第二电极体526。另外，第二带524的内部区域的沿传送硫颗粒和灰分颗粒的方向的前部区域上设置有第二去离子器528。因此，第二电极体526和第二去离子器528可以在原料传送的方向上依次地设置。在此，硫颗粒和灰分颗粒的传送路径限定于第二带524的下部上，即，面向第一带514的表面上，并且第二带524的上部上设置有返回部。另外，第二电极体526可以在第二带524的内部区域中邻近第二带524的传送路径设置，并且第二去离子器528可以在第二带524内设置在第二带524的移动方向改变的一侧上。在此，第二去离子器可以设置在传送路径的端部，即，传送路径的在返回部开始之前的一部分上，以平稳地分选硫颗粒和灰分颗粒。因此，排出到下输送机510中的原料的在加电单元200中带有负电荷的硫颗粒和灰分颗粒可以沿着第一带514的传送路径传送，并且随后传送到带有正电荷的第二带524的传送路径中并附着于此，并且在经过第二去离子器528时在带电状态下释放，并且因此与第二带524分离并排出到分选储存单元600中。在此，在第二带524的内部区域中可以设置有张紧轴522a以防止第二带524a特别是第二带524的传送路径由于自身重力而垂下。因此，第二带524的返回部可以被向上举起以保持第二带524的张紧。

另外，在第一带514和第二带524的外侧可以分别设置有刮具519和刮具529，以使未排出到分选储存单元600中而留在第一带514和第二带524上的原料分离，从而将所述原料排出到分选储存单元600中。在此，刮具519和刮具529可以设置在第一带513和第二带524的旋转方向上的前侧处，以有效地分离和去除留在第一带514和第二带524上的原料。

另外，优选的是，第一带514和第二带524中的每一者均由导电材料制成，使得第一带514和第二带524由于第一电极体516和第二电极体526的所添加的极性而带有相应的极性。

可以向第一电极体516和第二电极体526中的每一者施加约1KV至约60KV的高压。第一电极体516和第二电极体526中的每一者均可以具有各种形状例如金属丝网形状、棒状，板状等。然而，优选的是，第一电极体516和第二电极体526中的每一者均具有金属丝网形状以提高分选效率。并且，第一电极体516和第二电极体526中的每一者均可以设置有一个或更多个电极体。

第一去离子器518和第二去离子器528可以分别设置在第一带514的端部和第二带524的端部上以使带有相应的极性的碳颗粒、硫颗粒和灰分颗粒呈中性，从而消除颗粒的极性。因此，在加电单元200中分别带电的碳颗粒、硫颗粒和灰分颗粒可以在所述颗粒附着于极性彼此不同的第一带514和第二带524的状态下被传送，并且随后，所述颗粒的表面可以在第一去离子器518和第二去离子器528附近呈中性以去除第一带514和第二带524的附着力。

因此，第一去离子器518和第二去离子器528中的每一者均可以根据下输送机510和上输送机520的布置以及下面将描述的分选储存单元600的位置而在位置上进行各种变化。

下输送机510和上输送机520的布置可以根据碳、硫和灰分颗粒的接触比和矿物学特性而进行各种变化。例如，下输送机510和上输送机520可以布置成平行式、倾斜式或交叉带式。

在变化实施方案中，下输送机和上输送机以彼此平行的方式设置成如图6中所示出的平行式。在此，来自下输送机510的被供应有原料的区域可以设置成不与上输送机520交叠以将原材材料从加电单元200平稳地供应到下输送机510中。

另外，上输送机520的、原料在上输送机520上的传送方向上的前部区域(原料从此处排出至分选储存单元600)，即，上输送机520的端部可以设置成不与下输送机510的端部交叠，使得所分选的细颗粒落到将在下面描述的分选储存单元600中。

分选储存单元600可以为设置在静电分选单元500的前部区域的下方并且附接至下输送机510和上输送机520以分开储存所分选的碳、硫和灰分颗粒的单元。分选储存单元600的内侧被分隔壁630分隔成储存碳颗粒的第一储存部610和储存硫和灰分颗粒的第二储存部620。

