CN105435951A - 粗煤泥分选机 - Google Patents

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陈文武
常晓华
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张鹏
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Abstract

本发明涉及煤矿用洗煤选煤设备，具体为一种用来洗选1/3焦煤的粗煤泥分选机，包括柱形槽体，所述柱形槽体的顶部边缘设置溢流槽，所述溢流槽衔接溢流口；所述柱形槽体的顶部安装入料井，所述入料井内安装气动执行器控制进料；所述柱形槽体内底部设置一布满冲孔的紊流板，所述柱形槽体底部位于紊流板下方开设上升水流管口和安装底流排放阀；所述柱形槽体内安装两个用于检测床层实际分选密度的压差密度探头，所述压差密度探头传输信号至PID控制器，所述气动执行器和底流排放阀均由PID控制器控制。本发明设计合理，粗煤泥分选机相比较其他粗煤泥分选设备，可以更加准确的控制分选密度，分选精度更高。

Description

粗煤泥分选机
技术领域
本发明涉及煤矿用洗煤选煤设备，具体为一种应用于入洗原煤中煤泥的分选机。
背景技术
大同煤矿集团（以下简称同煤集团）同忻选煤厂位于同忻矿井工业场地内的东北侧，入洗原煤全部来自同忻矿井。同忻选煤厂为矿井型选煤厂，为配合同煤集团开发新产品的发展思路，依据同煤集团煤质中心关于同忻开发1/3焦煤产品的相关报告，同忻煤炭分类为1/3焦煤，为提高同忻煤炭资源的经济价值，同忻1/3焦煤经过洗选加工以后可以作为炼焦配煤，大大增加同忻原煤的附加值，大幅提高经济效益，因此，新增600万吨洗选系统按1/3焦煤进行设计。
由于资金短缺、煤炭入洗比例小，对精煤灰分要求不高等原因，我国起初对粗煤泥分选的重视程度不够，大多数选煤厂直接将其掺入精煤产品销售。随着选煤行业的不断发展和用户对商品煤灰分要求的不断提高，大部分粗煤泥不能直接掺入精煤而只能掺入中煤，影响产量，降低经济效益；随着机械化采煤程度的提高，入洗原煤中的煤泥含量逐渐增多，解决粗煤泥分选的问题更加迫切，对动力煤选煤厂而言，更是可以根据煤质情况，合理控制粗煤泥回收情况，分选出低灰精煤，保证商品煤质量，保证回收率。
目前我国常用的粗煤泥的分选设备主要有煤泥重介旋流器、水介质旋流器、煤泥沉降干扰床和螺旋分选机等。
1、煤泥重介旋流器
采用预先脱泥有压两段两产品重介旋流器分选工艺时，煤泥重介旋流器的重介系统须单独设置，而小直径煤泥重介旋流器对介质的粒度要求十分严格，常规粒度的磁铁矿粉很难保证工艺效果需采用超细磁铁矿粉，此类介质在市场上较难购买，且价格昂贵。而选煤厂自身增加介质磨矿系统，又会增加投资和运行成本，且超细重介质的回收利用也十分困难。国内某些企业将煤泥重介旋流器与大直径无压不脱泥重介旋流器组合使用，可不单独设置煤泥重介系统，系统简化，但实际分选效果较差，存在分选密度较难控制、磁铁粉在煤泥旋流器中分级和浓缩，介耗高等问题。
2、水介质旋流器
水介旋流器采用水作为介质，无介耗，适合低密度分选，但分选精度较煤泥重介旋流器和TSS煤泥分选机低，通常需要再洗分选或与螺旋分选机组合使用提高分选精度。
3、螺旋分选机
螺旋分选机是依靠重力进行分选的粗煤泥分选设备，本身无动力消耗，适用于高密度、粒级范围宽的物料分选。为保证1/3焦煤灰分在10%以下，同忻选煤厂粗煤泥分选密度应控制在1.6g/cm3左右，且螺旋分选机分选精度较低，不适合用来洗选1/3焦煤。