第一储存部610和第二储存部620向上敞开以分别储存从下输送机510和上输送机520落下的碳颗粒以及硫和灰分颗粒。因此，第一储存部610可以布置在下输送机510的前部区域的下方，而第二储存部620可以设置在上输送机520的前部区域的下方。在此，用于使碳颗粒以及硫和灰分颗粒分开以引导第一储存部610和第二储存部620的敞开的上端部的旋转壁640设置在分隔壁630的上端部上。旋转壁640可以铰接至分隔壁630的上端部以旋转至第一储存部610或第二储存部620的上部区域。

下文中，将对用于通过利用本发明的原料分选设备来分选原料的方法进行描述。在此，将对用于通过利用作为原料的煤来对作为主要组分的碳颗粒以及作为杂质组分的硫和灰分颗粒进行分选的方法进行描述。

当分选原料的过程开始时，加电单元200的加电转子220以及静电分选单元300的电源360工作。此外，电力可以供应至加热器230中，加热器230需要电源从而以预定的温度例如大约200℃的温度预热加电室210。

在原料储存单元110中所提供的煤以预定的量穿过料斗112和供给管114供给到加电单元200中。在此，在原料储存单元110中所提供的煤可以粉碎至预定尺寸以容易地分选煤。

原料排出至加电室210内的加电转子220的上部。在此，原料通过设置在加电转子220的旋转轴222的上方的分配器226而均匀地供应到叶片224之间的空间中。加电转子220可以以约300rpm至大约5000rpm的速率旋转。排出至加电转子220的上部的煤颗粒会与叶片224和旋转板225碰撞和摩擦，并且随后通过旋转速率而初步带有正电荷和负电荷。与加电转子220的叶片以及旋转板225碰撞的煤颗粒会分散到周围，并且随后在与围绕加电转子的加电板212碰撞和摩擦时二次带电。在此，未通过加电转子220带电的煤颗粒会在与加电板212或其他煤颗粒发生碰撞时带电，并且通过加电转子220带电的煤颗粒会在与加电板212或其他煤颗粒发生碰撞和摩擦时在带电程度上提高。另外，煤颗粒在加电室210内会反复分散和碰撞从而增大加电率。

在加电单元200中带电的煤颗粒排出到静电分选单元300中。带有负电荷的碳颗粒移动至负电极板320a，而带有负电荷的硫和灰分颗粒移动至正电极板320b，并且随后进行分选。

通过负电极板320a所分选的煤颗粒放入第一储存部410中，而通过正电极板320b所分选的硫和灰分颗粒放入第二储存部420中。在此，在加电单元200中未带电的中间物或者未被负电极板320a和正电极板320b分选的颗粒可以放入设置在第一储存部410和第二储存部420之间的第三储存部430中。放入第三储存单元分430中的颗粒可以被再次传送到原料储存单元110中，并且随后通过分选过程而被分选。

如上所述，尽管已参照本发明的优选实施方案对本发明进行了具体图示和描述，但是对本领域的技术人员而言将理解的是，在不背离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，在本发明中可以在形式和细节上做出各种改变。因此，本发明的范围并非通过本发明的详细说明书而是通过所附权利要求而限定的，并且所述范围内的所有差异都将被理解为包括在本发明中。

工业实用性

依据根据本发明的实施方案的原料分选设备及其方法，可以通过利用原料中所含的组分的静电极性的不同来对主要组分以及杂质进行分选，以提高在分选过程中所使用的原料的纯度。因此，可以对其中含有大量杂质的廉价且质量较差的原料进行利用以降低制造成本。

Claims (15)