4、粗煤泥干扰床分选机
煤泥干扰沉降床是近几年发展起来的一种依靠上升稳压水流进行分选的设备，该设备适合低密度分选，分选精度较高。其分选效果与颗粒粒度大小和范围直接相关，当物料上下限比为4:1时，设备会呈现最佳的运行效果，建议入料上下限为1-0.25mm或者0.5-0.15mm。目前有多种形式的煤泥干扰沉降床，如TSS，TBS，RC，Crossflow等。
发明内容
本发明为了解决现有的粗煤泥的分选设备不适合用来洗选1/3焦煤的问题，提供了一种用来洗选1/3焦煤的粗煤泥分选机。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种粗煤泥分选机，包括柱形槽体，所述柱形槽体的顶部边缘设置溢流槽，所述溢流槽衔接溢流口；所述柱形槽体的顶部安装入料井，所述入料井内安装气动执行器控制进料；所述柱形槽体内底部设置一布满冲孔的紊流板，所述柱形槽体底部位于紊流板下方开设上升水流管口和安装底流排放阀；所述柱形槽体内安装两个用于检测床层实际分选密度的压差密度探头，所述压差密度探头传输信号至PID控制器，所述气动执行器和底流排放阀均由PID控制器控制。
水按预定的压力和流速由底部给入，经过紊流板进入干扰床工作室，形成上升水流。浓度为40%~60%的矿浆切向给入入料井后向下散开，与上升水流相遇，形成干扰床层或称沸腾床层。当系统达到稳定状态时，由于入料中颗粒密度的不同，密度低于干扰床层平均密度的颗粒浮起，进入溢流槽，通过溢流口流出；比干扰床层平均密度大的颗粒就穿透床层进入底流，由PID控制器自动控制的球形阀门排出。为精确的对入料进行分选，床层密度必须保持连续性，床层密度由控制系统进行控制，包括：密度探头，气动执行器等。通过两个压差密度探头检测床层的实际分选密度，根据密度的大小向PID控制器送出一个电流信号，PID控制器将床层实际密度值与设定值进行比较，从而控制底流排料阀的开启。
表1粗煤泥分选机分选效果汇总表
由表1可见：该设备分选粗煤泥的精煤产率为50.27%，而粗煤泥占入洗原煤比例以13%左右，同忻选煤二厂每年可出1/3焦煤600×13%×50.27%=39.21万吨。以每吨1/3焦煤比动力煤贵200元计算，每年可增加经济效益39.21×200=7842万元。
同忻选煤二厂调试至今，TSS粗煤泥分选机已经累计运行3000多小时，在入料灰分为22-24%的情况下，精煤灰分可控制在10%以内，E值在0.05-0.11之间，I值在0.12-0.19之间，达到预期效果，满足出1/3焦煤的要求。
上述煤泥分选机作为一种新型粗煤泥分选设备，目前还处于推广应用阶段，本次在同忻选煤二厂成功应用，开创了同煤集团1/3焦煤选煤厂使用干扰床分选机分选粗煤泥的先例，对同煤集团其他选煤厂及全国各地其他煤质相仿选煤厂均有很好的借鉴意义。
与现有技术相比，本粗煤泥分选机有以下优点：
（1）对入料煤质变化适应性强，分选精度高。
（2）自动化程度高，分选密度完全可调（1.4-1.9g/L），且可在集控室对分选密度进行监控。
（3）无复杂的入料分配系统，无需重介质和化学药剂。
（4）设计紧凑，占用空间小，圆形槽体设计，可保证溢流的均匀性。
（5）没有动力消耗，设备维护费用低，易磨区域设备陶瓷内衬，使用寿命可达15-20年。
本发明设计合理，粗煤泥分选机相比较其他粗煤泥分选设备，可以更加准确的控制分选密度，分选精度更高；自动化程度高，无需专人看护；对动力煤选煤厂和炼焦煤洗煤厂均适用，可以给企业带来更大的经济效益；比其他粗煤泥分选设备更加符合选煤行业未来的发展要求。
附图说明
图1表示本发明的结构示意图。
图中，1-柱形槽体，2-溢流槽，3-入料井，4-气动执行器，5-PID控制器，6-溢流口，7-压差密度探头，8-紊流板，9-上升水流管口，10-底流排放阀，11-洗水分配室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种粗煤泥分选机，如图1所示，包括柱形槽体1，所述柱形槽体1的顶部边缘设置溢流槽2，所述溢流槽2衔接溢流口6；所述柱形槽体1的顶部安装入料井3，入料井3上设置入料口，出料口。所述入料井3内安装气动执行器4控制进料；所述柱形槽体1内底部设置一布满冲孔的紊流板8，所述柱形槽体1底部位于紊流板8下方开设上升水流管口9和安装底流排放阀10；所述柱形槽体1内安装两个用于检测床层实际分选密度的压差密度探头7，所述压差密度探头7传输信号至PID控制器5，所述气动执行器4和底流排放阀10均由PID控制器4控制。
上述粗煤泥分选机是一种利用上升水流在槽体内产生紊流的干扰沉降设备。主体部分是一个简单的柱形槽体，顶部设有溢流槽，槽体底部有一个布满冲孔的紊流板。水按预定的压力和流速由底部给入，经过紊流板进入干扰床工作室，形成上升水流。浓度为40%~60%的矿浆切向给入入料井后向下散开，与上升水流相遇，形成干扰床层或称沸腾床层。当系统达到稳定状态时，由于入料中颗粒密度的不同，密度低于干扰床层平均密度的颗粒浮起，进入溢流槽，通过溢流口流出；比干扰床层平均密度大的颗粒就穿透床层进入底流，由PID控制器自动控制的球形阀门排出。为精确的对入料进行分选，床层密度必须保持连续性，床层密度由控制系统进行控制，包括：密度探头，气动执行器和主厂房PLC控制器。通过两个压差密度探头检测床层的实际分选密度，根据密度的大小向PID控制器送出一个4~20mA的电流信号，PID控制器将床层实际密度值与设定值进行比较，从而控制底流排料阀的开启，气动执行器能在60mm的线性范围内自由、平稳地运动。
上述设备分选粗煤泥的精煤产率为50.27%，而粗煤泥占入洗原煤比例以13%左右，同忻选煤二厂每年可出1/3焦煤600×13%×50.27%=39.21万吨。以每吨1/3焦煤比动力煤贵200元计算，每年可增加经济效益39.21×200=7842万元。
该粗煤泥分选机作为一种新型粗煤泥分选设备，目前还处于推广应用阶段，在同忻选煤二厂成功应用，开创了同煤集团1/3焦煤选煤厂使用干扰床分选机分选粗煤泥的先例，对同煤集团其他选煤厂及全国各地其他煤质相仿选煤厂均有很好的借鉴意义。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。

Claims (1)

1.一种粗煤泥分选机，其特征在于：包括柱形槽体（1），所述柱形槽体（1）的顶部边缘设置溢流槽（2），所述溢流槽（2）衔接溢流口（6）；所述柱形槽体（1）的顶部安装入料井（3），所述入料井（3）内安装气动执行器（4）控制进料；所述柱形槽体（1）内底部设置一布满冲孔的紊流板（8），所述柱形槽体（1）底部位于紊流板（8）下方开设上升水流管口（9）和安装底流排放阀（10）；所述柱形槽体（1）内安装两个用于检测床层实际分选密度的压差密度探头（7），所述压差密度探头（7）传输信号至PID控制器（5），所述气动执行器（4）和底流排放阀（10）均由PID控制器（4）控制。
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