1.一种用于将原料分选成构成所述原料的主要组分以及杂质的原料分选设备，所述原料分选设备包括：

原料供应单元，所述原料供应单元构造成供应所述原料；

加电单元，所述加电单元构造成使由所述原料供应单元供应的所述原料带电；

静电分选单元，所述静电分选单元构造成根据所述原料的极性来分离在所述加电单元中带电的所述原料；以及

分选储存单元，所述分选储存单元构造成收集在所述静电分选单元中被分选以落下的所述原料，

其中，所述加电单元包括：

加电室，所述加电室在所述加电单元中提供了使由所述原料供应单元供应的所述原料带电的空间；以及

加电转子，所述加电转子以可旋转的方式设置在所述加电室中以通过所述加电转子的旋转力对由所述原料供应单元供应的所述原料施加撞击，

其中所述加电转子包括：

旋转轴；

驱动器，所述驱动器构造成向所述旋转轴提供旋转力；

分配器，所述分配器设置在所述旋转轴的上方；

设置在所述分配器下方的至少一个叶片，所述至少一个叶片径向地连接至所述旋转轴的外周表面；以及

设置在所述叶片下方的旋转板，所述旋转板连接至所述旋转轴的所述外周表面。

2.根据权利要求1所述的原料分选设备，其中，所述加电室包括：

加电板，所述加电板设置在所述加电室中并且在所述加电室中具有倾斜表面，所述倾斜表面朝向所述加电室的中心轴线倾斜并且向下逐渐变窄；以及

加热器，所述加热器构造成加热所述加电室。

3.根据权利要求2所述的原料分选设备，其中，所述分配器为圆锥形或多棱锥形。

4.根据权利要求2所述的原料分选设备，其中，在所述叶片和所述旋转板的表面上设置有不平坦结构。

5.根据权利要求1所述的原料分选设备，其中，所述静电分选单元包括：

负电极板，所述负电极板在垂直方向上设置；以及

正电极板，所述正电极板在垂直方向上设置并分离于所述负电极板，

其中，所述负电极板和所述正电极板中的每一者的下部均朝向外侧倾斜。

6.根据权利要求5所述的原料分选设备，其中，所述负电极板与所述正电极板之间的距离和角度中的至少之一能够被调节。

7.根据权利要求1所述的原料分选设备，其中，所述静电分选单元包括：

彼此间隔开的一对电极构件，所述一对电极构件在垂直方向上设置；以及

围绕所述电极构件并且垂直地旋转的旋转片，

其中，所述一对电极构件具有彼此不同的极性。

8.根据权利要求7所述的原料分选设备，其中，所述旋转片的一侧上设置有构造成使附着于所述旋转片的原料分离的刮具。

9.根据权利要求1所述的原料分选设备，其中，所述静电分选单元包括：

下输送机，所述下输送机包括第一带和第一电极体，所述第一带以履带方式运行，所述第一电极体设置在所述第一带的内部区域中；以及

上输送机，所述上输送机在上方分离于所述下输送机，所述上输送机包括第二带和第二电极体，所述第二带以所述履带方式运行，所述第二电极体具有不同于所述第一电极体的极性的极性并且设置在所述第二带的内部区域中。

10.根据权利要求9所述的原料分选设备，其中，在所述下输送机中，所述第一带连接至一对下驱动轴以用所述履带方式运行，所述第一电极体设置在所述一对下驱动轴之间，并且所述第一带的所述内部区域的一侧处设置有第一去离子器，以及

在所述上输送机中，所述第二带连接至一对上驱动轴以用所述履带方式运行，所述第二电极体设置在所述一对上驱动轴之间，并且所述第二带的所述内部区域的一侧处设置有第二去离子器。

11.根据权利要求10所述的原料分选设备，其中，在所述第一带和所述第二带中的至少之一的外侧设置有刮具。

12.根据权利要求11所述的原料分选设备，其中，所述第一带和所述第二带中的每一者均由导电材料形成。

13.根据权利要求12所述的原料分选设备，其中，所述上输送机包括张紧轴，所述张紧轴向上举起所述第二带的返回部以保持所述第二带的张紧。

14.根据权利要求13所述的原料分选设备，其中，所述上输送机和所述下输送机至少部分地彼此交叠，以及

所述上输送机和所述下输送机的面向彼此的表面设置成彼此平行。

15.根据权利要求14所述的原料分选设备，其中，构造成将所述主要组分与所述杂质分开并且将所述主要组分和所述杂质引导至第一储存部和第二储存部的敞开的上端部的旋转壁设置在分隔壁的上端部上，以及

所述旋转壁铰接至所述分隔壁的所述上端部以旋转至所述第一储存部或所述第二储存部的上部区域。